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动物用ASO神助攻,lncRNA和circRNA研究轻松发10+分期刊!

【字体: 时间:2020年06月04日 来源:锐博生物

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  反义寡核苷酸(ASOs)是一种短的、化学合成的单链寡核苷酸,通过对其骨架和糖基进行修饰,可增加其稳定性、药理特性以及与靶标的结合,并通常具有较小的毒性。常用于细胞和动物体内基因功能研究以及ASO核酸药物的开发等。

反义寡核苷酸(ASOs)是一种短的、化学合成的单链寡核苷酸,通过对其骨架和糖基进行修饰,可增加其稳定性、药理特性以及与靶标的结合,并通常具有较小的毒性。常用于细胞和动物体内基因功能研究以及ASO核酸药物的开发等。

 
ASO骨架和糖基常用的化学修饰(Silva A C, et al. Brain, 2019.)

经过化学修饰的ASOs可以通过多种作用机制发挥作用。例如,常见的是可以通过碱基互补配对与靶标mRNA结合,导致核酸内切酶介导的转录本敲低,从而降低有害蛋白的水平,也可以通过空间阻断剪接因子来改变pre-mRNA剪接,或者通过阻止核糖体募集来阻断mRNA翻译。此外,将ASO设计成可以与疾病发病机制相关的非编码RNAs或毒性RNAs结合的反义分子,能够大大扩展可选择靶标的数量和类型。

根据其化学性质、结合序列和靶标,单链ASOs可以通过以下几种不同的作用机制(Rinaldi C and Wood M J A, 2018.)调节基因表达或改变pre-mRNA剪接。

1、 降解靶标
反义寡核苷酸(ASOs)一旦与RNA结合,就会形成RNA-DNA杂合体,成为RNase H的底物,从而导致靶标mRNA的降解。研究表明,ASO的活性与RNase H水平有关,且RNase H依赖的ASO活性在细胞核和细胞质中均存在。考虑到细胞核中RNase H的水平较高,因此,核内靶标mRNAs的降解率要高于胞质(Vickers and Crooke, 2015)。

2、 抑制翻译
靶向AUG起始位点的ASOs可以在空间上阻断RNA结合蛋白复合物(如核糖体亚基)的结合,从而抑制靶标mRNA的翻译。

3、 抑制RNA结合蛋白
在由毒性RNA功能获得机制引起的疾病中,ASOs被设计成与非编码区的高亲和力互补结合,可以通过空间位阻阻止RNA结合蛋白的结合和隔离。

4、 剪接调控
ASO结合到内含子-外显子连接点可破坏剪接位点的稳定性,或置换或募集剪接因子,从而导致靶标外显子的跳读或内含。

5、 增加翻译活性
上游开放阅读框(uORFs)的翻译通常会抑制主开放阅读框(pORF)的表达。ASOs与uORFs结合能够增加下游ORF翻译的蛋白量。

锐博生物采用国际一流的寡核酸合成和修饰技术,可针对lncRNA/circRNA/mRNA不同序列设计高特异性ASO序列,所合成的ASO序列是经过特殊化学修饰的单链RNA&DNA杂合体,极大地提高了其在细胞及动物体内的稳定性,可同时干扰胞质和核内的靶标RNA,亦可用于体内实验。并且相对病毒载体,合成周期短,适于后续ASO核酸药的研发。

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下面的几个案例就很好地将ASO应用于动物体内功能实验,对于冲刺高分文章提供了强有力的实验数据支撑。

案例一

复旦大学肿瘤研究所吴炅课题组&黄胜林课题组在Molecular Cancer (IF10.679)期刊上发表的题为LINC02273 drives breast cancer metastasis by epigenetically increasing AGR2 transcription的研究论文中,报道了一种在肿瘤转移灶中显著高表达的新型lncRNA LINC02273,在体内外增加其表达可促进乳腺癌转移,并揭示了LINC02273通过表观遗传增加AGR2转录来驱动乳腺癌转移的分子机制。而使用动物用ASO(由锐博生物提供)靶向LINC02273能够显著抑制体内乳腺癌的转移,这对于开发ASO核酸药物用于治疗转移性乳腺癌具有十分重要的指导意义。

疾病模型:乳腺癌转移
动物模型:NOD/SCID小鼠
注射方式:尾静脉注射
注射剂量:10nmol ASO,每周2次,连续注射5周

 
NOD/SCID小鼠体内注射ASO导致肿瘤生长明显下降、肺转移灶明显减少

原文:Xiu B , Chi Y , Liu L , et al. LINC02273 drives breast cancer metastasis by epigenetically increasing AGR2 transcription[J]. Molecular Cancer, 2019, 18(1).

案例二

近日,中山大学肿瘤防治中心谢丹教授与徐瑞华教授课题组在Molecular Cancer (IF10.679)期刊上发表了题为CircLONP2 enhances colorectal carcinoma invasion and metastasis through modulating the maturation and exosomal dissemination of microRNA-17的研究成果,该研究首次通过Transwell试验筛选方法+RNA测序发现了circLONP2在转移起始的CRC亚群中高表达,是CRC转移起始步骤中的新型转移驱动因子。进一步的功能研究发现circLONP2可以增强CRC细胞的侵袭性,体内注射circLONP2 ASO(锐博生物提供)显著降低了CRC转移至外部器官的渗透率。揭示了circLONP2通过调节miR-17的细胞内成熟和细胞间转移,在CRC进展过程中充当关键的转移起始分子,从而导致原发部位转移起始能力的传播和外部器官转移形成加速的分子机制。暗示circLONP2可作为新的CRC抗转移治疗靶点。

疾病模型:CRC转移
动物模型:5-6周无胸腺裸鼠
注射方式:尾静脉注射
注射剂量:每3天注射一次,共注射4次

 
体内尾静脉注射模型证实ASO敲低circLONP2可显著减弱CRC细胞转移至肺部

原文:Han K, Wang FW, Cao CH, et al. CircLONP2 enhances colorectal carcinoma invasion and metastasis through modulating the maturation and exosomal dissemination of microRNA-17[J]. Molecular Cancer, 2020.

案例三

2020年3月20日,中山大学肿瘤防治中心徐瑞华教授与鞠怀强教授课题组在Nature Communications (IF11.878)期刊上发表的题为Long noncoding RNA AGPG regulates PFKFB3-mediated tumor glycolytic reprogramming的研究成果中,揭示了lncRNA AGPG通过调控代谢酶PFKFB53的翻译后修饰重塑食管癌有氧糖酵解途径,从而促进ESCC恶性增殖的分子机制。值得注意的是,在患者衍生的异种移植(PDX)模型中,通过瘤内注射动物用ASO(锐博生物提供)抑制AGPG表达可极大地损害肿瘤的生长。临床上,AGPG在许多癌症中高表达,且与不良预后相关。暗示AGPG是潜在的生物标志物和癌症治疗靶标,并且ASO治疗策略对于癌症治疗具有重大的指导意义。

疾病模型:食管鳞状细胞癌(ESCC)
动物模型:荷瘤小鼠
注射方式:瘤内注射
注射剂量:每3天注射一次,每次注射5nmol

 
体内注射ASO可显著抑制ESCC肿瘤生长

原文:Liu J, Liu ZX, Wu QN, et al. Long noncoding RNA AGPG regulates PFKFB3-mediated tumor glycolytic reprogramming[J]. Nature Communications, 2020.

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