长链非编码RNA编码小肽的生物医学意义及研究策略

长链非编码RNA(lncRNA)通常认为不具有蛋白质编码能力,广泛参与细胞增殖、信号转导等生命过程。但近年来研究表明,部分lncRNA的短开放阅读框(sORF)可编码具有生物活性的短于100个氨基酸的小肽,在钙离子稳态、胚胎发育等生命活动及恶性肿瘤的发生发展中发挥作用,是潜在的药物靶点和癌症生物标志物。目前大多采用生物信息学工具预测可编码的sORF、核糖体图谱筛选潜在编码的lncRNA、体外翻译初步检测lncRNA的编码能力、质谱鉴定潜在翻译的小肽、特异性抗体及表位标签验证小肽的内源性表达等。本文介绍了近年来鉴定的lncRNA编码小肽的生理功能、病理作用以及预测lncRNA编码潜力的研究策略。

信使RNA药物修饰及其递送系统研究进展

信使RNA(mRNA)药物在多种疾病的预防和治疗中展现了巨大的应用价值。最大程度提高mRNA的稳定性和翻译效率,保证mRNA免受核酸酶的降解并靶向特定组织和细胞是临床转化的要求。通过修饰核苷酸降低mRNA免疫原性,密码子优化增加mRNA翻译效率,5'帽结构和3'多聚腺苷酸尾结构增加mRNA稳定性,以及添加5'和3'非翻译区功能调控mRNA稳定性和翻译效率。通过纳米粒递送系统保护mRNA不被核酸酶降解,增加mRNA血液循环,并帮助mRNA进入细胞质发挥治疗和预防作用。本文综述了mRNA药物的制剂工程技术进展,讨论了提高mRNA稳定性和翻译效率的方法及设计原理,总结了具有产业转换潜力的mRNA递送系统的设计要求及其临床应用,并展望了mRNA药物未来可能的研究方向,以满足实现个性化精准医疗的需求。

治疗遗传病的RNA药物研究进展

RNA药物能够通过识别互补序列靶向对应基因以抑制特定蛋白或RNA的表达,或通过翻译合成目的基因编码的蛋白来发挥遗传性疾病治疗作用。RNA药物主要分为寡核苷酸药物(包括反义寡核苷酸、小干扰RNA和RNA适配体)和信使RNA药物等。其中,反义寡核苷酸和小干扰RNA已用于临床治疗遗传病,而RNA适配体和信使RNA药物目前还处于临床试验阶段。当前主要通过对RNA药物进行化学修饰(如对信使RNA进行假尿嘧啶修饰)来降低免疫原性和提升药物疗效,以及开发纳米粒载体、细胞外囊泡和类病毒载体等递送载体来解决RNA药物的稳定性、特异靶向性和安全性等问题。本文概述了目前用于治疗遗传病的11种RNA药物的具体作用分子机制,并简单讨论了RNA药物的化学修饰及递送载体的研究现状。

线粒体基因编辑技术研究进展

线粒体DNA(mtDNA)突变会导致多种遗传病的发生。mtDNA编辑技术作为新兴的治疗手段基本基于蛋白质识别靶点,核酸识别型mtDNA编辑技术较少。以锌指核酸酶技术、转录激活因子样效应核酸酶技术、碱基编辑技术为代表的蛋白质识别型mtDNA编辑技术取得了一定进展,但识别序列设计复杂的弊端阻碍其进一步推广。CRISPR/Cas9等核酸识别型编辑技术以其结构简单、易于设计和修饰的特色展现出优越性,但缺乏将核酸递送进入线粒体的有效手段限制了其在mtDNA编辑领域的应用。随着对内源性、外源性导入途径的研究和DNA修复机制的深化理解,越来越多的证据表明核酸递送的可行性和核酸识别型mtDNA编辑技术的广阔应用前景。本文基于识别元件分类,总结了当前线粒体基因编辑技术的原理和发展现状,展望了核酸识别型mtDNA编辑技术的潜在价值。

核酸类药物的修饰和递送研究进展

核酸类药物是在基因水平上发挥作用的RNA或DNA。目前应用较多的有核酸适配体、反义寡核苷酸、信使RNA、微RNA、小干扰RNA、小激活RNA等。核酸类药物临床应用面临稳定性差、靶向性弱、难以跨越体内屏障等难题。通过核酸化学结构修饰可以提高部分核酸药物在体内的稳定性、靶向性,提高递送效率,同时降低药物的免疫原性;应用核酸类药物载体可以帮助药物到达病灶,有助于核酸类药物实现更高效的内体逃逸,促进药物在体内发挥作用。目前应用较多的递送载体有病毒载体、脂质纳米粒、聚合物纳米载体、无机纳米载体、蛋白载体、外泌体等。目前,单独的修饰或递送载体尚不足以克服众多障碍,将核酸化学结构修饰与药物递送系统相结合有望实现更好的治疗效果,但后者技术难度和临床转化成本也随之增加。针对更加简单实用、低毒高效、精准递送核酸药物载体和核酸化学结构修饰的研发将成为核酸药物研发的热点方向。本文综述了核酸类药物的修饰和递送研究进展,讨论了提高核酸类药物递送效率的对策,以期为核酸类药物的转化应用提供参考。