导读
长链非编码 RNAs(Long Non-Coding RNAs，LncRNAs)是一种长度超过200个核苷酸的无蛋白质编码能力的RNA，已被研究与细胞内重要的生物学功能相关。肿瘤/正常细胞中存在许多关键的lncRNAs，可作为肿瘤治疗的生物标志物或新靶点。然而，与一些小的非编码RNA相比，基于lncRNA的药物在临床上的应用受到限制。不同于其他非编码RNA，如microRNAs，大多数LncRNAs具有高分子量和保守的二级结构，这使得LncRNAs的递送比小的非编码RNAs更复杂。考虑到lncRNAs是哺乳动物基因组中含量最丰富的部分，进一步探索lncRNA的传递和后续的功能研究对于潜在的临床应用是至关重要的。在本文中，我们将讨论lncRNA在疾病，特别是癌症中的作用和机制，以及利用多种生物材料进行lncRNA基因转移的不同途径。
论文ID
题目：The tumor therapeutic potential of long non-coding RNA delivery and targeting
译名：长非编码RNA传递和靶向治疗肿瘤的潜力
期刊：Acta Pharmaceutica Sinica B
IF：14.903
发表时间：2023.4
通讯作者单位:北卡罗来纳大学教堂山分校
DOI号：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.12.005
主要内容
长非编码RNA(Long Non-Coding RNA，LncRNAs)是指长度超过200个核苷酸但没有蛋白质编码能力的RNA，由于其生物学功能而日益受到重视。在哺乳动物基因组中，超过1000个核苷酸的大片段基因间非编码(Lnc)RNA在不同的哺乳动物中明显保守，因此，其功能和基因表达模式表明，这些lncRNAs有助于多种生物学过程，包括细胞周期调节、免疫监视和胚胎干细胞的多能性。最近的研究还表明，lncRNAs参与了许多重要的调控过程，如X染色体沉默、基因组印记和染色质修饰、转录激活和干扰、核运输等。目前，仅根据它们的序列或结构还不能推测它们的功能。根据它们在基因组中的位置，相对于编码蛋白质的基因，lncRNAs可以分为五类：正义、反义、双向、内含子和基因间。在不同的人体器官系统中，由于它们与靶RNA或蛋白质的相关区域结合，以及其他发挥关键生物学功能的机制，因此发现了不同数量的lncRNAs。由于其强大的能力，lncRNAs已成为潜在的新靶点，在许多方面塑造了疾病的治疗。
为了确保生物功能的结果，lncRNA的转移必须保留lncRNA的二级结构以确保lncRNA的活性。细胞外载体(EVS)中自然存在lncRNAs的细胞间转移。一些研究表明，通过EVS传递lncRNAs促进了疾病的进展，几乎涉及所有的器官系统。在临床试验中，也存在一些外源载体，包括病毒载体和非病毒载体，它们在lncRNAs的传递中起着至关重要的作用。本文综述了LncRNAs在疾病治疗中的作用，综述了LncRNAs递送系统的研究现状，包括被动递送和基于LncRNAs的药物递送。
LncRNAs通过多种作用模式直接抑制第二个基因的转录，从而进行转录干扰
LncRNA和LncRNA靶向形式的递送平台
LncRNA是基于lncRNA的药物的靶点
由于lncRNAs的二级结构，外源性递送的复杂性制约了lncRNAs药物的发展。因此，许多以lncRNAs为基础的药物不是直接转移lncRNAs，而是转向靶向的lncRNAs来调节其表达。为了形成稳定的长期调控载体，慢病毒载体被广泛应用于以lncRNA为基础的药物中。作为最早转运rna产物的递送系统之一，lvs以其高效地将遗传密码递送到细胞内部和逃避免疫监视而闻名。作为一种典型的基因转移工具，LV具有较高的转染率和较长的功能表达时间，有其独特的优势。Ma等人L-V抑制THP-1巨噬细胞LncRNA LOC286367的表达。这种对LOC286367的抑制促进了ABCA1蛋白的表达，从而降低了THP-1巨噬细胞中促炎症细胞因子的表达水平，包括IL-6、TNF-a和IL-1b。LOC2836367抑制促炎反应的作用为一系列炎症相关疾病提供了新的生物靶点。除了在免疫学上的应用，这种基于LVs的干扰技术经常被用于癌症治疗，靶向长期发现的致癌lncRNA。同样，分化拮抗非蛋白编码RNA(DANCR)是LncRNA的一个亚型，已被报道为肿瘤促进剂。在肝细胞癌(HCC)中，Wang等人报道称，在感染L V-shDANCR的HepG2和Huh7细胞中，L V-shDANCR导致细胞增殖受到抑制。同时，肝癌细胞凋亡率增加。此外，他们还通过双荧光素酶报告实验和放射免疫沉淀实验证明了DANCR和miR-216a-5p之间的关系。在体内实验中，L V-shDANCR通过靶向miR-216a5p抑制了DANCR的表达，从而抑制了肝癌的发展。本研究发现了DANCR在肝癌进展中的作用，提供了一个新的onco-lncRNA靶点，证明了LV在干扰lncRNA方面的有效性。
与慢病毒载体不同，基于脂质纳米粒(LNPs)的递送系统在临床治疗中更具吸引力。作为FDA批准的唯一大分子核酸药物载体，LNPs促进了临床试验的改进。虽然LNPs的转染率远低于慢病毒载体，但其先进、安全、相对方便和廉价的构建过程也使其具有实用价值。一般来说，LNPs由阳离子和/或可电离脂质、聚乙二醇脂类、磷脂和胆固醇组成。LNPs的效率取决于平均尺寸、膜电荷、负载效率和多分散指数(PI)。除了上述因素外，LNPs的结构还深刻地影响着它们在体内的应用。更好地确定LNP的结构可以产生多种好处，如增强稳定性、减少多分散性和尺寸，以及改善DNA紧凑性。为了提高脂质体介导的转染效率，研究人员尝试使用六角形相的启动子来操纵脂类复合体的形态。结果表明，脂络合物可能采用六角形的形态，其转染率高于层状结构。
LncRNA相关递送系统的优缺点
LncRNA的临床应用
尽管lncRNAs具有重要的作用，但与传统的药物靶点相比，使用靶向lncRNAs进行基因治疗仍然是一个新兴的概念和策略。意想不到的风险和不适当的病理效应限制了lncRNA相关药物的发展。幸运的是，基于对LNPs的探索，已经有几种dna或mrna包裹的体内LNPs递送系统用于lncRNA递送，并已进入临床试验。在临床前动物实验中，Amita等人利用RGD-PEG-ECO/siRNA DNCR靶向NPs，有效地抑制肿瘤生长，且无明显副作用，显示了lncRNA纳米粒给药的高效和安全。
此外，一些基于lncRNA的药物已经进入临床试验，并在肿瘤治疗方面显示出良好的效果。ANDES-1537先前被FDA批准用于临床试验，旨在靶向线粒体长非编码RNA(MtlncRNA)，该RNA对多种肿瘤类型的一期临床试验具有耐受剂量的治疗效果。MtlncRNA是最近发现的一种编码在线粒体中的lncRNA，与细胞核中产生的lncRNA一样，mtlncRNA还通过调节线粒体膜通透性参与多种生物学过程。ANDES-1537是一种短的单链硫代脱氧寡核苷酸，它与mtlncRNA结合，并被RNaseH和DICER水解生成microRNA。这些microRNAs会导致细胞周期紊乱，最终导致细胞凋亡。
当启动子被暴露在近红外激光下时，由启动子产生的热效应可以帮助杀死癌细胞
总结
非编码rna占人类基因组的90%以上，近年来的研究证明了其在多种生物活动中的重要作用。非编码RNA按其长度可分为小microRNA (20e25nt)、长链非编码RNA(超过200nt)和其他非编码RNA (20e200nt)RNA分子。随着基因治疗进入临床试验，非编码RNA，特别是microRNA，由于其简单而有效的转录抑制结构，越来越多地被用作药物本身或作为其他药物的靶点。然而，与microRNA不同的是，由于其复杂的二级结构和较高的分子质量，lncRNAs在其功能和递送方面仍有待深入研究。
尽管lncRNA是多种生物学功能的一部分，但基于lncRNA的基因治疗药物仍未适应临床应用。原因是多方面的，其中一个最重要的问题是lncRNAs传递的难度很高。目前，研究人员已经测试了各种生物材料来刺激lncRNAs的传递。外切体作为原始细胞介导的EVS的一部分，具有良好的生物相容性，可被细胞摄取。它还有一个可以设计的膜和一个小尺寸，以确保其潜在的载体能力为lncRNAs输送。然而，提纯它和膜工程技术的高昂成本使得外切体很难大规模生产。随着进一步的研究，各种类型的纳米颗粒可以显著降低基于lncRNA的药物设计的成本。
目前，基于lncRNA的纳米粒子仍然是小众的，而且大多数是靶向的lncRNA，而不是包含的lncRNA。LNPs是临床上应用最广泛的基因药物载体之一，此前已成功地将ASO或siRNA负载到靶向mRNA。自2020年启动预防冠状病毒病2019年(新冠肺炎)以来，含有核糖核酸的核糖核酸疫苗也显示出了巨大的优势。考虑到lncRNA与mRNA的相似结构，可以证明含lncRNA的LNP药物在不久的将来是有可能实现的。就像LNP一样，其他载体也有自己的优势和劣势。虽然令人欣慰的是，安第斯-1537正在进入第一阶段临床试验，但基于lncRNA的药物的真正潜力和应用仍然只是冰山一角。
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https://doi.org/10.1016/j.apsb.2022.12.005
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