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小核苷酸药物的 “家族版图” 正在持续扩张，其形式之多样、应用之广泛，正深刻改变着全球生物医药的发展格局。 截至目前，FDA 已批准 24 款寡核苷酸药物，涵盖 siRNA（6 款）、ASO（反义核苷酸，11 款）、CpG 寡核苷酸（2 款）、mRNA（3 款）及适体（2 款）五大类别。其中，ASO 以 11 款获批药物的绝对优势，成为小核苷酸药物领域的 “顶流赛道”。 什么是 ASO？核心机制与龙头玩家 ASO 全称为反义寡核苷酸（antisense oligonucleotides），是由 16-20 个核苷酸组成的短链核酸。它能与靶标 mRNA 精准互补结合，可通过局部或全身途径递送，进入细胞后先被内体内化，再缓慢释放至细胞核，最终实现靶标 mRNA 的沉默调控。 其核心作用机制主要有两种：RNase H1 介导的降解：ASO 与 mRNA 结合形成异源双链，招募核糖核酸酶 H1，直接降解靶标 mRNA；mRNA 剪接调节：通过空间阻断或剪接转换，改变 mRNA 的加工过程，调节蛋白质表达。 在 ASO 的研发史上，Ionis Pharmaceuticals和Sarepta Therapeutics是当之无愧的先驱。Ionis 的早期研究揭示了 “间隙体（gapmer）ASO” 的核心作用原理 —— 包含 8-10 个脱氧核苷酸的间隙体，与 RNA 结合后能高效触发 RNase H1 的募集，实现特定 mRNA 的精准降解。 研究还发现，靶标 mRNA 分子中存在 “热点区域”，这类区域对 ASO 介导的 RNase H1 作用机制更敏感，成为药物设计的关键靶点。 已获批的 11 款 ASO 药物中，Inotersen和Nusinersen是极具代表性的两个品种。前者是典型的 gapmer ASO，后者则主要由完全修饰的 RNA 构成，二者的结构差异也体现了 ASO 药物设计的多样性。 从 1.0 到 2.5 代，ASO 的进化之路 天然 ASO 存在稳定性差、类药属性不佳的致命缺陷，化学修饰因此成为 ASO 药物开发的核心关键。其中，主链硫代磷酸酯（PS）连接和核糖 2′位的 2′O - 甲氧基乙基（2′MOE）修饰，是应用最广泛的两大技术。第一代 ASO：PS 骨架的突破 Ionis 开发的第一代 ASO，核心是通过 PS 骨架修饰提升药物性能。与天然的磷酸二酯（PO）相比，PS 更具亲脂性，能帮助 ASO 与血清蛋白结合，避免被肾脏快速清除。 研究表明，至少 10-12 个 PS 修饰才能实现与血清蛋白的最佳结合。这类 ASO 主要靶向肝脏、肾脏、淋巴结、脾脏等组织，组织消除半衰期可达 48 小时。第二代 ASO：2′MOE 带来的飞跃 第二代 ASO 在 PS 骨架的基础上，新增了 2′MOE 修饰。这一改动带来了质的提升： 组织半衰期延长至2-4 周，远超第一代； 结构更稳定，对靶标 mRNA 的亲和力显著增强； 有效阻碍核酸酶攻击，减少非特异性相互作用； 效力较第一代提升10 倍。 在递送方面，第二代 ASO 全身给药时优先分布于肾脏、肝脏和白色脂肪组织；局部给药则能突破血脑屏障，在中枢神经系统等 “难触及器官” 中发挥作用。 值得一提的是，第二代 ASO 药物mipomersen（商品名 Kynamro） 曾展现出口服给药的潜力，针对 APOB 靶点治疗纯合家族性高胆固醇血症，在多个物种中均产生了药理反应。但遗憾的是，由于剂量要求过高，导致严重的治疗相关不良反应，最终被迫退市。 尽管第二代 ASO 总体安全性良好，但在使用inotersen或volanesorsen（每周皮下注射 300mg）的患者中，仍观察到血小板减少症的不良反应。2.5 代 ASO：效力与组织靶向的双重升级 Ionis 进一步推出 2.5 代 ASO，核心改进是引入受限乙基修饰寡核苷酸（2′-cEt）。研究显示，2′-cEt ASO 的效力与锁状核酸（LNA）ASO 相当，且在临床试验中表现出优异的安全性。 更重要的是，凭借效力的提升，2.5 代 ASO 成功突破了前两代的组织限制，能够在肺、心脏、脂肪、骨骼和骨髓等 “第二层组织” 中发挥功效。 而 LNA ASO 的表现同样亮眼 —— 对靶 mRNA 的效力比 2′MOE gapmers 高5-10 倍。不过，部分临床试验发现，PS LNA ASO 存在肝脏、肾脏和血小板毒性问题。好在新兴研究表明，通过对 ASO 序列进行特定化学修饰，有望有效减轻这些毒性。非传统 ASO：PMO 与 TMO 的独特价值 除了传统的 ASO 类型，磷酰二胺吗啉寡核苷酸（PMO）和硫吗啉寡核苷酸（TMO）也在特定领域展现出巨大潜力。PMO：杜氏肌营养不良症的 “救星” PMO 是一种短链单链 DNA 类似物，呋喃核糖环被吗啉环取代，主链通过磷酸二酰胺连接，最大的特点是不带电荷。 其核心作用机制是作为空间阻断 ASO，调节 mRNA 剪接，实现特定外显子的排除或纳入。Sarepta Therapeutics是 PMO 研发的领军者，其开发的 PMO 药物通过诱导外显子跳跃，能有效恢复杜氏肌营养不良症（DMD）患者体内截短但有功能的肌营养不良蛋白表达。 目前，已有4 款 PMO 药物获 FDA 批准，但它也存在明显短板：全身给药后会被肾脏快速清除（中性电荷 + 分子量低于肾脏清除临界值），导致需要频繁、大剂量给药。不过，PMO 的组织半衰期可达 7-14 天，且能以完整形式通过尿液排出。TMO：低浓度下的高效潜力股 TMO 在结构上与 PMO 相似，但在磷原子上直接连接了一个带负电荷的硫原子。 一项针对 mdx 小鼠肌管的最新研究显示，自我递送的 20-mer TMO 在纳摩尔浓度下，就能高效实现外显子 23 的删除。与 2′MOE PS、2′OMe PS 相比，TMO 在低纳摩尔浓度下的效果更优。此外，含有 DNA 间隙体或 DNA TMO 混合聚体的 TMO 嵌合体，在剪接转换中也表现出良好功效，为 DMD 治疗提供了新的方向。前沿探索：手性、配体结合与毒性解决方案 ASO 的研发从未止步，科学家们正从手性优化、靶向递送和毒性控制三个方向，持续推动技术升级。手性优化：尚未解锁的 “潜力密码” 与 siRNA 类似，ASO 中的 PS 基团会引入手性，形成 Rₚ和 Sₚ非对映体的混合物。这种构型差异会影响 ASO 对靶 RNA 的结合亲和力，以及与 RNA 加工相关蛋白质的相互作用。 目前，手性纯立体异构体在寡核苷酸中的具体优势仍在研究中。Wave Life Sciences则另辟蹊径，探索使用磷酰胺（PN）键引入额外手性中心，其开发的 PN-1 化学平台已在临床前研究中显示出提升沉默效力和持久性的潜力。配体结合：靶向递送的 “精准导航” 为了提高 ASO 的治疗指数，Ionis 开发了配体结合反义平台，实现 ASO 的组织靶向递送。其中，ASO 与 GalNAc 的结合物表现最为突出 —— 它能与肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）紧密结合，使人类肝脏靶标的效力提升30 倍。 基于这一技术，Ionis 与阿斯利康合作开发的eplontersen已获 FDA 批准，用于治疗成人遗传性 TTR 介导的淀粉样变性引起的多发性神经病，成为靶向递送的典范。毒性与脱靶：ASO 研发的 “必答题”Gapmer ASO 的毒性机制与解决方案 Gapmer ASO 的毒性问题早已为人熟知，有毒的 PS ASO 会与副斑蛋白（paraspeckle）产生更强的结合亲和力，导致 RNA-PS 蛋白复合物形成，并引发 RNase H1 与副斑蛋白的相互作用，最终造成复合物核仁错误定位和细胞凋亡。 好消息是，2′MOE 修饰能显著降低小鼠的肝毒性，大幅提升 ASO 的治疗指数。这意味着，未来或可通过提高全身给药剂量，将药理水平的药物递送至肝外组织。脱靶效应的控制策略 ASO 的脱靶效应主要分为杂交依赖型和非杂交依赖型： 杂交依赖型：DNA 间隙体 ASO 与非靶 mRNA 结合，诱导 RNase H1 介导的降解； 非杂交依赖型：ASO 在非靶位点引起位阻，阻碍下游蛋白质合成。 目前，引入目标错配是减轻杂交依赖型脱靶效应的常用策略。而对于由副斑蛋白相互作用介导的继发性脱靶效应，仍需要在药物设计阶段进行全面考量，实现安全性与有效性的平衡。结语 从第一代 PS 修饰的初步突破，到 2.5 代的组织靶向升级，再到 PMO、TMO 的独特应用，以及手性、配体结合等前沿技术的探索，ASO 药物的发展历程，是一部持续创新、不断突破的史诗。 凭借 11 款获批药物的领先优势，ASO 不仅成为小核苷酸药物领域的核心赛道，更在遗传性疾病、心血管疾病、神经系统疾病等多个领域，为患者带来了新的治疗希望。 随着毒性控制和靶向递送技术的不断进步，未来的 ASO 药物必将朝着更高效、更安全、更精准的方向发展，在生物医药的舞台上绽放出更耀眼的光芒。 研锦生物可以利用基于靶点或小分子结构的药物设计方法，对可购买化合物、天然产物等数据库进行虚拟筛选，并获得潜在活性的化合物列表供进一步活性实验确证。面向制药企业和科研院所，可提供一站式的早期药物研发服务，包括ASO等核酸修饰合成，siRNA核酸合成，类器官筛药服务。虚拟药物筛选、先导优化、靶标预测、 动力学模拟等，涉及小分子化学药、生物药、中药等多种新药类型，为您提供优质的药物发现服务。  联系我们  技术交流 | 业务咨询 邮件：15337192895@163.com 电话 | 微信：15337192895 (张老师） Yangenebio对于中药及小分子药物研究，建立了一套完整的技术服务体系： 武汉研锦生物科技有限公司（YanGeneBio）提供产品： 1,天然产物、中药、代谢物等化合物靶点发现及SPR亲和力验证解决方案： 1）中药／复方的有效成分高精度鉴定，网络药理学分析及SPR验证互作； 2）化合物钓靶（标记法）:ABPP钓靶（特异性强，重复性高，细胞水平钓靶）； 3）化合物钓靶（非标记法）:Lip-MS/CETSA（细胞、组织裂解液水平钓靶）； 4)SPR/MST/BLI/ITC/DSF等策略检测分子间亲和力； 5）药﹣靶结合位点分析（Lip-MS+分子对接鉴定纯蛋白与化合物互作位点）； 6）蛋白-蛋白结合位点分析（交联质谱+分子对接鉴定2个纯蛋白间互作位点）； 7）ABPP-WB/CETSA-WB 在细胞水平鉴定药物与靶点蛋白互作分析； 8）提供真核、原核蛋白表达纯化服务； 9）提供定制化基因敲除细胞模型验证药物活性； 10）基于分子对接等策略提供化合物高通量虚拟筛选技术服务； 11）提供蛋白、抗体芯片筛选服务：磷酸化抗体芯片，炎症因子蛋白芯片等检测服务； 12）提供Olink多因子蛋白组学检测服务。 13）ASO等核酸修饰合成，siRNA核酸合成，类器官筛药服务。 2,提供重组活性细胞因子产品：应用类器官培养、完全培养基添加剂、干细胞培养、细胞治疗等领域。 3,提供分子互作仪、细胞电转仪、蛋白纯化仪、核酸合成仪及纯化仪等设备。

文章解析 研究成果展示       ▶ 发表时间：2025年11月29日 ▶ 期刊：《MedComm 》(IF=10.7) ▶ 发表团队：南方医科大学余林中课题组 ▶ 文章标题：Discovery ofa Novel Non-Nucleoside Inhibitor of RNA-Dependent RNA Polymerase Against Dengue Virus ▶ 核心内容： 登革病毒（DENV）是全球分布最广的蚊媒病毒之一，每年导致数亿人感染，数万例死亡，目前尚无特异性抗病毒药物获批。病毒编码的RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）是病毒基因组复制的核心酶，因其在宿主细胞中无同源蛋白而成为理想的抗病毒靶点。近日，南方医科大学研究团队在《MedComm》发表论文，报道从中药三七中分离的天然化合物12β-hydroxydammar-3-one-20(S)-O-β-D-glucopyranoside（PN-1），可特异性靶向RdRp并有效抑制病毒复制，为抗登革病毒药物研发提供了新型先导化合物。 1 研究方法 研究团队首先采用表面等离子共振技术，对14种三七来源的达玛烷型三萜皂苷进行筛选，发现PN-1与DENV-2 RdRp的结合亲和力最高，平衡解离常数KD 为1.42 nM。通过等温滴定量热法、细胞热转移实验及药物亲和反应靶点稳定性实验，进一步证实PN-1可直接与病毒非结构蛋白5（NS5）的RdRp结构域结合，且不影响其甲基转移酶结构域功能。 2 研究结果 1.PN-1通过共价修饰调控抑制RdRp活性 液相色谱-串联质谱分析表明，PN-1通过其裂解片段共价修饰RdRp上的四个保守氨基酸残基：Glu255、Met387、Glu479和Ala507。定点突变实验证实，这些位点的突变显著减弱PN-1与RdRp的结合能力(图2.A-E)。 图2. PN-1共价修饰到RdRp蛋白的LCMSMS谱图 （A,C 体内非修饰肽段，B.PN-1修饰到Glu255肽段二级谱图, D. PN-1修饰到Ala507肽段二级谱图，E.对四个位点突变后显著减少PN-1与RdRp蛋白结合） 2.PN-1通过构象调控抑制RdRp活性 HDX-MS氢氘交换质谱分析显示，PN-1处理后，RdRp在多个结构区域的氢氘交换速率发生显著变化，尤其是在拇指结构域（肽段485–501与501–505）的交换率降低，提示该区域构象趋于稳定或封闭（图3）。色氨酸荧光光谱也观察到PN-1引起RdRp内源荧光猝灭，进一步支持其诱导蛋白质构象变化的结论（图2F）。这些构象改变最终导致RdRp酶活抑制，其半抑制浓度为6.10 μM。 图3. PN-1结合并调控RdRp构象 3.PN-1在体外与体内模型中表现广谱抗病毒活性 PN-1在多种细胞系中均能显著抑制DENV-2复制，降低病毒RNA、蛋白表达及病毒斑块形成。作用阶段分析表明，PN-1主要作用于病毒复制早期，对病毒吸附与进入过程无影响。此外，PN-1对DENV-1和DENV-3同样具有抑制活性，提示其具备跨血清型抗病毒潜力。在ICR鼠和AG129小鼠模型中，PN-1治疗能显著缓解病毒感染引起的体重下降、临床症状及组织病理损伤，并提高存活率（图4）。在AG129小鼠中，PN-1还可降低血清病毒载量，减轻肝脏、小肠和结肠的病理损伤。 图4. PN-1处理显著降低因病毒DENV-2引起的AG129小鼠生存危机 4.氢氘交换质谱HDXMS在机制阐释中的关键作用 本研究通过HDX-MS技术，从蛋白质构象动力学层面揭示了PN-1的作用机制。该技术通过监测蛋白质肽键氢与氘的交换速率，反映蛋白质局部结构的动态性与溶剂可及性。 实验结果显示： 交换率降低的区域：主要位于拇指（thumb)结构域及部分指掌区，提示PN-1结合后这些区域构象更稳定或更封闭，可能与活性口袋变构调控有关； 交换率升高的区域：分布于其他指(finger)掌(palm)区段，提示局部结构可能变得更动态或更暴露。这些数据不仅证实PN-1与RdRp发生物理结合，更重要的是阐明其通过变构调控机制改变酶的功能构象，从而抑制其催化活性。 HDX-MS所提供的动态结构信息，为理解PN-1作为非核苷类抑制剂的分子机制提供了直接证据。 PN-1作为首个被发现可通过共价修饰RdRp并变构调控其功能的天然来源非核苷类抑制剂，具有广谱应用潜力。由于RdRp在RNA病毒中相对保守，提示PN-1可能对黄病毒科其他成员（如寨卡病毒、丙肝病毒）也具有抑制活性。 优品推荐   HDX-MS完整解决方案   百蓁生物提供全套的 HDX-MS 服务体系，以发现各种类型样品，例如单克隆抗体(mAb)、抗体-药物偶联物(ADC)、病毒衣壳、生物仿制药等蛋白质构象、动力学、相互作用的信息，可用于生物仿制药评价、治疗性蛋白质QC、药理学研究等应用领域。   服务优势： 经验丰富：5年+专业团队经验，100+成功项目，助力发表10+高分文章。 预实验保障：独家免费定制化预实验，确保正式实验高效推进。 深度数据解析：自主PEAKS®软件平台精准分析，提升肽段覆盖率和数据准确性。 全流程优化：一站式服务+人工谱图校正，保证结果高重现性、高准确性和高稳定性。 可视化呈现：丰富图表结合pyMOL/Chimera蛋白结构渲染，提升结果直观性与可读性。 图5. HDX-MS结果展示形式 往期好文推荐 【服务升级】氢氘交换质谱（HDX-MS）生物药高级结构分析 【服务升级】百蓁生物HDX-MS技术，精准解析抗体/生物药高级结构与动态构象！ 【服务升级】HDX-MS抗原表位分析, 结构可视化+数据精准双突破! 【服务升级】高精度HDX-MS平台上线！优化分辨率与重现性，助力蛋白动态研究新突破 关注我们 了解更多 在生物医药行业蓬勃发展的今天，医药企业百舸争流，力争上游。2020年，加拿大皇家科学院院士李明院士和单宝珍博士首创基于质谱的抗体和新抗原从头测序技术落地中国，百蓁生物应运而生，蓁蓁绿叶，助力医药研发桃花盛开。（注：百蓁取名源自《诗经·周南·桃夭》中“桃之夭夭，其叶蓁蓁”，寓意草木茂盛，欣欣向荣） 2021年12，百蓁上海研发中心成立，进一步加大研发投入，助力精准医疗。 百蓁生物（Baizhen Biotechnologies）是一家以AI驱动质谱技术，聚焦精准医疗的生物科技公司，是Bioinformatics Solutions Inc的中国分公司，致力于构建免疫组学中心，推进抗体和新原在肿瘤和自身免疫治疗中的应用。百蓁生物通过抗体和新抗原的发现，设计，结构预测与表征，以服务医药研发为宗旨，为免疫治疗科研机构和生物医药企业研发生产提供精准、高效的个性化质谱解决方案。 公司分别在武汉、上海和加拿大建有先进的质谱实验室，拥有经验丰富的技术团队和先进的Orbitrap Eclipse、timsTOF pro2等高分辨率质谱仪和全套的氢氘交换质谱系统，依托自主知识产权的PEAKS®数据分析系统，服务国内外超过4000多家客户单位，准确度和客户满意度遥遥领先，成为国内外制药企业、ivd企业和科研机构的首选。 BAIZHENBIO. 欢迎戳“阅读原文”进入官网了解更多！！!