反义寡核苷酸的作用机制及其在运动系统中的研究进展

反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,ASOs)是一类新型的小分子基因靶向药物,可与目的mRNA结合,ASOs以其与目标序列互补的碱基配对方式,对基因进行靶向调控。随着基因测序技术和分子合成技术的不断发展,ASOs在运动系统中的研究和应用进一步深入。本文阐述了ASOs在基因沉默和表达调控中的作用机制,以及其在基因治疗方面的应用前景。此外,还介绍了ASOs在运动系统疾病中的研究进展和应用情况,并分析此类药物目前所面临的问题,旨在深化医务人员对ASOs的认识,并为其在生物医学研究和临床中的推广应用提供有益参考。

反义寡核苷酸药物在神经系统疾病治疗中的研究与应用

神经系统疾病的病因及病理机制复杂且研究难度大,靶点发现及相应的药物研发困难。随着基因组及转录组测序等技术的发展,有关神经系统疾病的遗传形式、非遗传性或散发性神经系统疾病的靶点发现及分子机制取得了有效进展。基于转录组靶点发现的小核酸药物研发为神经系统疾病的新药开发领域提供了一种新的思路。反义寡核苷酸药物属于小核酸药物的一种,相比于以蛋白为靶点的传统小分子药或抗体药物,靶向mRNA的反义寡核苷酸具有候选靶点范围大、药物靶点筛选快、研发成功率高等优点。目前,反义寡核苷酸药物在神经退行性疾病领域的治疗广受各药物研发企业重点关注,具有良好临床应用前景。本研究总结反义寡核苷酸药物在多种神经系统疾病治疗中的研究与应用,回顾其作用机制、研发优势以及结构修饰方法的发展,并探讨用于治疗神经系统疾病的反义寡核苷酸药物临床用药及研发的最新进展,旨在为神经系统疾病、尤其是罕见病及难治病的新药研发提供借鉴和参考。

阿斯利康反义寡核苷酸药物获FDA批准上市

近日,阿斯利康宣布美国食品药品管理局(FDA)已批准反义寡核苷酸(ASO)疗法Eplontersen(商品名:Wainua)上市,用于治疗成人遗传性转甲状腺素蛋白(TTR)介导的淀粉样变性的多发性神经病(ATTRv-PN)。

反义寡核苷酸技术治疗肌萎缩侧索硬化研究进展

肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)尚无有效的治疗方法,目前已经发现多个致病基因以及修饰基因可导致ALS。反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,ASOs)是可以调节目的mRNA的分子工具,可以针对ALS的突变基因进行治疗。本文综述ASOs在ALS治疗中研究进展,从治疗机制、研究情况等方面进行总结,目前针对超氧化物歧化酶基因1(superoxide dismutase 1,SOD1)、反式激活反应-DNA-结合蛋白(transactive response DNA binding protein,TARDBP)、9号染色体开放阅读框72(chromosome 9 open reading frame 72,C9ORF72)、肉瘤融合基因(fused in sarcoma,FUS)的ASOs在动物实验中得到其有效的结果,多项临床试验正在进行,但在药物体内分布、药物用量把控、ALS不同类型适用性等方面的问题尚待解决,以研制出减缓疾病进展且副作用小的ASOs。

端粒酶正义及反义寡核苷酸对鼻咽癌细胞生长分化的影响

背景与目的:近年研究表明,端粒及端粒酶与肿瘤发生密切相关。端粒酶反义寡核苷酸直接作用于端粒酶或诱导肿瘤细胞分化均可使端粒酶活性下降,抑制肿瘤生长。而用端粒酶反义寡核苷酸直接抑制端粒酶活性是否可引起肿瘤细胞再分化,尚不清楚。由于端粒DNA重复序列是以端粒酶RNA为模板合成的,因此端粒DNA可以和端粒酶正义寡核苷酸互补结合。这种结合是否也能影响肿瘤细胞的生长,值得研究。本研究正是要探讨端粒酶正义及反义寡核苷酸对鼻咽癌细胞生长分化的作用。方法:脂质体介导正、反义寡核苷酸转染鼻咽癌CNE1和CNE2Z细胞株,MTT法检测细胞增殖能力,免疫组化法检测细胞角蛋白表达,同时观察细胞形态学变化。结果:端粒酶正义寡核苷酸与反义寡核苷酸一样可抑制CNE1和CNE2Z细胞的生长,且呈剂量和时间依赖性。1.5、3.0、4.5、6.0μmol/L正义寡核苷酸处理CNE1细胞,6h抑制率分别为16.28%、19.38%、22.48%和23.26%,48h分别达26.26%、38.89%、39.90%和38.89%;CNE2Z细胞6h抑制率分别为7.69%、8.24%、18.13%和20.32%,48h分别为28.84%、28.88%、32.89%和31.54%。正、反义寡核苷酸组细胞角蛋白表达显著增加(P<0.01),细胞形态趋向分化成熟。结论:端粒酶正、反义寡核苷酸均可抑制鼻咽癌细胞的生长,并促进细胞分化。

反义寡核苷酸抑制肿瘤细胞表达VEGF的研究

研究用反义寡核苷酸（ＯＤＮ）抑制肿瘤细胞ＶＥＧＦ的表达，探讨发展新的抗肿瘤药物的可能性。方法Ｓ１８０细胞培养上清液有促进牛脐血管内皮细胞生长的作用。用ＶＥＧＦ的反义ＯＤＮｓ分别加入Ｓ１８０细胞培养液，检查各上清液刺激内皮细胞生长的受抑情况，即可了解ＯＤＮｓ抑制肿瘤细胞表达ＶＥＧＦ的情况。结果证明ＶＥＧＦ反义ＯＤＮｓ确有抑制ＶＥＧＦ表达的作用。结论反义ＶＥＧＦ的ＯＤＮｓ有望成为新一代的抗肿瘤药物。

Plk1基因为靶的反义寡核苷酸对HepG2肝癌细胞的体内外抗肿瘤作用

目的:以Plk1基因为靶筛选抗肿瘤药物。方法:根据Plk1mRNA的二级结构设计8条反义寡核苷酸药物,以脂质体介导进行转染,MTT染色计算细胞生长抑制率,从中筛选出一条序列并对其进行优化。最后以最佳序列9号进行体外作用持续时间及裸鼠移植瘤细胞生长抑制率分析。结果:针对5'编码区的5号序列在0.2μmol/L、0.4μmol/L和0.8μmol/L时抑制率分别是59.1%、75.5%和90.7%。它抑制细胞增殖作用最强。5号序列的5'端向内移动3个碱基形成的9号序列的抑制率高于其它3条序列,9号的IC50是0.081μmol/L。终浓度为0.2μmol/L的9号药物经脂质体介导转染给药1次后,抑制活性逐渐增加,第4天抑制率达到93.0%的峰值,然后缓慢下降,到第6天抑制率为78.3%。荷瘤裸鼠每日腹腔注射9号药物(25mg/kg)用药28天,处死时对照组的瘤重为(1.536±0.196)g,用药组瘤重为(0.485±0.378)g,方差分析表明用药组与对照组相比有显著性差异(t=5.59P<0.01),用药组抑瘤率达68.42%。结论:靶向Plk1的反义治疗能够抑制肿瘤的生长,对正常细胞无明显毒性。Plk1可作为肿瘤治疗的新靶点。

STAT1反义寡核苷酸对肺纤维化大鼠肺泡巨噬细胞分泌TNF-α、IL-8和NO的影响

目的:探讨STAT1(signaltransducerandactivatoroftranscription1)反义寡核苷酸(ASON)对博莱霉素(BLM)致肺纤维化1周大鼠肺泡巨噬细胞(AM)分泌TNF-α、IL-8和NO的影响。方法:取Wistar大鼠5只,向气管内灌注BLM复制肺纤维化模型后7d处死动物,通过支气管肺泡灌洗获取AM,并分为STAT1ASON组、STAT1正义寡核苷酸(SON)组、地塞米松(dexamethasone,DEX)组和空白对照组。分别用ASON、SON和DEX干预AM(空白对照组只加培养基),然后检测AM分泌TNF-α、IL-8和NO的能力。结果:用STAT1ASON处理AM后的培养上清中,TNF-α、IL-8和NO的含量减少,与空白对照组、SON组及DEX组相比较差异显著(P<0.05);DEX组AM的培养上清中,TNF-α、IL-8和NO的含量明显低于空白对照组和SON组(P<0.05);而空白对照组和SON组培养上清中,TNF-α、IL-8和NO的含量却无统计学意义(P>0.05)。结论:STAT1ASON和DEX能使AM分泌TNF-α、IL-8和NO的能力下降,且STAT1ASON的作用强于DEX。STAT1可作为肺纤维化治疗的靶目标。

碳纳米管-树形分子载体递送Survivin反义寡核苷酸对肝癌细胞增殖的作用

目的:探讨碳纳米管(CNT)-树形分子递送Survivin反义寡核苷酸(ASOND)进入肝癌细胞HepG2的效率及其对肝癌细胞增殖的影响。方法:制备碳纳米管与PAMAM树形分子复合物,与Survivin反义寡核苷酸组装后,用原子力显微镜(AFM)与凝胶电泳观察碳纳米管-树形分子-反义核苷酸复合物的形态结构;然后将复合物与人肝癌HepG2细胞共培养,同时设立对照,采用透射电镜观察碳纳米管-树形分子-反义核苷酸复合物在细胞中的定位,采用MTT法检测复合物对癌细胞生长的抑制作用。结果:AFM与凝胶电泳分析证实碳纳米管-树形分子-反义核苷酸复合物被成功制备。透射电镜观察证实碳纳米管-树形分子-反义核苷酸复合物位于细胞质。MTT法检测表明,CNT-PAMAM-ASODN浓度为1.0μmol/L时,即可抑制(45.97±4.28)%的HepG2细胞增殖,而ASODN组和CNT-PAMAM组在此浓度条件下对HepG2细胞的抑制率则分别为(9.33±0.85)%和(6.37±0.69)%;当CNT-PAMAM-ASODN达到1.50μmol/L时,细胞抑制率为(70.22±7.25)%,而且抑制作用随培养时间的延长与浓度的增加而增强,实验组与对照组之间细胞抑制率存在显著性差异(P<0.01)。结论:碳纳米管-树形分子复合物是一种高效的基因递送载体,能够携带Survivin反义寡核苷酸进入肝癌细胞,并高效抑制HepG2细胞的增殖,显著增强反义寡核苷酸的作用效果。

绿色荧光蛋白基因mRNA反义寡核苷酸的筛选和应用

基因mRNA的靶点筛选是设计反义寡核苷酸的关键.建立了PARASS(polyAanchoredRNAaccessiblesitesscreening)方法,即通过在mRNA末端引入polyA,与生物素标记的polyT退火结合,将其同链亲和素磁珠混合,使mRNA通过3’末端得到固定,保持mRNA的自然伸展和折叠,与寡核苷酸文库杂交筛选mRNA的结合靶点.PARASS筛选获得了绿色荧光蛋白(GFP)mRNA的3个反义寡核苷酸结合靶点,据其设计了多条反义寡核苷酸,与对照组相比,体外RNaseH分析显示3个靶点均为有效,在HeLa细胞内针对靶点的反义寡核苷酸能抑制GFP的表达,得到了Northern印迹结果支持.PARASS对反义寡核苷酸药物设计具有应用价值.

ClC-3反义寡核苷酸对ConA诱导的T淋巴细胞增殖的影响

目的 研究ClC 3蛋白在T淋巴细胞增殖过程中的作用。方法 采用脂质体转染技术 ,将寡核苷酸导入细胞 ,免疫印迹 (WesternBlot)方法分析ClC 3蛋白表达 ;[3H] TdR参入法观察ClC 3反义寡核苷酸对细胞增殖的作用。结果 ①ClC 3反义寡核苷酸浓度依赖性地抑制ConA诱导的ClC 3蛋白的表达 ;②ClC 3反义寡核苷酸浓度依赖性地抑制ConA诱导的T淋巴细胞增殖。结论 ClC

hTERT反义寡核苷酸对HL-60细胞增殖及端粒酶活性的抑制作用

为了研究hTERT基因反义寡核苷酸(ASODN)对HL-60细胞增殖及端粒酶活性的抑制作用,并探讨HL-60细胞端粒酶活性与hTERT基因表达的关系,应用反义寡核苷酸封闭HL-60细胞hTERT基因的表达,RT-PCR方法检测该基因表达抑制情况,倒置显微镜观察细胞形态变化,MTT法检测细胞增殖状态,应用TRAP-ELISA、TRAP-PAGE方法检测HL-60细胞端粒酶活性。结果发现反义硫代寡核苷酸作用于HL-60细胞72小时后,hTERT基因表达明显受抑,细胞生长受抑,增殖能力减弱,其抑制作用具有序列特异性及浓度、时间依赖性。端粒酶活性检测显示反义寡核苷酸10、20和30μmol/L作用组OD450-690值分别为1.504±0.47、1.223±0.39,0.944±0.16,与未作用组(2.648±0.42)比较,差异有显著性(P<0.05);正义寡核苷酸20μmol/L作用组(OD450-690值为2.376±0·65)与未作用组比较,差异无显著性(P>0.05)。TRAP-PAGE检测表明hTERTASODN作用组较SODN作用组端粒酶条带明显减少,以30μmol/L作用组条带最少。结论hTERT基因反义寡核苷酸能够通过封闭hTERT基因的表达而抑制HL-60细胞增殖,下调端粒酶活性。

反义寡核苷酸对丙型肝炎病毒调控基因表达的体外抑制活性研究

为探讨反义寡核苷酸（ Ａ Ｓ Ｏ Ｄ Ｎｓ） 对丙型肝炎病毒（ Ｈ Ｃ Ｖ） 的抑制活性，研究和开发新型抗 Ｈ Ｃ Ｖ 药物。采用 Ｈ Ｃ Ｖ ５′ Ｎ Ｃ Ｒ 调控荧光素酶基因的稳定表达细胞株 Ｈｅｐ Ｇ２９７０６ ，评价了３ 条针对 Ｈ Ｃ Ｖ 调控基因的 Ａ Ｓ Ｏ Ｄ Ｎ，即 Ｈ Ｃ Ｖ３６３ 、 Ｈ Ｃ Ｖ３４９ 及 Ｈ Ｃ Ｖ２７９ 。将 Ｌｉｐｏｆｅｃｔｉｎ 包封的 Ａ Ｓ Ｏ Ｄ Ｎ 与 Ｈｅｐ Ｇ２９７０６ 细胞株每天作用５ 小时，连续３ 天后检测荧光素酶活性。结果提示，在 Ｈｅｐ Ｇ２９７０６细胞中，三种 Ａ Ｓ Ｏ Ｄ Ｎｓ 均具有特异性的剂量依赖性抑制活性。浓度在０５μｍｏｌ／ Ｌ 时， Ｈ Ｃ Ｖ３６３ 、 Ｈ Ｃ Ｖ３４９ 及 Ｈ Ｃ Ｖ２７９ 对 Ｈ Ｃ Ｖ５′ Ｎ Ｃ Ｒ 调控荧光素酶表达抑制率分别为６１ ％ 、５５ ％ 及４８ ％ 。 Ｈ Ｃ Ｖ３６３ 连续作用８ 天，其抑制率可达８１ ％ 。上述资料论证了 Ｈ Ｃ Ｖ３６３ 、 Ｈ Ｃ Ｖ３４９ 及 Ｈ Ｃ Ｖ２７９ 在 Ｈ Ｃ Ｖ５′ Ｎ Ｃ Ｒ 调控荧光素酶基因的稳定表达细胞中对 Ｈ Ｃ Ｖ 调控基因具有明显的抑制活性。

TNF-α反义寡核苷酸对马桑内酯刺激的星形胶质细胞的影响

为进一步探讨 TNF- α在星形胶质细胞激活中的作用 ,用 TNF- α反义寡核苷酸抑制由马桑内酯 (coriaria lac-tone,CL )诱导的星形胶质细胞 TNF-α的产生 ,观察 NFκBp6 5核转位和 IκBα降解的变化。在应用 TNF-α反义寡核苷酸后 ,由 CL 刺激引起的 TNFα生成在 2、 4、 12、 2 4 h均显著减少 ,NFκBp6 5核转位在相同的 4个时间点也均受到明显抑制 ,相应胞浆蛋白的 IκBα降解也低于对照组。实验结果表明 :由 CL诱导产生的

Survivin反义寡核苷酸对人卵巢癌细胞SKOV3的抑制作用

背景与目的在大多数肿瘤组织中都发现了survivin的异常高表达,这说明survivin在肿瘤发生中具有重要作用。本研究探讨survivin反义寡核苷酸(survivinASODN)对人卵巢癌细胞SKOV3的抑制作用及其机制。方法脂质体介导survivin反义寡核苷酸转染SKOV3,用MTT法检测细胞抑制率。Westernblot法检测相关基因蛋白表达,应用流式细胞术、梯形DNA片段分析及DAPI染色光镜观察细胞凋亡情况。激酶活性检测方法测定半胱氨蛋白水解酶3(caspase-3)活性的变化。结果脂质体介导survivin反义寡核苷酸转染后,SKOV3细胞的生长受到明显抑制,1000ng/mlASODN转染组的细胞抑制率为(60.30±2.95)%,明显高于对照组(P<0.05)。凋亡细胞比率由转染前的0.65%增加至32.10%,SKOV3细胞内survivin基因蛋白表达下调26.3%,caspase-3活性为0.998±0.001,较对照组显著增高(P<0.01)。结论SurvivinASODN可通过诱导细胞凋亡抑制细胞生长,具有明显的抗癌作用。

以microRNA-21为靶标的反义寡核苷酸对人白血病K562细胞的抑制作用

目的:探讨以microRNA-21为靶标的反义寡核苷酸对白血病K562细胞的生长抑制效应及可能的作用机制。方法:依据与microRNA-21序列互补的原理,设计反义寡核苷酸,人工合成并全硫代修饰,在Lipo-fectamineTM2000介导下,转染K562细胞。采用四甲基偶氮唑蓝(MTT)法筛选最佳作用浓度,台盼蓝拒染法检测其对细胞生长抑制的作用,姬姆萨染色观察细胞的形态学变化,流式细胞仪检测细胞凋亡及细胞周期的变化。利用荧光定量PCR技术检测反义寡核苷酸作用后细胞内microRNA-21表达水平的改变。结果:MTT结果显示反义寡核苷酸有效抑制细胞生长,分别与随机组、空白对照组进行比较有显著差异(P<0.05),反义寡核苷酸作用的最佳浓度是0.6μmol/L。台盼蓝拒染法结果显示从转染K562细胞24 h开始,反义寡核苷酸组细胞生长明显受到抑制,抑制效应持续到72 h。姬姆萨染色显示反义寡核苷酸作用K562细胞24 h后,可在细胞中见凋亡小体。流式细胞仪检测结果显示反义寡核苷酸组出现明显的亚二倍体峰,细胞周期无发生明显变化。荧光定量PCR结果显示,反义寡核苷酸可有效抑制细胞内microRNA-21的表达水平。结论:以microRNA-21为靶标的反义寡核苷酸可有效抑制人白血病K562细胞的生长,并显著促进细胞凋亡。

放射性碘标记反义寡核苷酸在荷人淋巴瘤裸鼠中的分布及显像研究

目的：探讨用放射性碘标记的框架区(framework region mRNA．FR)mRNA 反义寡核苷酸(antisense oligo-nucleotide，ASON)作为 B 细胞淋巴瘤反义显像剂及反义治疗药物的可能性 方法：通过氯胺-T 法用碘[^(125)I 与碘[^(131)I]标记含酪胺的18聚体寡核苷酸获得^(125)I-或^(131)I-FR-ASON，建立荷人淋巴瘤裸鼠动物模型 将148 kBq^(125)I-FR-ASON(2～μg)经尾静脉注入正常小鼠，于不同时间处死小鼠，测定不同组织及标准源的放射性计数 荷瘤裸鼠瘤内注入脂质体包裹的3.33 MBq ^(131)I-FR-ASON(7～9μg)，分别于注射后不同时间进行单光子发射计算机断层(single photon emission computer tomographv,SPECT)显像，以脂质体包裹的正义寡核苷酸作为对照，24h 显像后处死裸鼠，取出血液、重要器官和肿瘤组织，测定各组织的放射性计数，并计算每克组织摄取率及肿瘤与非瘤组织放射性摄取比值(T/NT) 结果：^(125)I-FR-ASON 注入正常小鼠体内后1h．各脏器的放射性摄取达高峰，24h 基本清除 肝、胃和肠放射性分布最高，骨、肌肉、脑中放射性分布较少 荷瘤裸鼠瘤内注入脂质体包裹的^(131)I 标记 ASON后立即用 SPECT 成像仅见肿瘤部位，1和2h 成像可见小踪剂从肿瘤到腹腔，24h 仍可见肿瘤显像 比较24h

反义寡核苷酸聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒的制备及载药研究

目的制备载反义寡核苷酸(ASODNs)聚氰基丙烯酸丁酯阳离子纳米粒。方法以二乙氨乙基-葡聚糖(DEAE-Dextran)为修饰剂,采用乳化聚合法制备阳离子聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒,采用吸附法制备载ASODNs纳米粒。用原子力显微镜观察其形态,用激光粒度仪测定Zeta电位及粒径,高效液相法测定药物的载药量和包封率,琼脂糖电泳分析抗核酸酶的能力。结果制得的纳米粒(NP),形态规整、大小均匀,平均粒径为90.2nm,Zeta电位值为+40.1mV,载药量达到84.3μm·mg-1时,几乎所有的药物被负载,DEAE-Dextran-(NP)所吸附的ODNs有较好的对抗核酶降解的能力。结论DEAE-Dextran-NP是一种稳定、高效的反义寡核苷酸传递系统。

KDR反义寡核苷酸对人胃癌细胞的作用

目的 用 KDR反义寡核苷酸作用于人胃腺癌细胞 ,观察对细胞增殖及超微结构的影响 ,检测作用后 KDR基因的表达 ,并测定细胞分泌 VEGF的能力 .方法 MTT法测定细胞的增殖能力 ,电镜下观察细胞的超微结构 .原位杂交及免疫组化法检测 KDR m RNA及蛋白的表达 .ELISA法测细胞培养液中人 VEGF的含量 .结果 KDR ASODN可明显的抑制人胃腺癌细胞增殖 .增殖抑制率最高可达 55.4% .当剂量为 2 0μmol· L-1 时还可诱发细胞凋亡 .KDR ASODN能明显抑制细胞内 KDR m RNA和蛋白的表达 .胃癌细胞还能分泌一定量的人 VEGF:(92± 1 .7) ng· L-1 .结论 胃癌细胞能分泌一定量的人 VEGF.KDR ASODN能抑制细胞内 KDR基因的表达 ,并显著抑制胃癌细胞的增殖 .在一定剂量下还可诱发其凋亡 .说明 VEGF及受体 KDR在人胃腺癌细胞的增殖。

Survivin反义寡核苷酸对肝癌细胞株SMMC-7721增殖的影响

目的:应用反义寡核苷酸技术研究凋亡抑制蛋白Survivin反义寡核苷酸对肿瘤细胞增殖的影响。方法:根据Survivin序列合成其反义寡核苷酸序列(Survivin-ASODN)。培养肝癌细胞株SMMC-7721,用荧光素标记的Survivin-ASODN转染,并设立空白对照、空脂质体对照及正义寡核苷酸(SODN)对照组;用PCR方法检测Survivin基因表达水平;通过MTT方法分析Survivin-ASODN转染对肝癌细胞增殖的影响。结果:荧光素标记的Survivin-ASODN在SMMC-7721细胞中的转染率达到60%以上。SMMC-7721细胞分别用100、200、300、400和600nmol.L-1 ASODN转染后,Survivin基因表达水平下降,细胞增殖抑制率24h时分别为(3.87±1.67)%、(9.21±2.21)%、(15.21±3.18)%、(21.32±3.43)%和(32.62±3.74)%,而300nmol.L-1ASODN组48h时细胞生长抑制率为(29.21±4.12)%,72h时抑制率为(44.21±3.32)%;ASODN转染组细胞增殖抑制率与空白对照组、空脂质体组及SODN组比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:Survivin-ASODN对细胞增殖有抑制作用,且呈现剂量依赖性;并且随着作用时间的延长,其抑制效果增强。