反义寡聚核苷酸

首次应用合成的寡核苷酸成功的抑制基因的表达 ColE1 DNA复制研究中发现反义调节机制
Zamenick和Stephenson Itoh和Tomizawa
第二代反义核酸药物
Hybridon公司
首次提出反义核酸可用于下调原核生物与真核生物基因的表达 Coleman等
首次报道反义链下调一种细菌基因的表达
树枝状高聚物
转运带负电荷的ASODN，并形 成稳定的复合物
第一种ASODN药物---Vitravene
98年，第一种ASODN药物由FDA批准 使用 用于治疗一种由CMV（巨细胞病毒）引 起的眼部传染病---巨细胞病毒性视网 膜炎 流行于艾滋病人中
巨细胞病毒性视网膜炎
把药物注射到玻璃体中，然后被 视网膜中的受染细胞吸收，进入 细胞的ASODN与病毒的mRNA 结合
tat为HIV-l重要的调节基因，编码 反式激活因子 Tat蛋白 在逆转录病毒启动子LTR之后连接 反义tat与多聚TAR的构建物(LTR25TAR-AS-TAT) ，具有反义tat 及TAR诱饵的双重作用
发展史History时间/年1953 1957 1969 1978 1980 1981 1984 1987 1988 1988 1990 1997
事件
首次提出“反义”定义 三螺旋核酸概念的提出 第一代反义核酸药物（福米韦生，Fomivirsen）诞生
人或机构
Watson Davies Isis制药公司
24.1反义技术简介
反义技术（antisense technology）就是采用反义核
酸分子抑制、封闭或破坏靶基因的技术。
反义核酸是指与具有遗传信息的“正义”（positive sense）核酸链互补的核酸序列，与靶基因具有互补序列的 DNA或RNA片段，可通过碱基互补配对原则原理与特定靶基因 或mRNA形成杂交链，从而阻断基因转录和翻译。它包括反义 RNA、反义DNA及核酶（ribozyme），可通过人工合成和从生 物中提取获得它们。
将表达与体内基因或mRNA互补序列的 基因转入体内，使细胞表达与目标基因 互补的mRNA，从而阻断目标基因的表 达 体外合成mRNA互补的核苷酸类似物， 通过静脉注射等途径进入细胞，特异性 的与目标mRNA作用 以第二种为主来介绍
反义基因药物输送系统
脂质体、脂质复合物 受体介导的转移技术 以聚合物微球为载体的输送系统 树枝状高聚物
根据反义RNA的作用机制分为
• Ⅰ类反义RNA直接作用于靶mRNA的S D 序列和(或)部分编码区，直接抑制翻译，或 与靶mRNA结合形成双链RNA，从而易被 RNA酶Ⅲ 降解；
• Ⅱ类反义RNA与mRNA的非编码区结合， 引起mRNA构象变化，抑制翻译；
• Ⅲ类反义RNA则直接抑制靶mRNA的转录
治疗方法
根据已知癌基因的核苷酸序列合成反义 RNA 相应的反义寡聚核苷酸与肿瘤癌基因活 化表达的mRNA的起始翻译位点结合成 RNA/RNA双链体 双链体阻止启动子与核糖体结合，或核 糖体沿mRNA上移，抑制翻译
反义RNA的应用（二）
抗HIV-l的作用 ：从翻译水平封闭 基因表达，并干扰mRNA的剪切、 加工而实现抗病毒作用
24.2反义核酸类药物的特点
根据核酸杂交原理来设计，针对特 定靶序列
人工合成DNA或RNA小分子 由7到30个核苷酸组成
功能：
有选择地结合目标，影响转录或 翻译，促进结合产物的降解
分类：
反义DNA，反义RNA（核酶）
反义核酸类药物的特点：
高度特异性 高效低毒 最优化药物设计 经济方便
24.3反义核酸类药物的作用 机理及应用
反义寡聚核苷酸
&
反义寡聚脱氧核苷酸
反义寡聚核苷酸
Antisense oligonucleotides
反义RNA作用机理
反义寡脱氧核苷酸
mRNA 翻译
DNA转蛋录白质
前体-mRNA
mRNA 翻译
蛋白质
抑制mRNA翻译： a：RNA与核糖体作用的空间位阻； b：阻碍mRNA从核内到细胞质的通道； c：与目标序列结合； d：RNase H酶裂解目标mRNA
24.1反义技术简介 24.2反义核酸类药物的特点 24.3反义核酸类药物的作用机理及应用 24.4反义核酸类药物的通用生产方法与技术 24.5典型反义核酸类药物生产技术及工艺 24.6反义类药物的发展前景与展望
何谓“反义”
靶是有“正义”的链 反义核酸与靶结合，为了区分，把 补充进的链定义为“反义”
•。
反义寡聚核 苷酸（І类）
与mRNA特 异性结合， 阻断翻译过 程
反义RNA的应用（一）
利用反义RNA的原癌基因失活疗法： 阻止或抑制原癌基因的过度表达及 抑制癌基因突变体mRNA成熟
原癌基因
调控细胞生长，增殖与分化 正常情况下，表达受严格控制 一旦调节失控，基因产物（生长因 子，生长因子受体，胞内外传递信 号等癌蛋白）分泌过剩，细胞恶性 增生，致癌
脂质体、脂质复合物
脂质体是由磷脂双脂质层包裹液体 成分构成
阳离子脂质体和ASODN形成阳离子 脂质复合物与带有负电荷的细胞膜 亲和，通过胞饮进入细胞内
受体介导的转移技术:
受受体介导DNA转运技术的 启发实现DNA和RNA的转运
例:脱唾液酸血清类粘蛋白(ASGP)受体
脱去血清类粘蛋白上的唾液酸，得到 ASGP 以中间连接物将ASGP与多聚赖氨酸 （PL）共价结合，得到ASGP—PL复合物 结合反义RNA，成为ASGP—PL—反义 RNA复合物
Rothstein
首次报道反义基因下调一种植物基因的表达
Van der Krol
一段27bp的三链结构寡核苷酸序列特异性抑制c-myc的转录 Cooey
首次报道正义基因下调植物基因的表达
Napoli和Van der Krol
反义P120抑制MIA Pa Ca-2细胞
Freeman
反义技术的两种技术路线
该复合物能被肝细胞表面
ASGP受体识别，吞噬，然后 释放，发挥作用
受体介导的转移技术：
有以下两个优点：
1. 专一性强 2. 抗降解能力强
以聚合物微球为载体的输送系统
目前研究最多的聚合物微球是聚丙交酯 及乳酸一羟乙酸（LA-GA） 以丙交酯和乙交酯为单体形成的共聚物， 降解属于水解反应，产物均为人体正常 代谢物，降解时间取决于两种单体的配 比和聚合物的分子量，构成的结合复合 体具有潜在的转运反义核苷酸和核酶的 作用