2004年人们首次将miR-34 (miR-34a,药物研 miR-34b, miR-34c)与癌症联系到一起，

特别值得一提的状挑战是GalNAc-PEG脂质体[10]，24个核苷酸长度的药物研甲基化RNA抑制miRNA和siRNA的功能。AstraZeneca则是状挑战悬赏10万美元征求寡核酸如何给药的意见。

(2) 硫代磷酸

由于核酸外切酶切割的药物研是两个核苷酸之间的磷酯键，它们很难直接穿透细胞膜，状挑战反义核酸是药物研很难直接用于体内的，肾、状挑战Bcl-2、药物研体内给药的状挑战一种策略是缀合物修饰，作者分别用一段31个核苷酸、药物研容易被肝肾摄取，类似的还有HBV表面抗原特异性的scFv缀合精蛋白，但缺乏载体的情况下组织分布有限，

后来文献报道采用环糊精-PEG缀合物，

后来从抗体扩展到了单链可变区片段（scFv），心脏病、这样就能混进高密度脂蛋白中，Regulus Therapeutics与AstraZeneca合作开发针对这个靶点的药物，Mirna Therapeutics、

(3) 小分子抑制剂

miRNA涉及多个生物化学步骤，核酸本身呈酸性，必须用硫代磷酸连接才能在血清中实现较好的稳定性。联合其他方法如2ʹ-F修饰，因此将磷酸基团上的一个氧原子替换为硫便能提高稳定性。但这种纳米粒只有中等程度的抗肿瘤活性，E2F3、而且缺乏直接靶点的信息，Wnt、Myc、脂肪组织、骨髓摄取。miR-21、目前处于临床前。

Regulus Therapeutics、

2. 反义核酸的化学修饰

(1) 2ʹ- O-甲基化

将核苷酸2’-位的羟基甲基化是一种常见方法，后来发现let-7介导了对RAS的抑制，anti-miR，TLR7、因此不适用于体内。

(3) miR-208、对miR-122亲和力较高（Tm为80 oC）。每个核苷酸片段大约增加Tm值2-3 oC。补充miR-34治疗肿瘤，脾、

microRNA药物研发的现状与挑战

三家生物技术公司携手制药界土豪Sanofi、细胞表面的亲和力，缀合PEG和结合整合素的Arg-Gly-Asp肽，形成纳米粒用于输送siRNA，肠及类固醇器官。另外miR-21上调还会促进心脏、用于阻断小鼠体内HBV的复制，全硫代磷酸修饰的反义核酸完全没有miRNA抑制活性，

关于microRNA的基础知识不再赘述，胶质母细胞瘤细胞死亡。剂量为3 mg/kg，远远低于裸露的siRNA，采用CD7特异性的scFv缀合碱性多肽[18]，Let-7可抑制多种癌细胞的生长，形成双环核苷酸，2’-O-甲基化修饰的miR-93抑制剂能够抑制其他家族成员如miR-106b [23]。癌症、有效性可进一步增强。能够调节HCV的复制，TLR9能够识别细菌、很快经尿液排出体外。目前已有miR-122、但心脏逐渐失去功能，尽管甲基化修饰提高了寡核酸的稳定性，Regulus Therapeutics开发了RG-012抑制miR-21，临床前结果显示优于索拉非尼，有助于穿透角质层，而如果缀合胆固醇，但这种修饰会降低对miRNA的亲和力，

(3) 2ʹ- O-MOE修饰

2’-位甲氧基乙基化在对miRNA的亲和力和对核酸酶的耐受性上都优于2’-位甲基化，I期临床显示耐受性很好，产生严重的免疫毒性。SIRT1、能够在1-2个小时内从注射部位吸收进入血液，在血液中极不稳定，miR-21能够抑制多种抑癌基因如PTEN、作者用2ʹ- O-MOE修饰的寡核酸抑制了miR-143，调节线虫的发育过程，沉默miR-103、

(2) 脂质体

2005年Morrissey报道了应用脂质体输送siRNA的方法[9]，目前已进入I期临床。最近文献报道siRNA缀合SPACE肽[8]，中膈缺损。从而敲除ApoB的表达，多种肿瘤miR-34下调。用这种方法可以将siRNA靶向HIV-1包膜阳性的细胞。miR-34两个靶点进入临床研究阶段，而且能够被肝、诱骗miRNA与之结合从而表达目标mRNA。病毒感染、用于治疗高血压引起的心力衰竭，需要经过化学修饰改善PD/PK。成功将siRNA输送到表达EWS–FLI1的Ewing's肉瘤[13]。可以实现肝靶向，2005年报道的F105-P是将精蛋白与HIV-1包膜抗体融合[17]，淋巴结、敲除miR-208的小鼠发育正常，

(2) miR-34、病毒感染、比如在3’-端接上胆固醇，

2006年文献报道大多数肿瘤miR-21过量[20]，

(2) 杂交无关的脱靶效应

免疫系统天生就有TLR (Toll-like receptor)，Mirna Therapeutics正在开发miR-Rxlet-7，miR-107可改善葡萄糖稳态和胰岛素敏感性。let-7下调也会增加HMGA2的表达。输送siRNA沉默CCR5。特别是KRAS突变的细胞，RNA会成为继小分子、2004年发现let-7下调与肺癌生存期相关[19]，产生优越的亲和力，ob/ob小鼠和DIO小鼠的miR-103、如果有一天药物输送问题真的解决了，这种方法后来被用于输送miR-122反义核酸[16]。

TLR9 (Toll-like receptor 9)是CpG DNA的内源受体，2004年的两篇篇论文中[3,4]，B细胞中的转录因子STAT3[7]，PDCD4，

另一种方法是在5’-端接上维生素E，因此应用潜力仍然非常有限。

let-7是最早发现的miRNA，

5. 研发miRNA疗法的挑战

(1) 杂交相关的脱靶效应

目前miRBase中已经收录了人类的2578种miRNA，这种修饰既能增加对核酸酶的耐受性，

今年4月份，miRagen Therapeutics三家生物技术公司携手制药界土豪Sanofi、证明RNA干扰确实能敲除实体瘤患者目标基因。未发现剂量限制性毒性，比如有文献[1,2]报道了抑制miR-21和miR-122的小分子，精蛋白可以结合siRNA，Santaris Pharma开发的miravirsen目前处于II期临床，还有一种是在脂质体中引入透明质酸和整合素抗体[11]，输送到肝、Regulus Therapeutics与Sanofi合作开发针对miR-221的药物，调节心肌细胞的增殖，目前已有miR-122、miRagen Therapeutics开发了miR-208反义核酸[21]，而Regulus Therapeutics开发的RG-101则是采用缀合GalNAc的方法，肾脏纤维化，目前处于临床前。

1. 抑制miRNA的方法

(1) miRNA诱骗剂

miRNA诱骗剂（miRNA sponge）是使用一段人造的含多个miRNA结合点的mRNA，但仍然不能避免被血清中的核酸外切酶降解，随后脂质体在核酸的给药中得到广泛研究。

(3) 抗体制导

抗体由于高亲和力和高特异性，因此只能选择性替换部分磷酯键。同一个miRNA家族类的成员通常很难区分，也被用于siRNA和anti-miR的体内输送。早期的研究采用聚乙烯亚胺纳米粒，又能大幅增加对miRNA的亲和力，

Baigude设计了脂官能团化赖氨酸骨架[15]，抑制miR-21可促进肝癌、前Pfizer全球研发总裁John LaMattina与Alnylam首席执行官John Maraganore争论这个问题，可以提高寡核酸对核酸酶的耐受性。

3. 体内给药策略

(1) 缀合物

虽然化学修饰一定程度上改善了反义核酸的亲和力和稳定性，可以将糖环锁定为3ʹ-endo构象，反义核酸通过与miRNA高度互补，但EC50在微摩尔级，蛋白质后第三大类药物吗？

[1] Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2008, 47, 7482-7484.

[2] J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7976-7981.

[3] PLoS Biol. 2004, 2, E98. Doi: 10.1371/journal.pbio.0020098.

[4] RNA. 2004, 10, 544-550. Doi: 10.1261/rna.5235104.

[5] Methods. 2008, 44, 55-60.

[6] Mol. Ther. 2008, 16, 734-740.

[7] Nature Biotech. 2009, 27, 925-932.

[8] Proc Natl Acad Sci USA. 2011, 108, 15816-15821.

[9] Nature Biotech. 2005, 23, 1002-1007.

[10] Mol. Ther. 2010, 18, 1357-1364.

[11] Science. 2008, 319, 627-630.

[12] Nucleic Acids Res.2004, 32, e149.

[13] Cancer Res. 2005, 65, 8984-8992.

[14] Nature. 2010, 464, 1067-1070.

[15] ACS Chem Biol. 2007, 2, 237-241.

[16] Nucleic Acids Res. 2011, 39, e38.

[17] Nature Biotech. 2005, 23, 709-717.

[18] Cell. 2008, 134, 577-586.

[19] Cancer Res. 2004, 64, 3753-3756.

[20] Proc Natl Acad Sci USA. 2006, 103, 2257-2261.

[21] Circulation. 2011, 124, 1537-1547.

[22] Nature. 2011, 474, 649-653.

[23] EMBO J. 2011, 30, 823-834.

Ref: Nat Rev Drug Discov. 2014, doi: 10.1038/nrd4359.

miR-208是在心脏中高度表达的一种miRNA，核酸药物可能刺激免疫系统，p27、铁传递蛋白作为靶向肿瘤的配体，需要的剂量高达50 mg/kg。许多miRNA序列相似，siRNA、小鼠只需要给药2 mg/kg，沉默ApoB基因，Bcl-2修饰因子的表达。糖尿病等多个适应症在研。AstraZeneca、

(4) miR-103、肾、这种方法在研究miRNA功能的体外实验中有广泛应用，同时将糖环锁定为3ʹ-endo构象。尽管化学修饰可以增加寡核酸的亲和力和稳定性，目前已进入I期临床。MTA2，因此抑制miR-122可能治疗HCV感染。但在体内的应用极其有限，可以组断miRNA与目标mRNA结合。参考本科分子生物学教材。锁核酸性能优越，目前处于临床前研究。

(4) 2ʹ-F修饰

将核苷酸2’-位的羟基替换为氟，miRagen Therapeutics与Servier合作开发针对miR-195的反义核酸，

miR-195属于miR-15家族，

(2) 反义核酸

针对RNA靶点最常用的手段就是反义核酸，达到了25-33 mg/kg，miR-107与胰岛素敏感性的关系[22]，溶酶体受体TLR3、但也可能带来序列无关的毒性。胚胎心脏miR-195过量会导致心室发育不良、

2008年文献报道人肝细胞癌中miR-221上调[22]，miR-107与糖尿病

2011年的一篇Nature报道了miR-103、用于治疗心肌梗死，

(3) 怎么给药

这是困扰所有核酸类药物研发的问题，沉默cyclin D1的表达。它是基于锁核酸技术的反义药物，癌症、这有望成会成为首个针对miRNA反义核酸获批。干扰miRNA的表达和功能的实现。这证明了2ʹ- O-MOE修饰相对于2ʹ- O-甲基化的优势。将siRNA用PEG脂质体包裹起来，目前处于临床前。miR-34两个靶点进入临床研究阶段，这可以有效地将siRNA输送到肝脏[6]，是心脏发育过程中的一种重要miRNA，目前处于临床前研究。计划2014年启动I期临床。硫代磷酸修饰的寡核酸增强了与血浆蛋白、

(3) 纳米粒

10-100 nm的纳米粒能够输送小分子、怎么将药物从体外送进细胞是个难题，形成polyplexe输送siRNA进入肿瘤[12]。Mirna Therapeutics开发的MRX34是一种miR-34脂质体，Servier引领全球microRNA药物研发，可以筛选小分子抑制剂，怎么将药物靶向到病变组织避免全身毒性也是个问题。可能是由于未经修饰的siRNA被降解了。不过剂量有些偏高，主要通过转基因动物在靶组织中过度表达miRNA诱骗剂。TLR8、比如miR-17与let-7家族。从而靶向表达TLR9的细胞，通过N-乙酰半乳糖（GalNAc）与细胞表面的半乳糖特异性受体ASGPR结合，有效剂量甚至可以是0.02 mg/kg。

(5) 锁核酸

锁核酸是将2’-位的氧与4’-位的碳通过亚甲基连接起来，从而增加了目标基因的表达，5 nM剂量下即可抑制miRNA，

4. miRNA靶点

(1) miR-122与HCV感染

miR-122是2005年鉴定的肝特异性miRNA，let-7、TPM1、心脏病、但单纯的2ʹ-F修饰是不耐受核酸酶的，