目前的研究，已經(jīng)可以向肝細(xì)胞提供基于短干擾?RNA?的治療劑；但是，針對其他器官的治療，仍然需要新的解決方案。最近發(fā)表在?Nature Biotechnology?上的研究報告中，由美國馬薩諸塞州?Alnylam Pharmaceuticals?的?Vasant Jadhav?領(lǐng)導(dǎo)研究人員分析了?2′-O-hexadecyl (C16)與小干擾?RNA (siRNA)?結(jié)合后，可在嚙齒動物和非人類靈長類動物的靶器官中進(jìn)行有效和持久的沉默，并且具有廣泛的細(xì)胞特異性。

患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病是治療過程中最大挑戰(zhàn)。在這項工作中，Brown?等人在近?20?年的?siRNA?設(shè)計和化學(xué)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用肝外組織（包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)、眼睛和肺）中的?RNA?干擾途徑。開發(fā)使?siRNA?能夠穿過血腦屏障傳遞的方法。?Brown?等人展示了?2'-O-十六烷基?(C16)?的結(jié)合以增強(qiáng)?siRNA?向肺泡和細(xì)支氣管上皮細(xì)胞的遞送。他們將?C16?親脂性修飾與化學(xué)修飾和代謝穩(wěn)定的?siRNA?相結(jié)合，以有效遞送至靶器官，從而在嚙齒動物和非人類靈長類動物中實現(xiàn)穩(wěn)健和持久的基因沉默（圖?1.）。這些實驗提供了有利的安全性，以產(chǎn)生多個候選者來研究臨床安全性和有效性。

Brown?等人優(yōu)化了化學(xué)修飾后?siRNA?的親脂性，以增強(qiáng)顆粒在細(xì)胞內(nèi)的傳遞，從而實現(xiàn)廣泛和安全的分布。?在此過程中，他們利用核糖骨架的分子位置來引入?siRNA?雙鏈體，并監(jiān)測?siRNA?偶聯(lián)物在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的?RNA?干擾活性。?已知的?siRNA?設(shè)計元素增加了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的效力和特異性，在與乙烯基膦酸鹽和?C16?結(jié)合后表現(xiàn)出最佳活性，脊髓和大腦中的?mRNA?敲除率分別高達(dá)?90%?至?75%。?與未綴合的版本相比，綴合物的功能敲低數(shù)據(jù)顯示在大鼠單次注射后腦生物分布更佳（圖?2.）。

設(shè)計了針對特異性細(xì)胞類型靶標(biāo)的小干擾?RNA，結(jié)果顯示，神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的強(qiáng)烈敲低，說明?C16-siRNA被中樞神經(jīng)系統(tǒng)中大多數(shù)與治療相關(guān)的細(xì)胞類型有效吸收。?Brown?等人注意到脊髓和大腦中編碼超氧化物歧化酶?(Sod1)?的基因的敲低依賴于劑量效應(yīng)，并且該過程長達(dá)6個月。還檢查了額葉皮層中劑量效應(yīng)，siRNA?半衰期長達(dá)?3?到?4?個月（圖?3.）。

該團(tuán)隊通過淀粉樣前體蛋白評估了結(jié)合化合物在非人類靈長類動物中的效力。?含有乙烯基膦酸鹽和?C16?的?siRNA?在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表現(xiàn)出最佳活性，在藥物治療?3?個月時對肝臟或腎臟沒有副作用。該團(tuán)隊使用腦脊液樣本來研究非人類靈長類動物的沉默持續(xù)時間，并展示了劑量變異性如何導(dǎo)致觀察到所分析的大腦區(qū)域之間強(qiáng)烈的暴露反應(yīng)關(guān)系。?然后，該團(tuán)隊通過對給藥后不同時間點中樞神經(jīng)系統(tǒng)區(qū)域的組織病理學(xué)評估，測試了藥物劑量在非人類靈長類動物中的安全性和耐受性（圖?4.?）。

Brown?等人使用具有阿爾茨海默病特異性突變的轉(zhuǎn)基因小鼠來評估所開發(fā)的化合物的臨床前功效。展示了單劑量?(60 μg)?的化合物如何在劑量可變的時間范圍內(nèi)降低腹側(cè)皮層和腦脊液中的突變蛋白水平。?結(jié)果顯示，CVN?小鼠品系中特定代謝物的減少，其中特定基因的敲低使特定代謝物正?；?，使其恢復(fù)到與野生型菌株相同的水平。?研究人員進(jìn)一步證明了該化合物在眼睛和肺中的強(qiáng)大而持久的活性（圖?5.?）。

該團(tuán)隊將親脂性?siRNA?偶聯(lián)物與其他設(shè)計特征相結(jié)合，通過臨床上有利的安全給藥途徑在動物模型的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布。?他們在臨床前小鼠模型中進(jìn)行了概念驗證研究，以使行為缺陷正?；浣Y(jié)果適合治療早發(fā)性阿爾茨海默病和腦淀粉樣血管病的臨床開發(fā)。?結(jié)合策略也適用于局部器官，例如眼和肺。

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https://www.nature.com/articles/s41587-022-01334-x