荧光读板仪。
来源:Matylda Sęk (Cygaretka) / Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)

选择性靶向需要同时比较不同转录本

C9orf72 重复扩增可以产生带重复序列的 RNA 及相关二肽重复蛋白,同时该基因也编码具有正常功能的蛋白。2022 年,Molecular Therapy - Nucleic Acids 发表了 WVE-004 的临床前研究,检验反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide,ASO)能否优先降低与重复扩增相关的转录本。

WVE-004 的靶向位置可用于识别 V1 和 V3 前体 RNA,而主要贡献正常蛋白表达的 V2 转录本具有不同结构。团队在人源运动神经元中以 V3 作为主要重复相关指标,同时检测包括 V3 在内的全部转录本。

患者神经元在自由摄取条件下接受处理

运动神经元来自一个携带 C9orf72 重复扩增的肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者细胞系。研究将诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)定向分化为脊髓运动神经元,并在早期分化阶段冻存。

实验将冻存细胞解冻到 12 孔培养板,第 7 天加入 WVE-004 或非靶向寡核苷酸,第 14 天收取细胞。药物使用自由摄取条件,最高浓度为 10 μM;中间还向培养孔加入神经营养因子。

定量 PCR 分别使用 V3 与全部转录本探针,并以 HPRT1 表达归一化。两类检测来自同一模型,用于比较剂量反应和转录本选择性。

V3 的下降幅度大于全部转录本

V3 随 WVE-004 浓度提高而下降,拟合半数抑制浓度为 201.7 nM。10 μM 条件下,V3 平均下降 98.1%,全部转录本平均下降 65.7%。全部转录本本身包含 V3,两个指标分别报告。

图中 V3 浓度反应与高剂量比较标记 3 个重复,全部转录本检测为 2–3 个重复。这些检测反映一个患者背景内的实验重复。

外周血细胞补充活力与炎症反应检测

团队另用 3 名供者的外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMC),设置 0.1–30 μM WVE-004、阴性对照及可诱导炎症反应的 ODN 2216。每孔加入 40 万个细胞,处理 24 小时后采集上清,同时检测 ATP 活力。

在最高 30 μM 浓度下,ATP 活力仍高于论文用于判定细胞毒性的 80% 阈值。多种细胞因子的分泌与阴性对照相近;另一些因子在最高剂量下高于阴性对照,但仍明显低于 ODN 2216 阳性对照。

原研究还在转基因小鼠中观察了分布、转录本抑制、二肽重复蛋白和持续时间。患者运动神经元实验提供转录本选择性数据,血细胞实验补充短期反应,两类人源检测各有明确的材料与指标。

来源与延伸阅读

  1. Preclinical evaluation of WVE-004, an investigational stereopure oligonucleotide for the treatment of C9orf72-associated ALS or FTD. Molecular Therapy - Nucleic Acids (2022). ↗

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