RNAa激活技术研究及新药开发与临床治疗应用展望

引文：上图是基于saRNA（小激活RNA）的治疗药物的抗癌机制示意图。首先，saRNA被加载到AGO2蛋白上。然后 AGO2 将乘客队伍分开。之后，saRNA引导链和AGO2的复合物穿过核并与感兴趣基因的启动子序列相互作用，通过H3K4的甲基化和/或H3K9的去甲基化来增加转录。肿瘤抑制基因的表达水平恢复，导致细胞凋亡诱导，化学抗性逆转，抑制侵袭和转移，细胞周期停滞和细胞衰老。

ꄴ前一个：反义寡核苷酸 (ASO)

ꄲ后一个：无

RNA活化（以下称RNAa）是一种由小RNA分子介导的进化保守的机制，存在于从线虫到人类的各种真核生物中。可导致特定基因的上调表达。RNA活化能够促进内源性基因的表达，是一种以靶向方式促进特定基因表达的新技术。因此，saRNA (small activating RNA )技术可能使我们能够开发各种生物技术应用，而无需合成含有外源DNA序列的危险构建系统。saRNA能够通过靶向某些基因的启动子序列来诱导而不是抑制基因表达，这被称为“RNA激活”。

小激活RNA参与神经基因的位点特异性诱导

saRNA介导的位点特异性基因激活已经在神经细胞中进行了研究。研究表明内源性saRNA通过靶向启动子序列选择性地激活神经元中的基因表达，在神经发生的早期阶段，含有NRSE序列的神经特异性NRSE dsRNA诱导其启动子中含有NRSE/RE1序列的基因的表达。事实上，非编码的dsRNA作为一种内源性激活RNA，与NRSF/REST机制相互作用并调节其功能。通过这一过程，神经干细胞可以分化为神经元细胞和神经胶质细胞。大脑中Foxg1转录因子是皮质脑发育和功能的关键调节因子。人类Foxg1等位基因复制和缺失分别导致West和Rett综合征。外源性saRNA介导的基因激活Foxg1转录因子， Foxg1基因在神经细胞中的表达是通过脑室内注射saRNA在小鼠新生儿体内和体内诱导，作为Rett综合征的前瞻性RNAa治疗，有巨大的临床治疗前景。

小激活RNA参与心脏基因的位点特异性诱导

RNAa介导靶向启动子区域会导致心血管基因的转录激活，这可能为治疗策略开辟道路，通过靶向血管内皮生长因子（VEGF）的启动子区域可导致转录激活，提示心肌梗死的治疗策略。靶向反义转录本已被证明是细胞周期蛋白依赖性激酶9（Cdk9）位点的替代RNA激活系统， Cdk9主要参与转录调控，在几种分化途径中起关键作用，其与特异性细胞周期蛋白相关形成外源二聚体Cyclin T/Cdk9，也称为阳性转录伸长因子b（P-TEFb）。P-TEFb通过羧基末端结构域（CTD）的磷酸化激活聚合酶II转录机制。有趣的是，将RNA程序化的ES细胞注射到野生型囊胚中特别有助于体内的心脏发育，这表明瞬时RNA激活系统足以在细胞中产生心脏分化“记忆”，并且可能代表应用于再生医学的RNA-细胞重编程的新工具。

小激活RNA在癌症治疗中的新视界

基于RNA的疗法在癌症治疗中获得了更多的关注，因为它们具有选择性靶向先前无法抑制的基因和基因表达调节剂的巨大潜力。与主要靶向感官转录本的RNAi不同，RNAa作为一种替代且有前途的新治疗策略，可以通过靶向反义转录本或启动子区域以自然的方式激活基因表达。肿瘤抑制基因主要在癌症中被抑制，可以通过saRNA靶向以增强转录激活并恢复正常的细胞表型。

saRNA可以通过诱导细胞周期停滞，细胞衰老，增殖抑制，细胞凋亡诱导，转移抑制和多药耐药性逆转来发挥其抗癌作用，这类以P2基因为例，P21是细胞周期的负调节因子，在癌症中很少发生突变，因此代表了小RNA激活癌症治疗的关键靶点。在这方面，通过靶向启动子区域重新激活p21基因会抑制细胞活力和增殖速率，同时诱导凋亡细胞死亡并使肺癌细胞对化疗药物敏感，从而为癌症治疗提供了一种新的方法。

利用小激活RNA开发新的治疗药物

在过去的几年里基于saRNA的疗法治疗多种不同疾病的临床和临床前研究数量稳步增加，以开发应用RNAa策略的新治疗药物。美国的两家公司RNAa Therapeutics和OPKO-CURNA正在研究基于RNA激活的治疗方法， RNA激活分子作为有前途的药物，由于其高效能和特异性、位点特异性功能、靶向正确细胞、小分子尺寸和低毒性，正在积极研究。RNAa系统通过靶向启动子区域或通过天然反义破坏来提供更自然的方法和更安全的基因治疗方法，其在没有外源性DNA的情况下，以位点特异性方式激活内源性靶向基因表达。此外，RNAa在天然细胞位中提供内源性诱导，导致正确处理的蛋白质及其适当的修饰。值得注意的是，在通过天然反义破坏激活基因的情况下，来源于有义转录(mRNA)的短寡核糖核苷酸可以激活saRNA，其更安全、天然且不激活免疫反应。

基于RNA的药物在治疗各种疾病方面的巨大潜力，许多非病毒递送系统已经为递送基于RNAa的治疗系统而设计和开发，包括脂质基纳米颗粒（LNP），柔性、非离子和亲水性聚合物（PEG）对RNAa药物递送系统亦是研究热点，其中，基于脂质的制剂是全身或局部saRNA递送最有希望的递送剂。另外，定制saRNA的位点特异性化学修饰，不仅可以促进代谢稳定性和靶向特异性，还可以最大限度地减少寡核苷酸的长度以改善细胞摄取。RNA分子的化学修饰预示着这些基于RNA的尖端疗法开发的新时代。

目前，随着药物输送载体的开发进展，脱靶问题的减少以及制药公司将提供的大规模合成能力，基于RNAa的治疗药物的未来应用将取得显着进展。未来使用RNAa与化疗药物的组合策略也可能是针对不同类型疾病的一种新的强有力的治疗方案。

RNAa的位点特异性基因激活作为新的科研探索方向和具有前途的治疗前景的新策略，密生基因是以RNA技术研究为驱动的创新生物技术公司，为科研和商业客户提供包括RNAa激活、RNAi干扰、RNAi合成、病毒递承系统、干细胞诱导等领域以及相关衍生产品的技术服务平台。为促进国内基于RNAa技术的科学研究和临床转化应用助力，为生命探索可能。