Ionis制药公司 GOLGA8增加哺乳动物细胞对反义寡核苷酸的摄取和活性

反义寡核苷酸(ASO)是一种短的、化学修饰的核酸类似物，与靶RNA碱基对，主要使RNA成为被RNaseH1和Ago2酶切割或改变前mRNA剪接的底物。ASOS的化学修饰包括硫代磷酸(PS)骨架取代和糖修饰，如20-氟、20-甲氧基、20-O-甲氧基乙基(MOE)、锁定核酸(LNA)和S限制的乙基(CET)。

RNaseH1-使能ASO包含一个DNA片段，两侧都有化学修饰的残基，而剪接调节ASO通常在整个寡核苷酸中被化学修饰。化学修饰已被证明可以增加代谢稳定性，并改善在细胞和组织中的分布。

在治疗方面，PS修饰的单链ASO皮下或静脉注射很容易与血浆蛋白结合，防止排泄到尿液中，并促进组织分布。重要的是，ASO在细胞质和细胞核中都活跃地与靶向rna结合。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2023.03.017

近日，来自爱奥尼斯制药公司的研究人员在Molecular Therapy Nucleic Acids杂志上发表了题为“GOLGA8 increases bulk antisense oligonucleotide uptake and activity in mammalian cells”的文章，该研究结果支持了GOLGA8在生产ASO吸收中的一个新角色。

反义寡核苷酸(ASO)是一种短的合成核酸，能够识别并结合互补RNA来调节基因表达。众所周知，单链的硫代修饰的ASO进入细胞不依赖载体分子，主要是通过内吞途径，但只有一小部分内化的ASO被释放到胞浆和/或细胞核中，使大部分ASO无法被靶向RNA访问。

确定可以增加可用的ASO池的途径作为一种研究工具和治疗方法是有价值的。在本研究中，研究者通过设计GFP剪接报告细胞和应用全基因组范围的CRISPR基因激活来进行ASO活性的功能性基因组筛选。该屏幕可以识别增强ASO剪接调节活性的因素。对HIT基因的分析发现，GOLGA8是一种新的正性调节蛋白，将ASO活性提高了2倍。

在GOLGA8过表达的细胞中，大量ASO摄取是GOLGA8过表达细胞的2-5倍，其中GOLGA8和ASO在相同的细胞内被观察到。研究者发现GOLGA8高度定位于跨高尔基体，并且很容易在质膜上检测到。有趣的是，GOLGA8的过表达增加了剪接调制和RNaseH1依赖的ASO的活性。

GOLGA8在促进生产性ASO吸收中的作用模型

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2023.03.017

在这项研究中，研究者使用全基因组CRISPR基因激活筛选来识别调节生产性ASO摄取的基因。尽管所有细胞都摄取ASO，但只有一小部分ASO从细胞内细胞器中释放出来与靶RNA相互作用，即使是在擅长生产性摄取的细胞中也是如此。

该研究已经证明，在生产摄取能力差的细胞中，GOLGA8表达增加可以以积极的方式影响ASO活性。本研究表明，GOLGA8在增加ASO体积摄取，导致ASO活性增强(2倍)方面发挥了新的作用，并与其他研究表明高尔基体是促进ASO活性的重要细胞器一致。

本研究观察了另外七个细胞系中GOLGA8家族成员的RNA表达水平，这些细胞系是生产良好和较差ASO摄取细胞的混合体，没有发现与GOLGA8表达水平的相关性(数据未显示)。GOLGA8的表达与尚未确认的基因/S的表达变化相结合，将进一步增强ASO活性，而不是观察到的2倍，并且GOLGA8不足以或不是唯一的驱动因素来增强ASO活性。

更好地了解ASO如何到达其目标RNA以及参与其在细胞中运动的蛋白质将对未来ASO药物开发具有重要意义。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Moira A. McMahon et al. GOLGA8 increases bulk antisense oligonucleotide uptake and activity in mammalian cells. Mol Ther Nucleic Acids. 2023 Mar 27;32:289-301. doi: 10.1016/j.omtn.2023.03.017.