编辑推荐：
为探究常见疾病对反义寡核苷酸（ASO）药物疗效的影响，研究人员开展细胞模型实验，发现细胞内葡萄糖水平影响 ASO 药物疗效，为糖尿病治疗提供新思路。
在医学领域，反义寡核苷酸（ASO）作为新兴治疗手段，为众多罕见病和常见疾病的治疗带来曙光。它是一种约 18 - 30nt 的单链 RNA - DNA 分子，能通过与目标 mRNA 互补结合，调控 mRNA 的剪接或降解过程，进而影响蛋白质的合成。截至目前，已有 14 种 ASO 药物获美国食品药品监督管理局（FDA）和 / 或欧洲药品管理局批准，用于治疗各类疾病，尤其是一些小分子药物难以发挥作用的罕见病，如杜氏肌营养不良症。
然而，随着越来越多患者接受 ASO 治疗，一个不容忽视的问题浮现出来。部分患者可能同时患有糖尿病、高血压、高血脂等常见疾病，而这些疾病状态对 ASO 药物疗效的潜在影响，在很大程度上还未得到深入研究。就像糖尿病，作为一种慢性常见疾病，其引发的高血糖症状会严重损害神经和血管，给患者健康带来极大威胁。对于未来可能受益于 ASO 药物治疗其他疾病的糖尿病患者而言，他们对 ASO 药物的反应是否会因高血糖而有所不同，这一疑问亟待解答。
为了攻克这一难题，美国康涅狄格大学药学院药学系的 Le Tra Giang Nguyen、Sherouk M. Tawfik、Jing Jin、Andrea Durwin 和 Xiao - bo Zhong 等研究人员展开了一项极具意义的研究。相关成果发表在《Molecular Therapy Nucleic Acids》杂志上。
研究人员主要采用了细胞实验技术，选择了两种 FDA 批准的 ASO 药物伊诺特森（Inotersen）和米泊美生（Mipomersen）作为模型药物，同时选用 HepG2 和 HepaRG 两种细胞模型进行实验。在实验过程中，运用 MTT 法评估细胞活力，利用定量实时聚合酶链反应（qPCR）检测 mRNA 水平，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测蛋白质浓度，还采用了小干扰 RNA（siRNA）技术敲低葡萄糖转运蛋白 2（GLUT2）的表达 ，以此深入探究细胞内葡萄糖水平对 ASO 药物疗效的影响。
研究结果如下：
- 评估 FDA 批准的 ASO 药物在不同体外模型中介导的靶标降低疗效：在 HepG2 细胞模型中，伊诺特森和米泊美生对靶标的降低呈现剂量和时间依赖性。1000nM 伊诺特森处理 48h 会使细胞活力降至约 88%，但仍表明细胞培养环境健康。10nM 伊诺特森可使 TTR mRNA 降低约 20%，100nM 和 1000nM 时分别降至约 50% 和 75%；米泊美生在 1000nM 时，ApoB - 100 mRNA 降低 80%，蛋白质水平降低 75%。伊诺特森和米泊美生使靶蛋白显著降低均需 48h。而 HepaRG 细胞对这两种 ASO 药物的靶标降低反应较弱，综合考虑后选择 HepG2 细胞作为后续研究模型。
- 细胞内葡萄糖水平对 HepG2 细胞中 ASO 介导的靶标降低疗效的影响：研究人员设置了低（2.5mM）、正常（5.5mM）、糖尿病前期（10.0mM）和糖尿病（25.0mM）四种葡萄糖浓度培养 HepG2 细胞。MTT 检测显示不同葡萄糖水平对细胞活力无影响，但细胞内葡萄糖浓度随培养环境变化。高葡萄糖浓度（10.0mM 和 25.0mM）会降低伊诺特森和米泊美生介导的靶标降低疗效，且在 25.0mM 葡萄糖存在时，两种药物的剂量反应曲线均显著右移。
- 通过 siRNA 敲低 HepG2 细胞中葡萄糖转运蛋白 2（GLUT2）蛋白对 ASO 药物介导的靶标降低疗效的影响：用两种靶向 GLUT2 mRNA 的 siRNA 处理 HepG2 细胞后，GLUT2 mRNA 显著降低，细胞内葡萄糖浓度也随之下降。敲低 GLUT2 显著提高了伊诺特森和米泊美生在所有测试浓度下对靶标的沉默效率，且在较低剂量药物时效果更明显，在 mRNA 水平的提升效果比蛋白质水平更显著。
- 抗糖尿病药物二甲双胍对 HepG2 细胞中 ASO 介导的靶标降低疗效的影响：二甲双胍能抑制线粒体呼吸链复合物 I，减少 ATP 合成，降低细胞内葡萄糖水平。1.0 - 2.0mM 的二甲双胍不影响细胞活力，但可显著提高伊诺特森降低 TTR mRNA 和蛋白质水平的疗效，在 mRNA 水平效果更显著；对米泊美生而言，只有当二甲双胍浓度超过 1.5mM 时，才能增强其降低 ApoB - 100 mRNA 和蛋白质水平的效果。
研究结论表明，细胞内葡萄糖水平对 FDA 批准的 ASO 药物伊诺特森和米泊美生的沉默疗效有显著影响。高葡萄糖浓度会降低药物疗效，而敲低 GLUT2 或使用二甲双胍降低细胞内葡萄糖水平，可提高药物疗效。不过，该研究也存在一定局限性，体外细胞模型无法完全模拟糖尿病的体内环境，缺乏肝脏、肾脏和血管系统之间的系统性相互作用，也未考虑激素调节的影响。但这一研究仍是评估葡萄糖水平对 ASO 药物疗效影响的重要第一步，为后续研究指明了方向。未来可借助多器官连接的体外微生理系统（MPSs）或肝 - 肾器官芯片等更好的实验模型，结合体内动物模型，进一步探究糖尿病对 ASO 药物活性的影响，这对于开发更精准的 ASO 药物治疗策略具有重要意义。
