Nature：反义寡核苷酸治疗的逆袭

生物通报道：Rochester大学医学中心、Isis制药公司和Genzyme公司的科学家通过反义核苷酸治疗，在小鼠肌肉细胞中消除了一类有害的RNA，成功逆转了强直性肌营养不良症的症状，文章发表在8月2日的Nature杂志上。

生物通报道：Rochester大学医学中心、Isis制药公司和Genzyme公司的科学家通过反义寡核苷酸治疗，在小鼠肌肉细胞中消除了一类有害的RNA，成功逆转了强直性肌营养不良症的症状，文章发表在8月2日的Nature杂志上。

反义寡核苷酸ASO能特异性的对基因进行knockdown，能够帮助治疗与RNA/蛋白功能获得性效果有关的疾病。然而使用反义寡核苷酸药物进行全身性治疗具有一定的局限性，因为包括骨骼肌组织和心肌组织在内的许多组织会因摄取药物不足，而难以沉默目标mRNA。

研究人员一周两次对小鼠施以反义寡核苷酸化合物并持续了四周，发现用药后强直性肌营养不良症的症状减轻了，且该效果持续了一年，这对于小鼠寿命来说是一段相当长的时间。

强直性肌营养不良症是一类最普遍的肌营养不良症，约有35,000美国人患有强直性肌营养不良症。这种遗传疾病患者的肌肉会逐渐萎缩和僵硬，最终难以行走、吞咽和呼吸。患者的眼睛、心脏和大脑也会受到影响。尽管有药物可以改善其中一些症状，但目前没有药物能够停止这一疾病的发展。

约在十年前，科学家就发现这种疾病的基因缺陷的致病机制与其他遗传疾病存在很大的差异。在绝大多数遗传疾病中，一个基因突变意味着一个重要蛋白的合成出错，或者根本无法合成。

而强直性肌营养不良症的基因突变产生了一种在细胞核中累积的异常信使RNA，它会介入并阻碍其他蛋白起作用。其中一个受到影响的蛋白是MBNL1，该蛋白帮助构建氯离子通道，对于肌肉的电信号控制非常重要。该蛋白受到影响使肌肉发出错误的电信号从而引发强直性肌营养不良症的相关症状。

科学家根据强直性肌营养不良症的致病机制，利用体内一个负责将RNA切成片段的酶，开发了一种合成化合物。这种反义寡核苷酸药物是带有化学修饰的短片段DNA，它能与有害RNA结合，其上的化学修饰使之能成为机体RNase H酶的作用目标。

研究人员建立了1型强直性肌营养不良症DM1的小鼠模型，对其进行反义寡核苷酸药物实验。研究显示DM1致病突变产生的转录本对于反义链沉默特别敏感。反义寡核苷酸药物能快速knockdown小鼠骨骼肌中的有害RNA，成功逆转了小鼠的症状，使有害RNA的水平减少了超过80%，显著减轻了肌肉的僵硬程度，改善了肌肉的显微结构，使肌肉中的电信号回归正常。并且在治疗中断后该效果维持了1年。

研究还发现，全身性的反义寡核苷酸治疗手段，也能在肌肉中成功knockdown Malat1（在核中积累的lncRNA）。研究为反义寡核苷酸治疗提供了一个一般性的策略。

研究人员指出，该治疗药物能否对患者有效还言之过早。不过，鉴于强直性肌营养不良症的致病机制对于反义寡核苷酸治疗特别敏感，且该药物对小鼠模型中极为有效，他们对此持谨慎乐观的态度。

“研究结果显示了反义寡核苷酸治疗手段可以从根本上治愈疾病，这给我们以极大的鼓舞，这是相当重要的一步，”文章资深作者，Rochester大学医学中心的神经学家Charles Thornton博士说，他从事强直性肌营养不良症的新药开发研究已经有二十多年。

“不过，现在就断言这一治疗方法会不会在人体中也同样起作用还为之过早。在生物医学研究中就曾经出现过药物在小鼠中起作用但对人体不起作用的先例，”

这种化合药物被称为“antisense”是因为其基因序列是目标RNA链的反义链。这种反义链化合物只会精确的与强直性肌营养不良症基因的RNA结合，而不会影响其他成千上万的重要RNA。

反义寡核苷酸技术已经发展了二十年，至今还未在肌细胞中有效的去除RNA。该研究的成果将极大的鼓舞研究神经退行性疾病的科学家。现在科学家们已经离应用反义寡核苷酸治愈疾病又进了一步。他们将会继续进行反义寡核苷酸药物的筛选，力争早日进入临床实验阶段。

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Targeting nuclear RNA for in vivo correction of myotonic dystrophy. Nature

Antisense oligonucleotides (ASOs) hold promise for gene-specific knockdown in diseases that involve RNA or protein gain-of-function effects. In the hereditary degenerative disease myotonic dystrophy type 1 (DM1), transcripts from the mutant allele contain an expanded CUG repeat1, 2, 3 and are retained in the nucleus4, 5. The mutant RNA exerts a toxic gain-of-function effect6, making it an appropriate target for therapeutic ASOs. However, despite improvements in ASO chemistry and design, systemic use of ASOs is limited because uptake in many tissues, including skeletal and cardiac muscle, is not sufficient to silence target messenger RNAs7, 8. Here we show that nuclear-retained transcripts containing expanded CUG (CUGexp) repeats are unusually sensitive to antisense silencing. In a transgenic mouse model of DM1, systemic administration of ASOs caused a rapid knockdown of CUGexp RNA in skeletal muscle, correcting the physiological, histopathologic and transcriptomic features of the disease. The effect was sustained for up to 1 year after treatment was discontinued. Systemically administered ASOs were also effective for muscle knockdown of Malat1, a long non-coding RNA (lncRNA) that is retained in the nucleus9. These results provide a general strategy to correct RNA gain-of-function effects and to modulate the expression of expanded repeats, lncRNAs and other transcripts with prolonged nuclear residence.