Mol Ther-Nucl Acids丨中山六院开发出候选siRNA药物用于治疗类风湿性关节炎_公司新闻

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Mol Ther-Nucl Acids丨中山六院开发出候选siRNA药物用于治疗类风湿性关节炎

人阅读发布时间：2023-02-08 08:10

类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫介导的慢性炎症性疾病，以进行性滑膜炎和骨侵蚀为特征。由于RA发病机制和病理生理学的复杂性，目前可用的改善病情抗风湿药物（DMARDs）不足以预防进行性关节破坏。因此，迫切需要采用新技术来开发一种可以克服RA持续炎症的新疗法。

活化的成纤维细胞样滑膜细胞（FLSs）是RA增生性滑膜衬里层的主要细胞类型，在滑膜血管翳形成和关节损伤中起着重要作用。过度增殖、细胞凋亡抵抗和侵袭性增强是 RA-FLS 侵袭性表型的特征，可导致血管翳形成和骨侵蚀。靶向激活的RA-FLSs是一种有吸引力且有前途的RA治疗方法。

Hedgehog信号通路是一种保守的通路，在胚胎发育中起着关键作用。在哺乳动物中，Hedgehog配体与跨膜受体Patched 1相互作用，缓解对Smoothened（SMO）的抑制。随后，信号级联导致GLI1-3（胶质瘤相关癌基因家族锌指1-3）的激活和核反式定位。作为转录因子，GLI驱动参与通路反馈调节（PTCH1，PTCH2，GLI1）、增殖（CCND，CCNE，MYC）、存活（BCL2）、血管生成（ANG1 / 2，VEGFA）和上皮-间质转化（SNAI1，TWIST1）的靶基因的表达。在健康的成人组织中，Hedgehog信号通路通常是静止的。在各种恶性肿瘤的发生和转移中发现了成人组织中Hedgehog信号通路的异常激活和调节异常，包括基底细胞癌（BCC）、成神经管细胞瘤、黑色素瘤、急性髓系白血病（AML）以及前列腺癌、卵巢癌、结直肠癌和肝癌。此外，发现Hedgehog信号通路在风湿性疾病（如 RA、骨关节炎、强直性脊柱炎和系统性硬化症）中被异常激活。考虑到这些发现，抑制Hedgehog信号通路可能有助于治疗各种癌症和炎症性疾病。目前，几种SMO的小分子拮抗剂，如vismodegib、sonidegib和glasdegib，分别被美国食品和药物管理局（FDA）批准用于治疗BCC和AML。然而，全身给药和SMO耐药突变的不良反应限制了拮抗剂的治疗效用，激发了对新疗法的探索。

由于小干扰RNA（siRNA）可以以序列特异性方式介导靶向mRNA的降解，并且可能是干扰靶基因表达的替代方法。随着FDA批准patisiran、givosiran、lumasiran、inclisiran和vutrisiran，siRNA疗法正在成为新药开发的潜在和热门领域。然而，由于药物载体容易富集在肝脏和脾脏中，所有已批准的siRNA药物都只针对肝脏疾病。成功地稳定siRNA并将其有效地递送到靶组织已成为siRNA药物治疗应用的挑战。累积的证据表明，化学修饰可以提高siRNA的性能。对siRNA进行适当的修饰可以增强其功效、特异性和稳定性，同时最大限度地减少其生物毒性和免疫原性。此外，局部给药有助于将siRNA递送到肝脏以外的预期组织，并减少非预期器官的副作用。

近日，Molecular Therapy - Nucleic Acids（IF10.183）期刊发表了一篇题为Chemically modified small interfering RNA targeting Hedgehog signaling pathway for rheumatoid arthritis therapy的研究论文。该研究开发了一系列特异性靶向SMO mRNA的siRNAs。通过化学修饰和胆固醇偶联，优化的化学修饰anti-SMO siRNA无需转染试剂即可调节RA-FLS的增殖和侵袭性。通过关节内注射siRNA到胶原蛋白诱导的关节炎（CIA）小鼠模型中可改善关节炎的进展，并维持运动功能。暗示关节内注射化学修饰的anti-SMO siRNA可能是RA的潜在治疗方法。

Fig1. 研究概述

首先，研究人员设计了一系列专门针对SMO基因的小干扰RNAs（siRNAs）。结果显示，针对各种位点设计的anti-SMO siRNA可有效抑制RA-FLSs中SMO的表达。此外，研究人员通过精确的化学修饰，使得siRNA的功效和稳定性得到显著提高，脱靶效应被将至最低。结果显示，经化学修饰的siRNA可有效抑制RA和小鼠FLSs中SMO的表达，且稳定性高。

Fig2. 化学修饰的siRNAs能有效抑制SMO的表达

随后，为了确定优化的化学修饰siRNA （si-S1A3-Chol）是否抑制RA-FLS增殖，以及si-S1A3-Chol是否调控RA-FLS的迁移和侵袭，研究人员分别进行了CCK-8、EdU、细胞划痕实验、趋化实验、transwell实验等。结果显示，化学修饰的siRNA无需转染试剂即可抑制RA-FLS的增殖，迁移和侵袭。

Fig3. 胆固醇偶联的化学修饰siRNA逆转RA-FLSs功能障碍

接着，为了评估si-S1A3-Chol的体内治疗效果，研究人员构建了CIA小鼠模型，并通过关节内注射给药生理盐水、si-Scr-Chol或si-S1A3-Chol（250 nmol/kg·bw）。结果显示，给药化学修饰的siRNA（si-S1A3-Chol）可以改善CIA小鼠的关节炎进展并维持运动功能。

Fig4. 胆固醇偶联的化学修饰siRNA改善了CIA小鼠的关节炎进展并维持步态功能

此外，免疫组化结果所示，SMO和GLI1在踝关节部分高表达，表明Hedgehog信号通路的激活。si-S1A3-Chol处理显著降低了SMO和GLI1的相对表达水平。ELISA 实验结果显示，si-S1A3-Chol治疗可抑制肿瘤坏死因子α（TNF-α）、IL-1β和IL-6等细胞因子的产生。此外，研究人员评估了si-S1A3-Chol对CIA小鼠病理损伤的治疗效果。结果显示，si-S1A3-Chol组小鼠在滑膜炎症，骨侵蚀和软骨损伤方面的病理评分显著降低。表明si-S1A3-Chol可减轻CIA小鼠的炎症水平和病理损伤。

Fig5. 胆固醇偶联化学修饰siRNA可减轻CIA小鼠的炎症水平和病理损伤

最后，为了评估关节内注射siRNA治疗是否会引起体内毒性，研究人员进行了主要器官的组织病理学和酶学检查。结果显示，在整个实验期间，用si-Scr-Chol和si-S1A3-Chol治疗的CIA小鼠似乎没有任何临床不适，直到处死。所有器官切片均保持典型的生理结构和细胞形态。此外，各项肝肾功能指标均在正常范围内，不同治疗组CIA小鼠差异无统计学意义。