治疗囊性纤维化的新方法：如何将高浓度寡核苷酸注入肺部

　　

UNC医学院的科学家们领导了一个研究人员的合作，展示了一个潜在的强大的新策略，用于治疗囊性纤维化（CF）和可能广泛的其他疾病。它涉及一种称为寡核苷酸的小核酸分子，这种分子可以纠正导致CF的一些基因缺陷，但现有的调节疗法无法解决这些缺陷。研究人员使用了一种新的给药方法，克服了将寡核苷酸导入肺细胞的传统障碍。

正如科学家在《Nucleic Acids Research》杂志上报道的那样，他们在CF患者和小鼠的细胞中证明了这种方法的惊人效果。

北卡罗来纳大学医学系和北卡罗来纳大学生物化学与生物物理学系副教授，北卡罗来纳大学医学院Marsico肺研究所成员、研究的资深作者Silvia Kreda博士说：“通过我们的寡核苷酸递送平台，我们能够恢复CF中不正常工作的蛋白质的活性，而且我们只看到了一个适度剂量的延长效应，因此我们对这种策略的潜力感到非常兴奋。”。

Kreda和她的实验室与北卡罗来纳州大学药理学系博沙默荣誉退休教授、生物技术初创公司Initos Pharmaceuticals的联合创始人兼首席科学官Rudolph Juliano博士领导的团队合作进行了这项研究。

美国约有3万人患有CF，这是一种遗传性疾病，基因突变导致一种重要蛋白质CFTR功能缺失。如果没有CFTR，肺部和上呼吸道的粘液就会脱水，并且极易受细菌感染的影响，这种情况经常发生，并导致进行性肺损伤。

CF的治疗包括CFTR调节剂药物，在许多情况下可以有效地恢复部分CFTR功能。然而，CFTR调节剂不能帮助大约10%的CF患者，这通常是因为潜在的基因缺陷是一种被称为剪接缺陷的类型。

CF和剪接缺陷

剪接是一个发生在基因被复制或转录成RNA临时链的过程。由酶和其他分子组成的复合体，通常在删除某些不需要的片段后，将RNA链切碎并重新组装。剪接发生在大多数人类基因上，细胞可以以不同的方式重新组装RNA片段，这样一个基因就可以产生不同版本的蛋白质。然而，剪接的缺陷会导致许多疾病，包括当CFTR的基因转录被错误剪接时的CF。

原则上，适当设计的寡核苷酸可以纠正某些剪接缺陷。近年来，美国食品和药物管理局批准了两种治疗遗传性肌肉疾病的“剪接开关寡核苷酸”疗法。

然而，在实践中，让寡核苷酸进入细胞，并到达细胞内可以纠正RNA剪接缺陷的位置，对某些器官来说是一个极大的挑战。

Kreda说：“将高浓度的寡核苷酸注入肺部以治疗肺部疾病尤其困难。”

治疗性的寡核苷酸，当被注射到血液中时，必须经过一系列生物系统的考验，这些系统的设计是为了保护身体免受病毒和其他有害分子的侵害。即使当寡核苷酸进入细胞，最常见的是被困在内质体囊泡中，然后送出细胞外，或者没开展工作就被降解酶分解了。

新的呈递策略

Kreda，Juliano和他们的同事开发的策略克服了这些障碍，他们为剪接开关寡核苷酸增加了两个新特性：首先，寡核苷酸与短的蛋白质样分子连接，这些分子被称为肽，旨在帮助它们在体内分布并进入细胞。其次，有一种单独的治疗方法，称为OECs，由Juliano和Initos开发，它可以帮助治疗性寡核苷酸摆脱它们在内质体中的束缚。

研究人员在培养的具有共同剪接缺陷突变的人类CF患者的气道细胞中证明了这种联合方法。

Kreda说：“在相对较低的浓度下，只在这些细胞中添加一次，基本上可以将CFTR纠正到正常的功能水平，没有证据表明对细胞有毒性。”

结果显示，OECs组效果明显优于对照组，OECs剂量越大效果越好。

目前还没有剪接缺陷CF的小鼠模型，但研究人员在剪接缺陷影响报告基因的小鼠模型中使用不同的寡核苷酸成功地测试了他们的一般方法。在这些实验中，研究人员观察到，在一次治疗后，小鼠肺中剪接缺陷的纠正至少持续了三周，这意味着接受这种治疗的患者可能只需要零星的剂量。

研究人员现在计划对其潜在的CF治疗进行进一步的临床前研究，为可能的临床试验做准备。

原文检索：Enhanced delivery of peptide-morpholino oligonucleotides with a small molecule to correct splicing defects in the lung