microrna是什么意思、microrna名词解释

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文丨清水清心

图。1。 microRNA (miRNA) 与mRNA 的作用图

微小RNA简介

MicroRNA（miRNA）是一类长度约为20-24个核苷酸的内源性小RNA，在细胞中具有多种重要的调节功能（图1）。每个miRNA可以有多个靶基因，多个miRNA也可以调控同一个基因。这一复杂的调控网络可以通过一个miRNA调控多个基因的表达，也可以通过多个miRNA的组合精细调控某个基因的表达。据推测，miRNA调控着人类三分之一的基因。最近的研究表明，大约70%的哺乳动物miRNA位于TU（转录单位，TU）中，并且大多数位于内含子区域。一些内含子miRNA 的位置在不同物种之间高度保守。 miRNA不仅在基因位置上保守，而且在序列上也表现出高度的同源性。 miRNA的高度保守与其功能的重要性密切相关。

microRNA的生产过程

microRNA的合成始于RNA聚合酶II的转录过程。通常编码基因位于内含子区域并有自己的启动子区域。随着长转录本的产生，Drosha（一种III 型RNase）与辅因子蛋白DGCR8 形成复合物并与pri-miRNA 结合（图2）。 Drosha 上的两个RNase 结构域切割pri-miRNA 的3' 和5' 末端，产生发夹状的pre-miRNA。随后，pre-miRNA完成由输出蛋白5-RNA·GTP复合物介导的核质转移过程。在细胞质中，一种称为Dicer 的核酸酶与TRBP 一起与pre-miRNA 结合，并切断末端环区域，形成双链RNA 片段，然后组装成RISC 复合物。 AGO蛋白选择两条链，并选择其中一条形成活性RISC复合体，发挥其多样化的调控功能。

在人体内，miRNA的产生受到信号通路的严格调控，其中涉及四种关键的酶分子，即Drosha、exportin 5、Dicer和AGO2，如图2所示。这些酶的关键位点突变已在许多细胞中被发现。肿瘤类型，包括神经母细胞瘤、卵巢癌和肾母细胞瘤。

图2. microRNA (miRNA) 生物发生概述

MicroRNA在临床前研究中的应用

miRNA如此复杂精密的调控机制使得整个信号通路成为多种病理过程中有前途的治疗药物（通常以miRNA类似物的形式）或药物治疗的靶点（通常以antimiR的形式）。如下表所示。与此同时，RNA分子递送技术的改进也使得基于miRNA的疾病治疗方案变得更加现实。

表1. 癌症和其他疾病中选定的miRNA 及其在临床前模型中的治疗操作

MicroRNA相关药物研发流程

药物开发的基础在于对病理过程分子机制的深入理解。 miRNA相关药物的开发还需要基于对患者样本的深入系统分析，通过体内和体外模型阐明靶标miRNA与疾病之间的生物学关系和发病机制。目前有很多公共数据库可供检索，可以查询不同患者正常组织和患病组织的基因组学和蛋白质组学相关数据。通过数据库分析和实验验证相结合，可以识别出一些有前景的miRNA 候选者。下一个主要的挑战性工作包括对体内应用的miRNA 类似物和antimiRS 进行化学修饰以提高其稳定性，以及药物输送系统的选择和优化。

对于基于核苷酸的药物，其在体内发挥作用的最大障碍是核酸酶的降解和药物分子在内吞作用过程中从内体中逃逸。通过化学修饰，例如添加2'甲氧基和LNA，可以提高药物分子的稳定性并延长其半衰期。除了通过化学修饰增加稳定性外，胶囊技术的扩展还可以提高药物分子的递送效率。常用的递送系统包括脂质纳米颗粒，例如中性脂质乳液或靶向部分连接的树枝状聚合物。对于药物输送系统来说，最大的挑战在于潜在的免疫刺激作用以及缺乏针对病变部位的靶向特异性。一旦这些困难得以解决，基于小RNA的疗法必须在啮齿动物和非人类灵长类动物模型中进行疾病特异性测试。此后，应仔细分析和评估毒理学数据和目标反应性，以避免临床试验早期失败。

图3. miRNA疗法开发关键步骤总结

miRNA相关药物临床研究进展

miRNA于1993年首次被发现，此后该领域取得了快速的进展，在各个方向都取得了巨大的成就。它的三位主要发现者，马萨诸塞大学医学院的Victor Ambros、马萨诸塞州总医院的Gary Ruvkun和不列颠哥伦比亚大学的David Baulcombe，获得了2008年拉斯克基础医学奖，并多次获得诺贝尔生理学奖。年。也是医学奖的热门候选人。短短20多年的时间，miRNA的研究已从实验室走向临床阶段。目前已有许多成功的I期临床试验和正在进行的II期临床试验，如表2所示。

表2. 临床试验中miRNA 疗法的选定列表

Miravirsen：2014年8月4日，罗氏宣布收购丹麦制药公司Santaris，这是一家总部位于丹麦哥本哈根的私营生物制药公司，是专有锁定核酸的先驱。 LNA）平台将RNA靶向治疗带入了新时代。

Miravirsen是最早进入临床研究阶段的miRNA药物之一。它使用采用锁核苷酸（LNA）技术的15nt长反义RNA链，可以与miR-122的5’端互补来治疗HCV感染（图4）。后者对宿主的感染过程很大程度上依赖于肝脏中含量最多的miR-122。在啮齿动物和非人灵长类动物模型中的临床前研究表明，Miravirsen表现出良好的肝脏输送效率，减少胆固醇积累并降低HCV滴度，并基于此于2009年启动了I期临床试验。I期临床结果与非人灵长类动物模型中的结论，促进了IIa期临床试验的发展。这项IIa 期研究在七个国际中心进行。研究人员评估了Miravirsen 对36 名慢性HCV 1 感染患者的安全性和有效性。试验表明，Miravirsen 在慢性1 型HCV 感染患者中显示出长期剂量依赖性HCV RNA 水平降低，且未出现病毒耐药性。值得注意的是，最近的报告表明，在体内和体外测试中，随着Miravirsen剂量的增加，HCV病毒RNA的5’UTR区域开始发生突变。尽管尚不清楚这些突变是否导致耐药性的出现，但分析两者之间的相关性刻不容缓。

RG-101：Regulus Therapeutics 的关键产品之一（图5）是一种N-乙酰基-D-半乳糖胺修饰的抗miR-122 核酸片段，已在HCV 感染者的I 期临床研究中进行了研究患者。试验中，2-4mg/kg体重为有效剂量，可显着降低患者体内病毒滴度。对患者反弹病毒水平的长期监测显示，HVC水平低于定量范围。目前正在进行一项II期临床试验，将RG-101与Harvoni（Ledipasvir和Sofosbuvir的组合）等直接抗病毒药物相结合，以确定是否可以延长治疗效果。中期数据显示，RG-101联合Harvoni的缓解率为100%，24周内未观察到病毒复发。然而，随着第二例黄疸病例的出现，该临床试验被美国FDA暂停。

图5. Regulus Therapeutics 管线及进展

MRX34：在肿瘤治疗领域，发展最快的miRNA类似物是MRX34（Mirna Therapeutics，图6），它封装在名为NOV40的脂质载体中。 NOV40颗粒的优势在于，在低pH环境下，例如肿瘤细胞的微环境中，外围带有正电荷，使其能够粘附在肿瘤细胞上。在小鼠模型中，研究人员观察到肿瘤组织中MRX34 纳米粒子的富集和肿瘤组织的显着收缩。 2013年，MRX34进入多中心I期临床试验，用于治疗原发性肝癌、小细胞肺癌、淋巴瘤、黑色素瘤、多发性骨髓瘤或肾细胞癌患者。该试验包括一项MRX34 静脉注射的剂量递增研究，每周两次或每天五次。 2016年，该研究招募了99名肝癌、非小细胞肺癌和胰腺癌患者。尽管取得了一定的疗效，但由于免疫相关的负面事件（包括患者死亡），该临床项目被终止。由于免疫反应的机制尚不清楚，需要更深入的临床前研究，特别是免疫相关毒性。

图6. Mirna Therapeutics 管线及进展

MesomiR-1：EnGeneIC 和澳大利亚悉尼石棉疾病研究所联合在恶性胸膜间皮瘤或非小细胞肺癌患者中进行了miR-16 类似物的I 期临床试验。在第一项开放标签安全性和有效性研究中，miR-16 通过EGFR 抗体包被的EDV 纳米颗粒递送至肿瘤组织部位。首批招募的五名患者的初步数据是积极的。

图7. EnGeneIC 研发管线及进展

MRG-201 和MRG-106：它们分别是用于治疗硬皮病的miR-29 类似物和用于治疗蕈样肉芽肿皮肤T 细胞淋巴瘤的抗miR-155 锁定核苷酸。他们相应的一期临床试验也开始了。这两项研究的中期报告预计将于2017 年初发布。

图8. Mirage Therapeutics 管线及进展

RG-125/AZD4076：非酒精性脂肪性肝炎(NASH) 通常发生在肥胖、血脂异常和糖耐量受损的个体中，并且与胰岛素敏感性降低有关。 RG-125是一种N-乙酰半乳糖胺修饰的miR-103/107抑制分子，用于治疗NASH已进入临床探索阶段。研究表明，肥胖小鼠模型和NASH患者肝脏中mir-103/107基因的表达显着上调； Caveolin 1 是miR-103/107 的直接靶标，与胰岛素信号传导和敏感性相关。在临床前研究中，RG-125在胰岛素抵抗小鼠模型中表现良好，显着提高了机体的胰岛素敏感性。

缩写表

AGO2: 阿尔戈英雄2

ASOs: 反义寡核苷酸

EGFR:表皮生长因子受体

miRNA: 微小RNA

RISC: RNA 诱导的沉默复合物

UTR:非翻译区

DOPC: 1,2 二油酰-sn 甘油-3 磷脂酰胆碱

eIF: 真核起始因子

GalNAc: N-乙酰基-D-半乳糖胺

HBV: 乙型肝炎病毒

LNA:锁核酸