caspase 2

镉(Cd)是一种无所不在的非必需重金属，存在于采矿、冶炼、废水灌溉、废气排放等环境中；它通过多种途径进入人体，包括食物链积累、吸烟等环境暴露和皮肤接触。由于镉的生物半衰期长达10-33年，可与白蛋白结合，吸收后可通过血液循环分布于全身，对人体构成重大威胁，可对肾脏、肝脏和骨骼等多个器官和系统造成急性和慢性损伤。因此，解决镉毒性的方法是一个迫切关注的人类健康问题。大量流行病学研究表明，Cd还可对生殖系统造成各种类型的损害，如卵泡闭锁和卵母细胞成熟延迟。这些研究表明，女性血液中Cd浓度每增加一个标准差，生育能力就会下降22% (Peana et al.， 2021)。低剂量的Cd暴露已被发现在体内通过干扰雄激素、雌激素和黄体酮的生物合成来破坏类固醇生成，导致性别分化紊乱和配子改变。在一项关于女性抗苗勒管激素(AMH)的研究中，环境镉暴露改变了绝经前妇女的AMH水平，并与该组卵巢功能下降有关。生物监测系统的不断发展为我们评估环境重金属Cd对人类和野生动物健康的影响提供了多种选择。事实上，以哺乳动物为基础的致死率分析对于评估其中许多元素、物质和化学品的毒理学影响是可靠的。然而，在这类研究中使用哺乳动物受到伦理问题和成本的困扰。因此，研究人员倾向于采用这种解剖结构简单，易于繁殖，发育阶段固定、而且寿命短秀丽隐杆线虫作为模式生物进行毒理学评价，并且风险评估结果与哺乳动物相当。此外，使用这种与人类基因具有高度同源性的模式生物，表现出遗传易感性，对环境应激敏感，从而可以在生物体水平上深入了解重金属的毒理学效应。这种毒性可能是由于Cd与雌激素的相似性及其破坏内分泌系统的能力。然而，Cd在转录组水平上引起生殖毒性的确切分子机制仍然知之甚少。由深圳大学附属华南医院刘楠教授研究团队近期发表了一篇名为“Cadmium-induced reproductive toxicity combined with a correlation to the oogenesis process and competing endogenous RNA networks based on a Caenorhabditis Elegans model”的研究性论文，该文章发现了环境重金属Cd暴露显著降低线虫的子代数量，延长线虫的生殖期。Cd暴露也减少了有丝分裂和减数分裂的粗期期和末期的细胞数量，从而破坏了卵子发生。结合转录测序和生物信息学分析，共鉴定出3167个DEmRNAs。在基因表达方面，我们发现cul-6、mum-2和ang-1与cd诱导的生殖毒性有关，并构建了它们相互竞争的内源RNA网络。我们观察到Wnt通路中mom-2和ang-1的突变可以诱导Cd引起的减数分裂损伤的易感性。综上所述，Cd对秀丽隐杆线虫的生殖毒性有一定的抑制作用，Wnt通路可能是Cd对线虫生殖毒性的保护机制之一。这些发现有助于更好地了解镉对人体生殖系统的破坏作用及其分子生物学机制。该研究成果于2023年发表在国际著名学术期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上，中科院一区杂志，河南大学曲直副教授为第一作者、河南大学黄河学者特聘教授与郑善清与刘楠教授为共同通讯作者。主要的发现如下：1.暴露于环境Cd的野生型线虫的寿命比正常组明显缩短，并呈现剂量依赖效应当线虫暴露于不同浓度的Cd时，观察到寿命缩短的趋势，从而表明对线虫寿命的剂量依赖效应(图1A)。随着Cd浓度的增加，线虫的中位生存时间从对照组的17天减少到12天、8天和5天。较高浓度的Cd导致线虫的中位存活时间较短；而较低浓度的线虫与正常线虫的存活时间差异不大。最终，我们选择30 μM作为整个研究的最佳浓度。线虫的平均存活时间依次递减，从对照组的15.20±0.70天下降到11.27±0.58天、8.86±0.54天和5.66±0.48天，随Cd暴露浓度的升高而递减(图1B)。以线虫的产卵量、产卵率和产卵时间为指标，评价了镉对线虫育性的影响。与对照组相比，暴露组的产卵量显著减少(P<0.05)，繁殖高峰和繁殖末期均延长(图1C和D)。Cd接触1和2 天后，暴露组的产卵率显著低于对照组。然而，在随后的4和5个暴露期间，它超过了对照组(图1E)，间接表明暴露后生殖周期延长。然而，暴露组和对照组之间的世代时间没有显著差异(图1F)。这些发现表明，长期接触Cd可能对线虫的生育能力产生不利影响。图1 不同浓度Cd处理下线虫的寿命和生育指数。(A)不同浓度Cd处理下N2虫的存活曲线；每次处理样品计数均大于50；(B)以0、10、30(后续实验的最佳处理浓度)和60 μM Cd处理N2虫的平均寿命；(C) N2虫对Cd的影响；(D)接触Cd每日产卵数；(E) Cd对N2虫的产卵率/h；(F)暴露于Cd的N2虫的世代周期。2. 镉暴露对野生型线虫的产卵和受精卵状态产生不利影响在显微镜下检查受精卵，发现Cd暴露后的异常情况，如体内孵化(图2A)。为了进一步了解Cd对排卵和受精卵的影响，我们以子宫内受精卵的数量和状态作为评价标准。与对照组相比，暴露组在第2天受精卵数量显著减少，后期卵百分比显著增加(图2B和C)。而且，暴露于Cd 5天后，实验组的宫内卵数量超过对照组，表明Cd暴露后线虫的产卵期延长(图2B)。这些结果表明，长期暴露于Cd会阻碍野生型线虫受精卵的产生和排泄过程，可能导致观察到的产卵量和产卵率下降。图2 (A)接触Cd后N2虫受精卵的产生和状态。(A)接触Cd后受精卵的表型异常(a:早期卵可以正常排出；b:后期卵；c:体内孵化的L1幼虫的数量)；(B和C) Cd暴露组和对照组子宫受精卵和晚期卵计数情况。3. Cd暴露对野生型线虫卵母细胞计数的影响通过DAPI染色，野生型线虫的卵母细胞呈现蓝色荧光(图3A)。我们的观察显示，暴露于Cd 2天后，暴露组线虫的卵母细胞总数明显低于对照组(图3B)。此外，暴露组同时经历有丝分裂和减数分裂过程的生殖细胞数量也低于对照组(图3C和D)。此外，有丝分裂和减数分裂区域明显分开，未发现异常细胞核(图3A)。图3 镉暴露对线虫生殖细胞增殖的影响。(A) DAPI染色野生型线虫性腺细胞示意图，白线左侧为有丝分裂细胞，右侧为减数分裂细胞;比例尺代表50µm；(B-D) Cd对生殖系细胞总数、有丝分裂细胞总数和减数分裂细胞总数的影响。4. Cd暴露对野生型线虫减数分裂的影响减数分裂的开始以生殖细胞进入过渡区为特征。我们的观察显示，暴露组在过渡区正常出现新月核卵母细胞，与对照组相比，卵母细胞数量无显著差异(图4A)。在减数分裂Ⅰ期阶段，同生过程的中断或染色体的损伤可能导致具有胚胎致死表型的非整倍体线虫数量的增加，并可能导致更高的雄性后代率。有趣的是，我们的研究结果表明，接触Cd后，线虫的后代中几乎没有雄性，雄性比例与正常野生型线虫的后代相似(<0.02%)。在正常情况下，生殖细胞通过过渡区进入性腺环区时处于粗线期。AO染色显示出密集的黄绿色荧光(图4B)。然而，暴露于Cd 2天后，线虫在粗线期的细胞数量明显减少(图4C)。部分粗线素细胞在环区正常发生生理性凋亡。这些凋亡细胞可以通过AO染色确定(图4D)。进一步分析Cd暴露前后粗线细胞的凋亡水平，暴露组的凋亡水平明显高于对照组(图4D)。此外，卵母细胞的数量和2期卵母细胞的横向直径也在发育过程中减少(图4 E和F)，表明Cd暴露可能导致减数分裂成熟异常。图4 过渡区以外镉暴露对减数分裂细胞的有害影响。(A)镉暴露对过渡区细胞数量的影响；(B) AO染色N2虫凋亡细胞的荧光显微镜照片;箭头表示凋亡细胞。比例尺代表50µm；(C) Cd暴露后线虫生殖系细胞凋亡的变化；(D) Cd暴露对粗线细胞数量的影响；(E和F) Cd暴露对糖尿病2期卵母细胞数量和卵母细胞横径的影响。5. Cd暴露对全转录组表达的影响Cd暴露后，共鉴定出3167个DEmRNAs，包括1628个上调表达和1539个下调表达，以及143个DElncRNAs，包括108个上调表达和35个下调表达。此外，根据我们的筛选标准，发现69个DEmicroRNAs，其中39个表达上调，30个表达下调，其中26个DEcircRNAs, 20个表达上调，6个表达下调(图5A-D)。图5 Cd诱导N2虫的全转录组变化(A-D) mRNA、lncRNA、miRNA和circRNA的火山图；红色(上调)和蓝色(下调)的差异RNA表达；灰色标记无明显表达变化；(E)前10条显著富集的DEmRNAs KEGG通路；(F)暴露于Cd 2 d的N2虫DEcircRNA、DElncRNA和DEmRNA的表达水平。随后，对DEmRNA进行KEGG通路分析。该分析显示，与细胞色素P450代谢、Wnt信号通路、ABC转运蛋白、TGF-β和Wnt通路相关的通路显著富集(图5E)。由于测序结果可能存在一定的假阳性率，因此采用RT-qPCR验证Cd暴露2天后靶基因表达的准确性。一些circRNAs、lncRNAs和mRNA，如mom-2、ced-3和cull -6的基因表达水平检测结果与转录组测序结果一致(图5F)。虽然在线虫暴露于Cd 2天后，ang-1的表达有所下降，但差异无统计学意义(图5F)。在WormBase和GO数据库中描述的靶基因(表2)进行功能富集分析。该分析揭示了可能与cd诱导的秀丽隐杆线虫生殖损伤相关的特定基因，包括mom-2、ang-1、ced-3和cull -6，它们在不同的途径中富集，如图6所示。在和弦图中，左侧的基因按照log2FC的值降序排列，右侧的通路按照富集分数排序。图6 DEmRNA and KEGG的关系3.7. ceRNA网络的构建为了基于DEmiRNA和qPCR鉴定的验证基因的相互作用获得可能的ceRNA网络，我们采用了三种不同的算法：Targetscan、miRanda和RNAhybird。这些算法预测和识别共享的目标miRNA。我们总共获得了31对与DEmiRNAs相对应的mRNA-miRNA相互作用(图7A)。我们的分析扩展到预测可能的靶lncRNA和受DEmiRNA调控的circRNA，揭示了4对差异表达的miRNA-lncRNA相互作用(图7B)和24对miRNA-circRNA相互作用(图7C)。组成ceRNA网络的特定调控关系如图7D所示。这一分析过程最终构建了一个包含3个mRNA (不含cul-6)、4个miRNA (miR-1824-5p、miR-2221、miR-238-5p和miR-243-5p)、5个cirRNA和26个lncRNA的ceRNA网络。 本研究观察到线虫在Cd暴露后粗成期生殖细胞凋亡扩增，表明细胞凋亡可以作为Cd暴露的敏感指标。线虫的核心凋亡通路与人类具有高度的同源性，ced-3与人类caspase-2、-3和-6相对应。ced-3表达水平升高与细胞凋亡水平升高相关。然而，我们的转录组测序和RT-qPCR结果均证实Cd暴露后ced-3表达水平下降，表明Cd诱导的生殖细胞凋亡可能有其他信号通路介导。在这一生物过程中，我们还发现了cull -6、skr-3、skr-4和skr-5等上调基因的富集。相反，skr-7、skr-8、skr-9等下调基因在TGF-β通路中也显著富集。后三个基因表现出高度的同源性，并与cul1相互作用，cul1对胚胎和幼虫的发育以及细胞增殖至关重要。此外，cul1在细胞周期或凋亡途径中从G1到G0的发育程序转变中起着至关重要的作用。值得注意的是，culk -6是由祖先culr -1的重复产生的，研究发现它通过与skr-3的相互作用增强了线虫的抗逆性。然而，cul1和cul6之间不存在功能冗余。因此，需要进一步的研究来阐明cull -6在线虫生殖系统以及cd诱导的损伤中的作用。这些发现为深入探索基因表达调控和细胞稳态的复杂分子途径提供了有价值的基础。图7 ceRNA网络的建立。(A-C)预测mRNA-miRNA、miRNA-lncRNA和miRNA-circRNA对及其交叉两种预测工具的结果。(D) mRNA-miRNA-lncRNA/circRNA的具体网络调控关系。7. cul-6、mom-2和ang-1在cd诱导性腺有丝分裂损伤中的作用为了研究cul-6、mom-2和ang-1在Cd暴露诱导的有丝分裂细胞增殖阻滞中的潜在作用，我们用DAPI染色了性腺有丝分裂区域，并对相应的基因突变进行了观察(图8A)。结果显示，与野生型线虫N2相比，cull-6、mom-2和ang-1突变体的有丝分裂细胞数量没有明显变化(图8B)。此外，与Cd暴露后的N2相比，cul-6、mom-2和ang-1突变体有丝分裂细胞的减少程度也没有显著变化(图8B)。这些发现表明，这些基因可能与Cd暴露引起的有丝分裂区细胞增殖的减少无关。图8 Wnt通路mom-2、ang-1和cul-6介导Cd暴露生殖毒性机制(A) DAPI染色的mom-2、ang-1和cull -6突变体的生殖腺细胞荧光显微镜照片，白线左右为有丝分裂细胞和减数分裂细胞；(B) mom-2、ang-1和cul-6突变的Cd暴露对线虫有丝分裂细胞数量的影响；(C) AO染色mom-2、ang-1和cul-6突变体凋亡细胞的荧光显微镜照片(箭头为凋亡细胞)；(D-E) Cd暴露对mom2、ang-1和cul-6突变线虫的卵母细胞和粗线细胞凋亡的影响。8. mom-2和ang-1在Cd暴露减数分裂损伤中的作用对相应基因突变线虫的性腺也进行AO染色，观察凋亡水平的变化，目的是检测cul-6、mom-2、ang-1是否参与Cd诱导的粗线素损伤(图8C)。如图8D所示，Cd暴露2天后，与野生型N2相比，mom-2和ang-1突变体线虫的种系细胞凋亡水平显著增加，表明它们参与了Cd诱导的细胞凋亡的调节。我们还记录了突变线虫在Cd暴露前后的促卵母细胞数量变化。我们发现，暴露于Cd后，mom-2和ang-1突变线虫的指数明显低于N2 (图8E)。而对于cul-6突变线虫，与N2相比，在凋亡和衰竭过程中生殖系细胞数量的变化无统计学差异(图8 D和E)。经典的Wnt途径(由mom2、egl-20、cwn-1和cwn-2编码)依赖于Wnt配体与卷曲受体的结合来激活β-连环蛋白并将其转运到细胞核中，而非经典的平面细胞极性(PCP)途径通过不涉及β-连环蛋白的不同分子机制发挥作用。然而，最近的研究表明，作为线虫中PCP成分Strabismus/Van Gogh的唯一同源物，ang-1可能在调节生殖功能中发挥关键作用。以往的研究主要集中在ang-1对神经元细胞迁移和突触生长的影响上。然而，另一项研究发现，变异后的ang-1可导致后代数量减少、排卵率降低、生殖期显著延长，这表明生殖腺也可能是ang-1的主要功能部位，ang-1可能参与调节生殖功能。2. 柚皮苷通过促进自噬，降低脂肪含量来延长线虫的寿命的机制路线图图9 本研究观察到镉接触生殖毒性的途径及影响机制线路图在本研究中，我们建立了环境镉污染导致生殖效应的秀丽隐杆线虫模型，线路图如图10所示。我们的研究旨在探讨关键基因在Cd诱导的生殖毒性中的作用。数据显示cull -6、mom-2、ang-1的RT-qPCR结果与全转录组测序结果一致。Wnt和TGF-β通路在Cd诱导的生殖毒性中的作用很少被研究，cul-6、mom-2和ang-1在cd诱导的卵发生损伤中的作用尚不清楚。然而，我们发现每个突变体的有丝分裂区细胞的减少程度与N2相比没有差异，这表明Wnt通路中的mum -2和ang-1以及TGF-β通路中的cul-6可能没有参与调节Cd诱导的生殖细胞增殖功能障碍。相反，mom-2和ang-1可以负向调节Cd诱导的粗期细胞凋亡。Cd也影响减数分裂的成熟。一些研究表明，糖尿病期细胞数量减少可能与粗化期细胞凋亡增加有关。我们的研究结果表明，在Cd暴露后，mom-2和ang-1突变体线虫的终末期细胞数量少于野生型线虫。此外，两种突变体线虫对Cd诱导的细胞凋亡更敏感。这些研究结果表明，Cd暴露影响线虫减数分裂的成熟，可能是由于Wnt信号通路的信号转导减少导致粗线细胞凋亡。有趣的是，我们还通过全转录组分析观察到Cd暴露后表达水平的变化，强调了参与生殖毒性的分子过程的复杂性。总的来说，这项研究揭示了信号通路之间复杂的相互作用及其对生殖健康的影响。全文总结我们的研究证明了Cd暴露如何损害线虫的生殖能力。Cd减少生殖细胞数量，促进粗成期凋亡细胞的产生，影响卵母细胞减数分裂和发育成熟。然而，Cd不能影响瘦素期和合子期的染色体聚集过程。奇怪的是，Wnt通路的关键调节因子mom-2和yang -1负向调节cd诱导的生殖细胞凋亡。尽管如此，需要进一步的研究来充分探索下游信号通路和相关ceRNA调控网络的机制。这些发现对了解重金属镉对人类生殖健康的有害影响具有深远的意义。它们也为潜在的分子机制和潜在的干预策略提供了见解。本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

siRNA有望成为继小分子和抗体药物后最有希望开发出新药的药物。国内创新药市场内卷和同质化现象严重，在资本的寒冬下，想要在市场有一席之地也许不能冲进赛道拥挤的小分子领域，也许在siRNA药物领域可以博出一番天地。小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA），也被称为沉默RNA、短干扰RNA或非编码RNA。RNAi（RNA干扰）是一种基因沉默的自然细胞过程，代表了当今生物学和药物开发中最有前途和快速发展的前沿之一。它的发现被誉为“每十年左右发生一次的重大科学突破”，并获得了2006年诺贝尔生理学或医学奖。与化学药或抗体相比，siRNA 药物的首要优点在于平台特性。只需重新排列四种核酸碱基A、G、C、T（U）的顺序，就可以快速开发出成新的药物，同时其筛选和开发耗时远小于化药和抗体药，与基因组DNA水平的治疗相比，核酸药物没有基因整合的风险，在治疗时间节点上也比较灵活，在不需要治疗的时候可以停止用药。另外，和通常药物靶向下游的蛋白质不同，siRNA 靶向的是上游的 mRNA。所以它能够靶向很多小分子和单抗无法成药的靶点，比如 AAT、 APOC3、 DMPK、 HTT 以及几十种三核苷酸重复疾病（trinucleotide repeat disorders）的靶点。然而 siRNA 药物的开发并不一帆风顺。早期siRNA药物存在易被核酸酶降解、肾清除率高，脱靶效应明显等问题。这导致了众多制药公司如罗氏、默沙东、诺华、辉瑞等相继退出该领域。然而，2018年8月，FDA批准了第一个siRNA治疗药物ONPATTRO™（Patisiran），也是首个非病毒载体给药系统的基因治疗药物，用于治疗经甲状腺素介导的淀粉样变性。这极大的鼓舞了从事于这一领域开发的信心，为其他siRNA药物指引了前路。1siRNA作用机制RNA干扰（RNAi）是外源基因入侵的天然防御机制。RNAi模式，例如siRNA和miRNA，可以通过介导靶向mRNA降解（用于siRNA和miRNA）或mRNA翻译抑制（针对miRNA）以序列特异性方式敲低靶基因的表达。通过RNAi进行基因沉默的过程发生在细胞质上。首先，双链RNA（dsRNA）通过核酸内切酶Dicer蛋白被切割成小的dsRNA片段（siRNA）。随后，siRNA与Argonaute-2（AGO2）蛋白结合，Argonaute-2蛋白被认为是称为RNA诱导沉默复合物“RISC”的多蛋白复合物的核心，随后将siRNA分离成两条单链：引导链（guide strand）和乘客链（passenger strand）。然后，乘客链被降解，而引导链-RISC复合物与互补的靶向mRNA连接并将其破坏成非功能性部分，从而阻断靶蛋白的翻译（图1）1-3。图1. siRNA作用机制2优化siRNA输送系统的策略siRNA最关键的一步就是靶向递送，需要开发安全、有效和稳定的靶向输送系统，可以分为三种主要策略：化学修饰，生物偶联和载体介导的囊泡1。化学修饰包括2′位修饰，磷酸盐键修饰，核糖环修饰和核碱基修饰等；生物偶联包括抗体偶联的siRNA（ARCs，图2）4，肽偶联的siRNA（PCS），适配体偶联的siRNA（APCS），脂质偶联的siRNA（LCS），碳水化合物偶联的siRNA（CCS）和siRNA的动态聚偶联物；图2. 抗体-siRNA偶联物的示意图（ARCs）载体介导的囊泡包括树枝状聚合物，脂质体，固体脂质纳米颗粒（SLN）和聚合物纳米颗粒等。3拥有5款上市siRNA药物的龙头企业Alnylam截止目前，全球已上市5款 siRNA 疗法，这些疗法均由 Alnylam开发或参与开发，siRNA 疗法市场几乎被 Alnylam 垄断，这为公司带来了相当丰厚的经济收入。Alnylam（纳斯达克股票代码：ALNY）总部位于马萨诸塞州剑桥市，致力于将RNA干扰（RNAi）转化为一类全新的创新药物，目前专注于四个治疗领域的RNAi的创新药物的研究：遗传药物，心血管疾病，传染病，中枢神经系统（CNS）和眼病。Alnylam 2022年度业绩报告显示2022年全年净产品收入8.94亿美元，同比35%（按固定汇率计算为43%），其中公司的重磅RNAi药物ONPATTRO (patisiran)在2022年营收5.58亿美元（约为37.8亿人民币），同比增长17.5%。Alnylam被批准上市的5款RNAi治疗产品分别是ONPATTRO®（patisiran），GIVLAARI®（givosiran），OXLUMO®（lumasiran），AMVUTTRA®（vutrisiran）和Leqvio®（inclisiran）。Leqvio®正在由Alnylam的合作伙伴Novartis开发和商业化。同时他们成功解决了siRNA药物的递送难题。其研发的升级版N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）共轭连接技术，实现了肝细胞靶向作用，解决了脱靶副作用。该技术通过在siRNA上链接三价的GalNAc分子，让药物能与肝细胞上高度表达的糖蛋白受体（ASGPR）特异性结合。除了已经上市的5款siRNA药物之外，Alnylam也在积极探索它们新的适应症以及开发新的产品，未来计划如下：Alnylam正在探索Patisiran新的适应症，该公司计划2023年底获得FDA批准，用于治疗ATTR淀粉样变性心肌病；Alnylam也在探索Vutrisiran用于治疗ATTR淀粉样变性心肌病。该公司计划2023年初报告一年两次给药方案评估数据以及在2023年初提交一年两次给药方案的补充新药申请（sNDA）；ALN-TTRsc04，一种正在开发的用于治疗ATTR淀粉样变性的在研RNAi疗法。Alnylam计划在2023年底报告第一阶段的顶线结果；Zilebesiran，一种正在开发的用于治疗高血压的研究性RNAi疗法。Alnylam计划2023年初完成 KARDIA-2临床2期的注册，在2023 年年中报告 KARDIA-1 临床2期研究的顶线结果以及在 2023 年底或前后报告 KARDIA-2临床2期研究的顶线结果；ALN-APP，一种正在开发的用于治疗阿尔茨海默病和脑淀粉样血管病的研究性RNAi疗法。Alnylam计划在 2023 年初报告第一阶段的顶线结果；ALN-KHK，一种正在开发的用于治疗2型糖尿病的RNAi研究疗法。Alnylam计划在2023年初启动1期研究，在2023年底报告第一阶段的顶线结果；公司还计划继续推进其针对多种组织类型表达基因的研究性RNAi疗法的临床前产品组合，并计划在2023年从其有机产品引擎推进2-4个新的研究性新药（IND）申请。与此同时，Alnylam还与赛诺菲，再生元开展合作项目，公司目前蓬勃发展前有被批准上市的siRNA药物，后有蓄势待发的临床研究项目。国外除了Alnylam以外，Arrowhead和Dicerna Pharmaceuticals（2021年被诺和诺德收购）等公司也投身于siRNA的开发。聚焦国内，目前暂无 siRNA 药物上市，大多处于均临床和临床前研究阶段，代表企业有圣诺制药和苏州瑞博等。4国内小核酸第一股圣诺制药圣诺制药（Sirnaomics）是在中国及美国均占有重要市场地位的首家及唯一一家临床阶段RNA疗法生物制药公司，2007年在美国创立圣诺制药，2008年成立苏州圣诺制药，正为广泛的传染病、罕见病及肿瘤适应症开发RNAi疗法及疫苗。圣诺制药致力于发现新颖的siRNA药物以及改进递送平台。除多肽纳米颗粒（PNP）及新型GalNAc RNAi递送平台外，圣诺制药还在开发的许多高度创新递送平台，包括先进的siRNA药物偶联物、PNP及PLNP的mRNA制剂以及通过气道递送进行肿瘤靶向及呼吸道病毒治疗。圣诺医药基于技术平台开发管线的整体策略分为两部分：一是利用 PNP 递送技术开发针对肿瘤和纤维化疾病的 siRNA 疗法；二是利用具有独特知识产权的二代 GalNAc 推出肝靶向 siRNA 药物，从而确保公司资产长期稳定的发展。圣诺制药代表性产品STP705和STP707（表1）5。STP705是一种siRNA疗法，利用双靶向抑制特性和PNP增强递送来直接敲低TGF-β1和COX-2基因表达。该候选产品已获得FDA和NMPA的多项IND批准，包括用于治疗胆管癌、非黑色素瘤皮肤癌和增生性瘢痕。STP705还获得了治疗胆管癌和原发性硬化性胆管炎的孤儿药资格。STP705目前针对不同的适应症进行了七项临床试验：一项针对鳞状细胞原位癌（isSCC）的IIb期临床试验、一项治疗基底细胞癌（BCC）的II期临床试验、一项治疗瘢痕疙瘩的I/II期临床试验、一项治疗增生性瘢痕的I/II期临床试验、一项治疗面部isSCC的I/II期临床试验、一项治疗肝癌的I期临床试验以及一项用于医学美容的I期临床试验。2022年8月29日，圣诺制药核心产品STP705在治疗皮肤基底细胞癌Ⅱ期临床试验组别中实现100%完全清除。另一款核心产品为STP707，适应症包括多发实体瘤、转移性皮肤鳞状细胞癌（cSCC）、非小细胞肺癌（NSCLC）和肝癌等疾病。STP705和STP707均为潜在的首创双靶向RNAi疗法，可同时抑制TGF-β1及COX-2，从而在皮肤癌、肝癌及纤维化适应症中发挥较高治疗效力。公司管线包含十多种处于临床前及临床阶段候选产品，适应症覆盖肿瘤学、纤维化、医美、抗病毒物质及GalNAc-RNAi触发器几大领域（表1）。表1. 圣诺制药进入临床试验的研发管线该公司利用多肽纳米导入技术结合 siRNA 双靶点药物设计，通过靶向肿瘤微环境中的靶点调节和控制，开发创新药，拥有多种临床前和临床在研产品，希望STP705或STP707能早日上市造福人类。5拥有RIBO-GalSTAR®肝靶向递送技术的苏州瑞博生物苏州瑞博生物技术股份有限公司（瑞博生物）成立于2007年，公司专注于小核酸创新技术和小核酸药物研究开发。公司对标国际小核酸技术的创新前沿，建立了包括小核酸序列设计及高通量筛选、小核酸药物递送技术、小核酸稳定化修饰技术、小核酸药物生物分析、小核酸药学研发、小核酸单体研发等在内的自主可控、全技术链整合的小核酸药物研发平台，支持小核酸药物从早期研发到产业化的全生命周期，成为公司不断推出小核酸药物新品种的利器。自主研发的高效长效小核酸药物递送技术RIBO-GalSTAR®肝靶向递送技术达到国际水平。通过自主创新和国际合作打造了丰富的小核酸药物研发品种管线，涉及的疾病领域包括感染性疾病，代谢类疾病，血液系统疾病，罕见病和眼科疾病等。研发管线中，进展最快的是针对Caspase 2的RBD1007，用于非动脉炎性前部缺血性视神经病变（NAION）的治疗，目前已处于临床三期阶段；此外，针对2型糖尿病的RBD4988、针对乙肝的RBD1016处于临床二期阶段（表2）6。2022年1月18日，该公司宣布首款自主研发的在研乙肝创新药 RBD1016（SR016）在澳洲的Ia期研究完成，表现出良好安全性及耐受性。2022年9月19日，国家药品监督管理局（NMPA）批准瑞博生物自主研发以PCSK9为靶点拟通过降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）而达到降血脂目的的小核酸药物（RBD7022注射液）在中国开展首次人体临床试验。 2022年11月21日，该公司宣布瑞博生物自主研发靶向肝细胞APOC3 （载脂蛋白C3）靶点，针对高甘油三酯血症 (HTG) 和家族性乳糜微粒血症（FCS）的小核酸药物（RBD5044注射液）近日已在澳大利亚启动首次人体临床试验。 2023年2月6日，该公司宣布，瑞博生物自主研发的靶向FXI（XI因子）的抗血栓小核酸药物（RBD4059注射液）已在澳大利亚获得HREC批准，将于近日启动首次人体临床试验。表2. 苏州瑞博生物进入临床试验的研发管线除了这些已经进入临床试验的产品，还有很多正在进行IND申请或者临床前在研产品，如针对vWF靶点治疗血友病A使用适配体技术平台的产品RBD2018正在进行IND申请准备，以及临床前针对ANGPTL3靶点治疗高血脂症使用RIBO-GalSTAR®技术平台的产品RBD3045等，还有很多未披露靶点的临床前在研产品。该公司再2022年7月刚完成了4000万美元的E1轮融资，主要由磐霖资本、三一创新基金等现有股东、以及本轮新增机构和个人投资者共同投资完成。手握这么多研发产品，相信该公司会有一个蓬勃发展的未来。6国内siRNA药物尚处于早期，发展潜力巨大受限于递送技术尚不成熟，目前siRNA药物靶点仍主要局限于肝脏组织，适应症更多集中在遗传病、罕见病以及个别肝相关慢性疾病，覆盖患者群体规模较小，市场仍处于刚刚起步阶段。以siRNA药物为首的新型核酸疗法拥有巨大潜能，即使是目前局限于肝靶点的阶段，应用前景也不可估量，尤其是在降脂降压等慢性病领域。一旦突破肝靶向限制，其广泛应用场景将带来可观市场空间，而在肿瘤治疗方面，未来需求及发展空间巨大。References：Alshaer W, Zureigat H, Al Karaki A, et al. siRNA: mechanism of action, challenges, and therapeutic approaches. Eur J Pharmacol. 2021;916:174178.Okamura K, Ishizuka A, Siomi H, et al. Distinct roles for Argonaute proteins in small RNA-directed RNA cleavage pathways. Genes Dev. 2004;18(14):1655–1666.Ahmed Khaled Abosalha, Waqar Ahmad, Jacqueline Boyajian, Paromita Islam, Merry Ghebretatios, Sabrina Schaly, Rahul Thareja, Karan Arora and Satya Prakash, A comprehensive update of siRNA delivery design strategies for targeted and effective gene silencing in gene therapy and other applications, EXPERT OPINION ON DRUG DISCOVERY, 2023, VOL. 18, NO. 2, 149–161.Shijie Jin, Yanping Sun, Xiao Liang, Xinyu Gu, Jiangtao Ning, Yingchun Xu, Shuqing Chen and Liqiang Pan, Emerging new therapeutic antibody derivatives for cancer treatment, Signal Transduction and Targeted Therapy (2022) 7:39Https://sirnaomics.com/cn/Https://www.ribolia.com封面图来源：pexels推荐阅读华盛顿病人 | 一个新疗法拯救阿尔兹海默病患者的神奇故事！辉瑞启示录：20年海外并购史带给国内Biotech到Big pharma的新思考4轮临床试验结果全矛盾，这减肥药，把积极结果做毁了……点击在看，共济新药研发浪潮

NEW YORK, Nov. 11, 2022 /PRNewswire/ -- Promontory Therapeutics Inc., a clinical stage pharmaceutical company advancing small molecule immunotherapies in oncology, today presented data on lead therapeutic candidate PT-112 and its immunological effects on cancer cell mitochondria at the 34th Annual Meeting of the Society for Immunotherapy of Cancer (SITC). The poster titled, "Immunologically relevant effects of PT-112 on cancer cell mitochondria" demonstrated that PT-112 caused anti-cancer activity, which is related to its ability to induce immunogenic cell death (ICD). "Under our ongoing collaboration with the lab of Lorenzo Galluzzi, PhD, Weill Cornell Medical College, we are exploring how PT-112 impacts on cancer cell mitochondria in the context of immunogenic cell death," said Matthew Price, Promontory Therapeutics co-founder and Chief Operating Officer. "The data presented at SITC further confirm that PT-112 induces mitochondrial dysfunction in cancer cells, with two key insights: that PT-112 causes the accumulation of mitochondrial (mt)DNA in the cytosol, a phenomenon referred to as 'viral mimicry'; and that PT-112 could drive immunogenic signaling before the induction of cancer cell death – both consistent with the understanding of ICD. These findings are particularly important as PT-112 progresses through clinical development." PT-112 is under Phase 2 clinical development for metastatic castration-resistant prostate cancer, thymoma and thymic carcinoma, and non-small cell lung cancer. In addition to mediating cytostatic and cytotoxic effects in a variety of human and mouse cancer cell lines, PT-112 elicits multiple damage-associated molecular patterns (DAMPs), linked to immunogenic cancer cell death. Findings from the study include: PT-112 causes pronounced mitochondrial dysfunction in cancer cells, coupled with the accumulation of mtDNA in the cytosol. PT-112-driven reactive oxygen species production is mediated in part by a BAX/BAK1-dependent pathway, further indicative of mitochondrial involvement. Functional BAX/BAK1 and CASP3, but not CASP2, render mouse cancer cells susceptible to PT-112-induced cell death. CASP3 activation appears to limit interferon secretion by mouse cancer cells responding to PT-112, suggesting that interferon release may not be required in PT-112-induced ICD in this model system, as observed previously and reported in OncoImmunology. SITC abstracts are available for viewing here. For more information about PT-112 and Promontory Therapeutics' clinical pipeline visit . About PT-112 PT-112 is the first small-molecule conjugate of pyrophosphate in oncology, and possesses a unique pleiotropic mechanism of action that promotes immunogenic cell death (ICD), through the release of damage associated molecular patterns (DAMPs) that bind to dendritic cells and lead to downstream immune effector cell recruitment in the tumor microenvironment. PT-112 represents a highly potent inducer of this immunological form of cancer cell death. Further, PT-112 harbors a property known as osteotropism, or the propensity of the drug to reach its highest concentrations in certain areas of the bone, making it a candidate for treatment of patients with cancers that originate in, or metastasize to, the bone. The first in-human study of PT-112 demonstrated an attractive safety profile and evidence of long-lasting responses among heavily pre-treated patients and won "Best Poster" within the Developmental Therapeutics category at the ESMO 2018 Annual Congress. The combination Phase 1b dose escalation study of PT-112 with PD-L1 checkpoint inhibitor avelumab in solid tumors was reported in an oral presentation at the ESMO 2020 Virtual Congress. The Phase 1 study in patients with relapsed or refractory multiple myeloma presented at ASH is the third completed Phase 1 study of PT-112. Monotherapy Phase 2 development is ongoing in mCRPC, and now includes the Phase 2 proof of concept study in thymic epithelial tumors under the company's formal collaboration with the NCI. The PD-L1 combination Phase 2a study is ongoing in a dose confirmation cohort of non-small cell lung cancer (NSCLC) patients. About Promontory Therapeutics Promontory Therapeutics Inc. is a privately held, clinical stage pharmaceutical company focused on small molecule immunotherapy. The company's lead candidate, PT-112, is the first small molecule conjugate of pyrophosphate in oncology, and possesses a unique pleiotropic mechanism of action that promotes immunogenic cell death (ICD), through the release of damage associated molecular patterns (DAMPs) that bind to pattern recognition receptors on dendritic cells and promote the adaptive immune response in the tumor microenvironment. Clinical data generated across three Phase 1 studies have demonstrated single-agent anti-cancer activity and an attractive tolerability profile, and three Phase 2 studies of PT-112 are underway. The company's research and development work has been conducted in the United States, Europe and Asia, along with a sub-license agreement for the development, commercialization and use of PT-112 in Greater China. The company also sponsors the ongoing clinical study of PT-112 in combination with the PD-L1 inhibitor avelumab under a collaboration agreement with Pfizer and Merck KGaA, Darmstadt, Germany (operating as EMD Serono in the US and Canada), and has an active Phase 2 trial underway with the NCI utilizing PT-112 in thymic epithelial tumors where PT-112 has received Orphan Drug designation. To learn more about Promontory Therapeutics, visit the company's website here. CONTACTS: Promontory Therapeutics Brooke Raphael VP, Strategy & Operations Tel: +1 646 974 6453 Email: [email protected] ICR Westwicke Investors: Stephanie Carrington Tel: +1 646 277 1282 Email: [email protected] Media: Alexis Feinberg Tel: +1 203-939-2225 Email: [email protected] SOURCE Promontory Therapeutics Inc.