新型化学修饰siRNA靶向肝源性血管紧张素原的设计、药理学与毒理学研究

这篇研究报道了一种靶向肝源性血管紧张素原（AGT）的新型化学修饰siRNA（小干扰RNA）的开发过程。通过生物信息学靶向筛选、化学修饰模式优化及GalNAc（N-乙酰半乳糖胺）肝脏靶向递送系统的协同作用，成功获得多个抑制活性与持久性优于已报道siRNA（如临床II期候选药物Zilebesiran）的候选分子。研究揭示了siRNA自由能（dG）与效能的关联性，并通过DNA修饰策略降低脱靶风险，为高血压等慢性疾病的RNAi治疗提供了系统性开发范式。

　　

摘要

血管紧张素原（AGT）作为肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）中血管紧张素II的前体，是高血压治疗的关键靶点。本研究通过系统性开发策略，设计了一种新型化学修饰siRNA，靶向肝源性AGT mRNA。通过交替2′-氟（2′-F）与2′-甲氧乙基（2′-MOE）修饰增强稳定性，结合GalNAc递送系统，筛选出抑制活性达皮摩尔级（IC₅₀低至1.83 pM）的候选分子，其效力较临床II期药物Zilebesiran提升5.2倍。

序列设计与体外筛选

从96条初始siRNA中筛选出19条高活性序列，其中10条在HepG2和Huh7细胞中实现80%以上mRNA敲降和50%以上蛋白抑制。通过引入5′-(E)-VP修饰及DNA替换策略（如DV26Pd7B），在保留靶向效能的同时将脱靶基因CCNA2的抑制率从80%降至可忽略水平。

体内药效验证

在转基因hAGT小鼠中，单次3 mg/kg剂量皮下注射后，si097-DV29PG5等候选分子实现持续56天的AGT抑制，且反弹幅度显著低于Zilebesiran。低剂量（1 mg/kg）下仍维持35天高效抑制，肝脏mRNA敲降率达80%。

能量特征与效能预测

全序列吉布斯自由能（Whole dG > -40 kcal/mol）与Katoh评分（>50分）呈现强相关性（r=0.805），为化学修饰siRNA的理性设计提供新指标。

毒理学与安全性

SD大鼠重复给药实验显示，si097-DV29PG5与Zilebesiran安全性相当，仅引发轻度肝细胞空泡化与肾小管嗜碱性颗粒。RNAseq证实其人类原代肝细胞中无种子区相关脱靶基因，而si061-DV27PG5因136个差异表达基因导致显著肝毒性。

非人灵长类验证

自发性高血压食蟹猴模型中，si097-DV29PG5单次6 mg/kg剂量使收缩压降低30 mmHg以上，且96%的AGT抑制率维持至第84天，持久性优于对照组。

讨论与展望

该研究建立了化学修饰siRNA从序列设计、修饰优化到递送系统的全流程开发框架。DNA种子区修饰（如d7B模式）在平衡效能与安全性方面展现出独特优势，为其他靶点的RNAi疗法开发提供重要参考。未来需进一步优化预测模型以解决完全修饰siRNA的活性与脱靶风险预测难题。