新化学修饰提高ASO靶向中枢神经系统

近年来，FDA批准了越来越多的ASO药物用于临床。然而，ASO药物开发的进展一直受到其负面影响的阻碍，如脱靶效应、免疫刺激效应、高暴露器官毒性和血小板减少症。最近，来自Satoshi Obika和Takanori Yokota实验室的研究人员发明了一种新的化学修饰，称为含有9-(氨基乙氧基)苯恶嗪(BNAP-AEO)的2′,4′-BNA/LNA。

　　

日本的一个研究小组已经证明，使用碱基和糖修饰的反义寡核苷酸(ASOs)可以提高临床治疗中枢神经系统(CNS)疾病的有效性。这种被称为2′,4′-BNA/LNA与9-(氨基乙氧基)苯恶嗪(BNAP-AEO)的改变，增强了ASOs与互补RNAs强结合的能力，有效抑制基因，并最大限度地减少急性中枢神经系统毒性。这项研究由东京医科和牙科大学(TMDU)和大阪大学进行，同行评议的文章发表在《Molecular Therapy—Nucleic Acids》杂志上。

优化神经系统疾病的ASO

近年来，FDA批准了越来越多的ASO药物用于临床。然而，ASO药物开发的进展一直受到其负面影响的阻碍，如脱靶效应、免疫刺激效应、高暴露器官毒性和血小板减少症。

抵消这些不利影响的有效策略涉及利用“间隙”ASO，它由被修饰的核苷酸包围的中心DNA片段组成。通过利用序列互补，间隙子与转录本进行杂交，导致核糖核酸酶H的募集，随后诱导目标RNA降解。

然而，即使是摄影师也难免会遇到问题。在一项针对肌萎缩性侧索硬化症(ALS)的III期试验中，鞘内给药ASO凝血素显示出减少临床功能下降的趋势。然而，它也会导致中枢神经系统的不良事件，如脑膜炎。虽然FDA已经加速批准了tofersen，但仍需要开发具有高沉默功效和低中枢神经系统毒性的gapmer ASOs来治疗不同的中枢神经系统疾病。

碱和糖改性可降低ASO对中枢神经系统的毒性

最近，来自Satoshi Obika和Takanori Yokota实验室的研究人员发明了一种新的化学修饰，称为含有9-(氨基乙氧基)苯恶嗪(BNAP-AEO)的2′,4′-BNA/LNA。这种修饰包括碱修饰和糖修饰。9-(氨基乙氧基)苯恶嗪，被称为G-clamp，是一种修饰的胞嘧啶类似物，与鸟嘌呤形成额外的氢键。这种修饰增强了其形成双链结构的能力。

先前的研究表明，含有G-clamp的gapmer ASOs通过转染在实验室环境中表现出显著的基因沉默。相比之下，含有BNAP-AEO的寡核苷酸对互补RNAs的降解表现出了更强的抵抗力，相比之下，只有G-clamp，只有2′,4′-BNA/LNA修饰的寡核苷酸，或者在糖部分，碱基和核苷酸连锁中没有任何化学修饰的未修饰的寡核苷酸。此外，含有BNAP-AEO的寡核苷酸对外切酶降解的抗性增强。

共同主要作者Taiki Matsubayashi、Kotaro Yoshioka和Su Su Lei Mon进行了一项研究，以评估BNAP-AEOs作为中枢神经系统疾病潜在治疗方法的有效性。评估是在一个活的有机体中进行的。科学家们创造了不同的间隙分子ASOs，如BNAP-AEO或其衍生物，专门针对与肺腺癌转录-1 (Malat1) RNA相关的转移。然后，他们评估了它们与互补RNAs结合的强度，它们在实验室和生物体中沉默基因的能力，以及它们在中枢神经系统中引起急性毒性的潜力。

该研究揭示了关于使用ASOs与BNAP-AEO的三个重要观察结果。经过BNAP-AEO修饰的ASOs对互补RNAs的亲和力高于未经过BNAP-AEO修饰的ASOs。其次，在体外和体内研究中，经过BNAP-AEO修饰的ASOs对靶基因表现出有效的基因沉默作用。最后，经BNAP-AEO修饰的ASOs经ICV途径注射小鼠后，其急性中枢神经系统毒性(通过露天试验和评分系统测量)明显低于未经BNAP-AEO修饰的ASOs。

该研究强调了含有BNAP-AEO的ASOs具有有效的基因沉默作用和低急性中枢神经系统毒性，表明了未来治疗应用的可能性。