用单链 RNA 基因沉默技术击退信使
新的“单链 RNA”基因沉默药物可能更安全、更有效地治疗亨廷顿病
近年来取得巨大进展后，我们正越来越接近亨廷顿蛋白降低或“基因沉默”作为亨廷顿病潜在治疗方法的人体试验。更新、更好、更安全的技术总是受欢迎的，而“单链 RNA”沉默技术的宣布引起了不小的轰动。这究竟是怎么回事？
基因沉默药物通过告诉细胞不要产生亨廷蛋白（亨廷顿氏症中导致损害的蛋白质）来发挥作用。它们通过干扰细胞的蛋白质合成系统来实现这一点。
基因沉默药物主要有两种类型：反义寡核苷酸（ASOs）和RNA 干扰（RNAi）。本文主要讨论 RNA 干扰。
在尽快推进临床试验的同时，科学家们也一直在开发一种新的、希望能够改进的 RNA 干扰技术。为了解释与现有技术的区别，我们需要解释一下基因是如何被读取以产生蛋白质的。请继续关注 – 这将是值得的！
什么是 DNA 和 RNA？
DNA 是制造人类的蓝图。它是一种由粘在一起的被称为 碱基 的小片段组成的长的分子，它们有四种“口味”——C、A、G 和 T。这些就是我们遗传密码所书写的字母。
DNA“双螺旋”由两条并排排列的链组成。每条链都是一串碱基，两条链通过相对链上碱基之间的化学键连接在一起。A 与 T 配对，C 与 G 配对。
要从 DNA 得到蛋白质，需要制作一份 DNA 的“工作副本”。该副本被称为“信使”RNA，或 mRNA。RNA 与 DNA 密切相关，但看起来略有不同。
mRNA 是告诉细胞如何组装蛋白质的模板。当细胞制造任何蛋白质时（包括亨廷蛋白），都是通过读取与该蛋白质相对应的 mRNA 中的指令来完成的。
干扰亨廷顿 mRNA——或者说“射杀信使”——可以阻止亨廷顿蛋白的合成，并且是 RNA 干扰中基因沉默的基础。
好的 – 让我们回到基因沉默
到目前为止，基于 RNA 的基因沉默技术使用的是双链 RNA 分子，称为siRNA。之前需要双链 RNA 是因为单链 RNA 会在发挥任何沉默作用之前就被细胞自身的垃圾清除机制破坏。
一旦进入细胞内，双链 RNA 需要分离成单链，以便它能与亨廷蛋白 mRNA 信使分子结合。然后细胞中的一种酶会分解 mRNA，这样突变蛋白就永远不会被产生。
我们知道这种方法可以显著降低细胞中突变型 HD 蛋白的产生量。我们不太确定的是分离出来的不需要的链是否会对细胞产生任何不良影响。有可能身体会对剩余的链发起攻击并造成伤害。另一种可能是剩余的链可能会与其他 mRNA 结合，并阻止其他重要蛋白质的产生。
双链 siRNA 分子在大脑内的扩散范围很有限，这使得治疗大面积脑区变得困难。
双链 siRNA 的最后一个困难是，为了让它们到达正确的组织发挥作用，需要以复杂的方式进行包装。
在亨廷顿氏症的小鼠和猴子动物模型中的研究表明，siRNA 是安全和有效的，但科学家们都很谨慎，因为在给珍贵的人类使用任何治疗方法之前，我们必须确保其安全性。我们最不想做的就是让亨廷顿氏症变得更糟。
单链 siRNA
减少 RNA 干扰不良影响的一个想法是制造单链 siRNA。但我们如何克服稳定性问题 – 细胞那种令人烦恼的切断单链 RNA 药物的习性？
经过大量努力，达拉斯的 David Corey 领导的一个研究小组与 ISIS 制药公司合作，刚刚宣布他们终于攻克了难题。为了让您了解这引起的兴奋程度，该成果不是在一篇，而是在顶级期刊《细胞》的同一期上以两篇“背靠背”文章的形式宣布的。这真是一个大新闻！
通过对之前尝试进行一些化学修饰，Corey 的团队制造出了单链 siRNA，并能够将其包装在简单的盐水溶液中。他们成功地将单链 siRNA 注射到亨廷顿氏症小鼠模型的脑部周围液体空间中，并能够证明它与亨廷蛋白 mRNA 结合并防止 HD 蛋白的产生。
三赢？
更重要的是，与之前测试过的双链 siRNA 药物不同，单链 siRNA 的效果可以遍及整个大脑，而不是仅限于注射附近的小区域。至少在这些小鼠中，单链 siRNA 实现了双赢：它既稳定又传播得更远。
他们对此并不满足，而是更进一步。通过稍微改变其分子的结构，他们还可以制造出一种单链 siRNA，这种 siRNA 只阻断 突变 HD 蛋白的产生，并且不阻止正常版本的 HD 蛋白的合成。他们通过将 siRNA 定向到 HD 基因中异常长的“CAG”重复序列来实现这一点。
使用单链 siRNA，我们不需要担心第二条链可能会产生什么影响，而且通过只针对突变型亨廷蛋白 mRNA，对阻止正常 HD 蛋白产生的可能影响的担忧也减少了。
下一步是什么？
所以这种新方法在小鼠模型中看起来是安全和有效的。现在我们需要确保它在其他更大的动物模型中也是安全和有效的，然后才能考虑进行人体试验。这项工作正在进行中！
待解决的问题
在单链 RNA 干扰可以在人体中进行测试之前，需要回答一些问题。
首先，还有一些其他基因也有 CAG 序列。我们还不知道引入针对这些 CAG 序列的单链 siRNA 是否会无意中关闭其他重要基因。
第二，递送问题。我们将如何到达亨廷顿氏症患者大脑的重要部位？幸运的是，亨廷顿氏症和其他疾病的研究人员已经在研究这个问题。目前正在对一种类似的由单链 DNA 制成的药物在运动神经元疾病（ALS）中进行试验。
最后，我们将如何测量和监测治疗的有效性？在动物模型中，我们可以通过观察脑组织并测量产生了多少亨廷蛋白来做到这一点。在人类中这要困难得多，但顶尖科学家正在研究这个问题，我们认为我们已经准备好开始在亨廷顿氏症患者中进行试验。
单链 siRNA 的更多潜在用途
最后预览一下单链 siRNA 的另一个可能用途。研究人员也在考虑将其与干细胞研究结合使用。基本上，他们正在研究从亨廷顿氏症患者身上提取皮肤细胞，并将这些皮肤细胞转化为神经元。然后可以用单链 siRNA 处理这些神经元，以降低有害的 HD 蛋白水平，然后再将它们移植回大脑。
将单链 siRNA 与患者来源的干细胞结合用作治疗方法还需要很多年，但这是一个巧妙的想法，而且很高兴知道所有途径都在被探索。同时，我们预计单链 siRNA 将相当快地推进到临床试验阶段。
