新型内体逃逸增强化合物的设计与筛选:提升寡核苷酸体外功能递送效率

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Molecular Therapy Nucleic Acids 6.5

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  本文报道了新一代内体逃逸增强剂(EEEs)的开发,通过质子海绵效应促进剪接转换寡核苷酸(SSOs)、缺口寡核苷酸(gapmers)及小干扰RNA(siRNAs)的胞质释放。研究发现,EEEs通过上调囊泡组织相关基因表达,显著提升GalNAc-siRNA的活性,为多模态寡核苷酸疗法提供了高效递送策略。

  内体逃逸增强化合物的突破性设计
研究团队通过结构活性关系(SAR)分析,优化了32种内体逃逸增强剂(EEEs),其中EEE4和EEE32表现突出。这些化合物通过质子海绵机制破坏内体膜,促进寡核苷酸逃逸。GAL9招募实验证实,EEE4在1.25 μM浓度即可诱导内体破裂,且细胞毒性显著低于前代化合物。

作用机制与功能验证
基因本体(GO)分析显示,EEE4处理上调了囊泡运输和线粒体自噬相关基因。通过HeLa_Luc705报告系统,EEE4使剪接转换效率提升400倍,且与内体酸化抑制剂巴弗洛霉素A1联用后活性降低,证实其依赖pH梯度。值得注意的是,24小时预孵育SSO后添加EEE4的效果优于共处理,暗示EEE4可穿透已内化的内体。

多模态寡核苷酸治疗的应用拓展
在神经母细胞瘤(N2a)细胞中,EEE4将MALAT1缺口寡核苷酸的IC50降至7.3 nM。原代人肝细胞实验中,非偶联siPPIB+EEE32的活性(IC50 10 nM)媲美GalNAc-siPPIB(9 nM),而两者联用更使基因沉默效果提升10倍。SOD1 siRNA实验进一步验证了EEEs的广谱增强能力。

毒性优化与临床潜力
引入哌啶环的gem-二甲基修饰(EEE32)降低了细胞毒性,同时保留活性。RNA测序显示,5 μM EEE4触发线粒体应激通路,但治疗浓度(2-2.5 μM)未引发显著毒性。该研究为克服寡核苷酸内体滞留难题提供了化学优化范例,其与GalNAc的协同效应尤具转化价值。

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