miR-1

近日，2024年的诺贝尔医学或生理学奖颁给了发现microRNA的维克多·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），本文就将汇总一些诺奖转化Biotech技术路线和研发现状。 microRNA技术转化的目前现状 microRNA（以下简称miRNA）的定义是在动物细胞内发现的内源性非编码RNA，长度相对较短，是参与RNAi机制中的一环：特定RNA分子（如siRNA和miRNA）通过与其目标mRNA部分互补结合，抑制mRNA的翻译或诱导其降解，从而调节基因的表达水平。 图：MiRNA 生物发生途径和治疗干扰方式 来源：doi.org/10.1038/s41573-021-00219-z miRNA在许多生物过程中起着不可或缺的作用，包括免疫反应、细胞周期控制、新陈代谢、病毒复制、干细胞分化和人类发育。 然而实际开发时，miRNA就会面临很多问题，人体内的miRNA各自功能复杂多样化，每个miRNA可以有多个靶基因，而几个miRNA也可以调节同一个基因。考虑到针对特定基因的特异性非常差，药物开发中远不如siRNA和ASO好用，安全性问题往往频繁出现。因此采用RNAi机制的药物开发上，更多的是采用ASO和siRNA等另一类小核酸药物。 目前作为冷门研发项目，miRNA药物管线开发主要集中在miRNA模拟物或靶向miRNA的抑制剂上。不过不管如何，下文的一些企业，曾经开发过或者仍然在坚持开发miRNA，在这一领域的探索值得敬佩。 Regulus Therapeutics Regulus的历程就能体现出miRNA药物开发的不易，当然这家公司也是这轮诺奖股价概念的受益者。 这家公司曾经开发出一款anti-miR-122药物RG-101，这是第一款进入临床的miRNA药物，结合了chemistry 2.5、Alnylam的GalNAc缀合物和Regulus的化学技术三大技术而成， 所靶向的miR-122是一种肝脏特异性miRNA，在肝脏代谢中具有相关功能，也是丙型肝炎病毒复制的重要宿主因子。临床用于治疗HCV（丙肝），I期临床效果优异，然而在II期临床中安全性问题意外出现，RG-101引起了胆红素症，因此被迫放弃开发。 该公司还开发了抗miR-21疗法RG-012，用于治疗Alport综合征(纤维化肾病)，2018年时被授权给了赛诺菲。miR-21已被证明在Alport综合征中上调。临床前研究表明，施用抗miR-21可通过降低肾纤维化的进展速度来显著缓解肾衰竭。然而，2022年7月，该药物针对alport综合征的II期临床试验被终止。该公司是在一项中期分析显示，与安慰剂相比，使用RG-012治疗并不能明显改善肾功能。 另外，这家公司一直在试图用miRNA疗法治疗常染色体显性多囊肾病（ADPKD）。ADPKD由PKD1或PKD2基因突变引起，PKD1和PKD2基因突变会破坏其编码蛋白polycytin-1 (PC1)和polycytin- 2 (PC2)在肾小管上皮中的正常功能，最终导致肾囊肿增生破坏原有肾脏细胞。研究发现miR-17 miRNA家族在人鼠ADPKD中上调，而在小鼠模型中缺失或抑制miR-1可以减弱小鼠的囊肿生长。 这家公司开发了miR-17寡核苷酸药物RGLS4326，然而I期临床和临床前开发都遇到问题，RGLS4326在临床前毒理研究中测得的最高剂量下出现的脱靶效应，会影响神经系统，而实际进入I期临床压低剂量后就发现治疗剂量和持续时间都非常短，显然没有太大的治疗窗口。因此公司放弃了RGLS4326转而开发下一代更优的RGLS8429，目前I期临床数据不错，在今年第一季度获得1亿美元融资。 Mirna Therapeutics Mirna Therapeutics可以说是比较倒霉的，Mirna Therapeutics开发了MRX34，是miR-34a mimic，设计用于模拟肿瘤抑制因子miR-34a的活性，该抑制因子被封装到脂质体配制的纳米颗粒(NOV40)中，用于治疗晚期实体瘤，包括黑色素瘤、非小细胞肺癌、肝细胞癌和肾癌。 早期数据临床前还不错，，然而，I期临床发生了5例严重的治疗相关免疫副作用，4例发生死亡，疗效也不尽如人意，试验结束时只有3名患者获得了持续的确认的部分缓解，因此临床研究被关闭。在此之后，MiRNA Therapeutics于2017年停止运营，并同意与Synlogic Inc合并。 Curamir Therapeutics Curamir Therapeutics是石溪大学文艺复兴医学院Jingfang Ju教授科研成果的转化。他和他的同事开发了一项miRNA技术开发平台。目前该公司仍然处于隐身状态，目前可知该公司可能拥有一款miR-129模拟物管线来针对结直肠癌的5-氟尿嘧啶耐药。 Abivax 纳斯达克上市企业Abivax并未从此轮诺奖概念中受益，股价从10月初的11.5美元左右一路下跌到近期的9.6美元左右。 该公司核心管线是obefazimod，有可能增强单一miRNA miR-124的表达，最开始试图开发HIV，但后来发现该药物似乎对HIV患者中出现的胃肠道粘膜损伤有保护作用，因此拿来开发胃肠道炎症疾病，目前单药疗法已经进入III期临床，因为机制和现有疗法并不重合，联用潜力是非常巨大的。 Viridian Therapeutics（miRagen） Viridian Therapeutics原名miRagen，在身为miRagen的时候该公司先后开发了多款基于miRNA的疗法，同时也兼有miRNA诊断。 例如：MRG-106：MRG-106是一种基于LNA的miR-155的拮抗剂。 MRG-110: MRG-110是miRNA-92a的合成拮抗剂，由MiRagen Therapeutics与Servier合作开发，用于治疗缺血性疾病，如心力衰竭。 MRG-201：一种合成的RNA寡核苷酸，靶向并激活miR-29，miR-29已被证明可以抑制纤维化。 MGN-1374：是一种8聚体LNA ASO，旨在特异性靶向miR-15家族，旨在治疗心肌梗死后的重塑。 然后后来出于商业战略，该公司选择战略重组，被Viridian Therapeutics借壳上市后转而去开发Viridian Therapeutics的眼部和自免管线。该公司原先的管线则基本因为商业战略问题停止临床。 EnGeneIC EnGeneIC的疗法TargomiRs倒是不单纯是miRNA，而是混合物。TargomiRs由微细胞包含的miR16模拟物和抗EGFR双特异性抗体组成，以靶向表达EGFR的癌细胞。由于miR-15/16与胸膜间皮瘤的肿瘤抑制因子哟管，因此此前曾试图用于复发性恶性胸膜间皮瘤二线或三线治疗，在低剂量全身给药TargomiRs后，5%的患者表现出部分反应，68%的患者表现出稳定的疾病，27%的患者表现出进行性疾病，但出现了剂量限制性毒性，如过敏反应、炎症和心脏事件，因为剂量限制性毒性，该疗法开发就此放弃。 该公司现有疗法还是主要集中在载体囊泡方面。 Cardior Pharmaceuticals Cardior Pharmaceuticals在今年5月被诺和诺德以11亿美元收购，该公司本身开发了一款miRNA132 (miR-132)的抑制剂CDR132L，旨在停止和逆转有害心脏重塑的发展。 CDR132L可以选择性阻断异常的miR-132水平，使得细胞病理学逆转和心肌细胞正常功能的恢复，有助于改善心力衰竭患者的心脏收缩和舒张功能。目前处于II期心衰研究。 有趣的是，CDR132L的设计还是水溶性，可以用于肠胃外和皮下注射。该公司除了CDR132L还另外有两款非编码RNA管线。 命码生物 命码生物有一款靶向miR214的小核酸管线，该公司由南京大学生命科学院院长张辰宇教授创立，依据张辰宇教授发现“细胞外微小核糖核酸稳定存在，具有独特的生物学功能”的科学规律而进行科研转化。 参考来源： Seyhan, A.A. Trials and Tribulations of MicroRNA Therapeutics. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25, 1469. https://doi.org/10.3390/ijms25031469 Rupaimoole, R., Slack, F. MicroRNA therapeutics: towards a new era for the management of cancer and other diseases. Nat Rev Drug Discov 16, 203–222 (2017). https://doi.org/10.1038/nrd.2016.246

一年一度全球瞩目的诺贝尔奖季拉开帷幕，生理学或医学奖是今年首个揭晓的诺贝尔奖项。 刚刚，诺贝尔基金会宣布，麻省大学医学院的Victor Ambros、麻省总医院的Gary Ruvkun获得2024年诺贝尔生理学或医学奖，获奖理由为他们在microRNAs（一组称为微小RNA，miRNA）方面的突出贡献，获奖者主要针对秀丽线虫中的microRNAs进行研究。 近几年来，miRNA的小分子成为了研究热点，这种RNA是生物体内源长度约为20—23个核苷酸的非编码小RNA，通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控，导致mRNA的降解或翻译抑制。 安德森癌症研究中心（M.D.Anderson Cancer Center）的George Calin表示，“通过miRNA对疾病机制的解释解开了多年来的疑惑，这些疾病包括癌症，阿兹海默症等”，“许多文章说明miRNAs在癌症，精神分裂症，和糖尿病中都扮演着重要角色，这些发现具有深远的影响。” miRNAs最先被发现的功能之一是其在发育转化中的帮助作用。来自全球的科学家们通过果蝇，鱼类，小鼠中的基因表达分析，发现miRNAs及其靶标常常会出现组织互斥RNA表达，尤其是来自同一祖先的相邻组织。这说明miRNAs能通过抑制遗漏转录（leaky transcripts），加强转录的基因表达程序。 有趣的是这种模式不仅适用于转录，也适用于选择性剪接，比如说果蝇能在肠道，大脑和表皮上表达原肌球蛋白-1（tropomyosin-1）的一种细胞质亚型，但是肌肉中却不会出现，并且这种亚型会被肌肉特异性的miRNA：miR-1靶定。 相比之下，三种肌肉表达的亚型却缺乏miR-1结合位点，而且这种特性保守性强，在整个脊椎动物中都有。因此这种能产生细胞质肠道/大脑/表皮亚型，却在肌肉细胞中缺失的错剪接事件，也许能通过miRNA介导的抑制作用纠正。 2009年，麻省理工的研究人员对斑马鱼胚胎进行了细胞类型敏感基因表达谱分析，发现这并不是一种鲜明的互斥模式，而是一种非关联miRNAs和其靶标重叠表达倾向，这说明miRNAs并不只是通过转录调控加强了模式，而是具有更多主要的作用。事实上，在斑马鱼中，强转录，广泛表达的肌动蛋白转录能通过肌肉特异性miRNAs进行空间调控。 作为缓冲剂，miRNAs能调控同一信号通路的激活因子和抑制因子，比如在斑马鱼中，miR-430既调控Nodal信号途径中Nodal的同源基因Squint，也调控Squint的抑制因子Lefty。当miR-430表达水平下降时，Nodal信号的增强会因为它的抑制因子表达升高而受到制约。而当miR-430基因缺失时，斑马鱼胚胎对Nodal配体的很小的波动也会非常敏感。因此，有些miRNA象miR-430一样同时调控激活和抑制因子来降低它们的绝对浓度，调控它们的相对水平来维持最优的信号效果，同时避免了意想不到的有害的信号波动。 可以说，miRNA的作用是“Working anytime anywhere”，对它的研究也呈现出白热化的状态。不管是什么研究方向，科研工作者纷纷挤入miRNA研究之门。 2019年全球miRNA市场规模为2.154亿美元，预计将从2020年的2.548亿美元增长到2027年的6.132亿美元，2020-2027年复合年增长率为13.4%。2020 年市场将呈现18.30%的惊人增长。 miRNA因其在诊断和治疗癌症、肝脏疾病、神经系统疾病、传染病、冠心病和代谢疾病等慢性疾病方面的益处而得到广泛认可。例如，就癌症而言，过度表达的miRNA 通常被认为是癌基因。其中一些在某些癌细胞中表达水平非常低，通常可以阻止肿瘤的发展。这些miRNA组称为肿瘤抑制miRNA。Let-7是这些肿瘤抑制miRNA之一。因此，miRNA在各种慢性疾病中的治疗潜力是增加此类药物需求并推动市场增长的主要因素之一。  参考资料：  https://www.fortunebusinessinsights.com/zh/industry-reports/microrna-market-101237 同写意媒体矩阵，欢迎关注↓↓↓

关注并星标CPHI制药在线          外泌体是一种由细胞分泌的囊泡，广泛存在于血液、尿液、唾液、乳汁等多种体液中，其粒径为30~150 nm。近年来，随着对细胞结构的了解逐渐深入，人们发现外泌体在很多生理病理活动中起着重要作用，如免疫中抗原呈递、肿瘤的生长与迁移、组织损伤的修复等。一般认为，外泌体的形成经历早期内体的膜内陷、多囊泡体的形成、囊泡的释放分泌等系列过程。外泌体可包裹供体细胞的生物分子，以及含有一些外泌体共有的特征物质，常见的外泌体装载物包括脂类、四跨膜蛋白家族（如CD9、CD63、CD81）、主要组织相容性复合体、生长因子、黏附蛋白、热休克蛋白、核酸等。其中，四跨膜蛋白家族、热休克蛋白等常作为外泌体的标志物用于其提取分离和分析鉴定。       外泌体包含的多种生物分子，如蛋白质、脂质、 DNA、mRNA 和miRNA 等，这些物质基础使得其在生物医学应用中备受关注。外泌体可作为疾病诊断的生物标志物，不同细胞分泌的外泌体具有不同的组成成分和功能，因此，外泌体广泛存在且易于查找，具有极好的研究前景，利用外泌体进行疾病的无创检测诊断是一种有望实现且大有裨益的重要手段。外泌体中含有多种类型的蛋白质，包括膜蛋白和胞浆蛋白，这些蛋白在一定程度上可以反映出细胞的功能和状况。目前，已发现多种外泌体蛋白可以作为疾病诊断的潜在标志分子，如肝病、肾病、脑疾病、神经系统疾病和癌症等。       01肝脏疾病肝硬化期、原发性肝癌（HCC）早期和HCC晚期的浆液性外泌体数量显著高于正常肝脏。相关研究表明外泌体在早期发现 HCC方面具有重要意义。血清外泌体中的miR-155 与肝硬化的进展和肝硬化的临床预后指标密切相关，表明富含 miR-155 的外泌体可作为肝纤维化诊断和进展的非侵入性生物标志物。在CCl4诱导的肝纤维化小鼠模型中，脂多糖处理的巨噬细胞外泌体高表达miR-500 能通过抑制MFN2促进肝星形细胞活化和肝纤维化。因此，血清外泌体的miR-500也可作为肝纤维化的生物标志物。也有实验表明，小鼠或人肝星状细胞外泌体中的microRNA-214 对结缔组织生长因子的表观遗传调控导致了肝细胞癌变。研究发现肝癌患者血清外泌体中miR-1247-3p的高表达与肿瘤肺转移呈正相关。       在非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）患者的血清外泌体中，其miR-122-5p、miR-1290、 miR-27b-3p、miR-192-5p、miR-148a-3p 和miR-99a-5p表达明显上调。其中，miR-122-5p 的上调最为显著，诊断NAFLD的敏感性高达93.4%。研究报道，9种外泌体miRNA（miR-34a、miR-192、miR-27b、miR-122、miR-22、miR21、miR-197、miR-30c和miR-16）与非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的严重程度相关。其中，miR-34a、miR-192和miR-122与非酒精性脂肪性肝炎（NASH）相关，miR-30c与肝纤维化相关。血清中miR-34a 和 miR-122的水平较高，并且miR-122、miR-192和 miR-27b可高度准确地预测NAFLD的发生发展。此外，与药物性肝损伤患者相比，miR-192、miR-27b、miR-22、miR-197和miR-30c对NAFLD 表现出较好的特异性。在NAFLD诊断的特异性和敏感性方面，多外泌体miRNA的联合检测具有更好的诊断价值。       02肾脏疾病研究发现血清及尿液外泌体中miR-93-5p的表达与肾小管间质损伤相关。尿液中miR-29c的表达水平随肾纤维化的进展而降低，尿液外泌体中的miR-29c可能是肾间质纤维化（RIF）的指标。有学者在尿外泌体中发现高水平表达的miR-19b-3p与糖尿病肾病患者肾小管间质炎症的严重程度相关。也有研究发现，与健康对照相比，肾病患者的尿外泌体mRNA-CD2AP表达下调，并且与肾功能和肾纤维化严重程度相关。在慢性肾病（CKD）患者的尿液外泌体中，miR-29和miR-200 家族的表达水平显著下调。在尿液外泌体中，miR-29c的表达水平可用于反映肾功能和组织学纤维化程度。表明miR-29c是一种新的无创性肾纤维化标志物。       03脑疾病研究发现，血清外泌体miR-24可以反映腔隙性脑梗死患者颈动脉斑块硬化的严重程度，对预测老年患者进展性腔隙性脑梗死的发生具有较高的价值。研究数据表明，miR-454-3p可以作为神经胶质瘤外泌体生物标志物，并可能被开发成神经胶质瘤的新疗法。有学者通过研究发现，相较于对照组，急性缺血性脑卒中患者的血清外泌体miR-9和miR-12的表达水平显著提高，血清外泌体miR-9和miR-12可作为诊断急性缺血性脑卒中和评估。       04神经系统疾病研究表明，重症肌无力患者（眼肌型和全身型）的外泌体miR-1224-5p表达显著升高，其中全身型尤其显著。表明miR-1224-5p的相对表达量与重症肌无力定量评分（QMGS）呈正相关研究表明，血浆外泌体miRNA miR-342-3p可能成为阿尔茨海默症诊断的标志物。研究发现阿尔茨海默症（AD）患者外周血中外泌体miR-135a和miR-384的水平均上调，而miR-193b的水平下调。外周血和脑脊液中的外泌体miRNA有望成为诊断AD的潜在生物标志物。研究报道，与健康对照组相比，帕金森病（PD）患者脑脊液外泌体中的miR-1和miR-19b-3p表达下调，而miR-153、miR-409-3p和miR-10a-5p的表达上调，表明miRNA19b、 miRNA195 和miRNA24可作为PD诊断的潜在候选生物标志物，具有特异性和敏感性。       05癌症疾病外泌体携带的 DNA、RNA、蛋白质和代谢产物通过自分泌和旁分泌影响受体细胞，从而在肿瘤的发生、发展、免疫、耐药等方面起到重要作用。研究表明，对外泌体的分析可有助于肿瘤的诊断。如，胰导管癌（PDAC）和结直肠癌（CRC）患者的循环外泌体中磷脂酰肌醇蛋白聚糖 1（GPC1）的水平相对于健康对照组明显偏高。研究报道，胶原蛋白反应介导蛋白2（CRMP-2）可在结肠腺癌细胞系Colo205和SW480分泌的外泌体中检出，并可以此为基础进一步区分CRC 患者和正常人。此外，通过检测尿液中的前列腺特异性膜抗原适体的阳性外泌体，可以进行前列腺癌的诊断、提高效率。有学者开发了一种可以分析外泌体中37 种肺癌相关蛋白水平的细胞外阵列技术。该方法可基于10 μL 血浆样本的检测以区分非小细胞肺癌患者与健康个体，准确率达75%。外泌体中的膜蛋白和miRNA 可以作为胰腺癌早期监测和预后监察的生物标志物，有助于降低胰腺癌的死亡率。有学者构建了一种基于适配体的纳米平台，通过检测尿液中的前列腺特异性膜抗原（PSMA）阳性的外泌体，以进行前列腺癌的诊断。       随着外泌体研究的不断深入，对外泌体的结构特征、基本成分、生物发生、形态特征和细胞间功能等方面的研究也越来越深入。通过对外泌体的分析，越来越多的肿瘤相关生物标志物被发现，如HER2、EpCAM、MUC1、CA125、PTK7和PSA。基于新发现的外泌体标记蛋白，实现了对不同来源细胞外泌体的识别和检测，丰富了外泌体的高效分离和分析方法，为外泌体在癌症诊断和治疗中的应用奠定了坚实的基础。但是，外泌体的生物发生、分泌、 靶细胞摄取和功能尚未完全揭示。外泌体能否在适当的环境中生长、分裂，或参与信号转导机制和是否具有自主生化反应等，尚待确定。现有的外泌体分离技术还有待进一步完善，目前的主要挑战在于实现高含量、低损伤、高回收率的同时实现高通量的外泌体分离。外泌体分析技术面临的挑战是外泌体表面靶标的选择和外泌体来源的识别。       参考资料       [1]彭文瑾;吴格格;李莉.外泌体与疾病检测诊断的研究进展[J].科学咨询(科技·管理),2023,(06):142-147.       [2]周郁斌.外泌体及其诊断治疗应用[J].广东医科大学学报,2022,40(05):481-485+491.       [3]王煜彤;侯诗源;吕云华;马瑞雪;刘梓谕;吴兴安;刘蓉蓉.外泌体分离检测方法的研究进展[J].空军军医大学学报,2022,43(06):641-645.       智药研习会12月线上课程报名金笔奖征文开启，速来投稿参与！来源：CPHI制药在线声明：本文仅代表作者观点，并不代表制药在线立场。本网站内容仅出于传递更多信息之目的。如需转载，请务必注明文章来源和作者。投稿邮箱：Kelly.Xiao@imsinoexpo.com▼更多制药资讯，请关注CPHI制药在线▼点击阅读原文，进入智药研习社~