综述:RNA 疗法在心血管疾病治疗中的潜力

《Drugs》:The Potential of RNA Therapeutics in Treating Cardiovascular Disease

【字体: 时间:2025年04月04日 来源:Drugs 13.0

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  这篇综述聚焦心血管疾病(CVDs)治疗。当前 CVDs 仍是全球致死和致残的主要病因,RNA 疗法作为新型药物,能调控特定遗传和分子通路。文中探讨了其分类、作用机制、递送策略进展,还列举了具有治疗潜力的靶点,为 CVDs 治疗研究提供重要参考。

  ### 心血管疾病现状与 RNA 疗法的潜力
在过去几十年间,心脏病学虽取得显著进展,但心血管疾病(CVDs)依旧是全球死亡率和发病率居高不下的首要原因。传统治疗往往局限于症状缓解,难以触及疾病根源。而 RNA 疗法作为一类新兴药物,能精准调控特定的遗传和分子通路,为攻克 CVDs 带来了新希望。
RNA 形式和功能丰富多样,可在基因表达调控的不同层面发挥作用。它能从转录前、转录、转录后、翻译及翻译后等多个阶段入手,对基因表达进行精细调节。比如在转录后水平,通过与信使 RNA(mRNA)相互作用,影响 mRNA 的稳定性、翻译效率等,进而改变蛋白质的合成量,这使得 RNA 疗法在多种疾病治疗中都具有广阔应用前景,在 CVDs 治疗领域也不例外。

RNA 疗法的分类及作用机制


  1. 小干扰 RNA(siRNA):siRNA 是一种双链 RNA,长度约 21 - 23 个核苷酸。它能特异性地识别并结合与之互补的 mRNA 序列,在核酸酶的作用下,使 mRNA 降解,从而实现对特定基因表达的沉默。在 CVDs 治疗中,针对某些致病基因过度表达的情况,siRNA 可精准 “出手”。例如,若某基因的高表达会促进心肌细胞凋亡,通过设计靶向该基因 mRNA 的 siRNA,就能减少这种有害蛋白的合成,保护心肌细胞。
  2. 微小 RNA(miRNA):miRNA 是一类内源性非编码单链 RNA,长度约 22 个核苷酸。它通过与 mRNA 的 3'- 非翻译区(3'-UTR)互补配对,抑制 mRNA 的翻译过程,或者促使 mRNA 降解。miRNA 在心血管系统的发育、生理功能维持以及疾病发生发展中都扮演着关键角色。不同的 miRNA 在心血管疾病中可能具有不同的调控作用,有的 miRNA 可能促进心脏纤维化,而有的则抑制这一过程,研究人员可针对特定 miRNA 进行干预,以改善心血管疾病的进程。
  3. 信使 RNA(mRNA)疗法:mRNA 疗法是将编码特定蛋白质的 mRNA 直接导入细胞内,利用细胞自身的翻译机制合成蛋白质,从而发挥治疗作用。在心血管疾病治疗方面,可设计编码促进血管生成、心肌修复相关蛋白的 mRNA。例如,编码血管内皮生长因子(VEGF)的 mRNA 导入体内后,能促进心脏血管的再生,改善心肌供血。

RNA 疗法的递送策略进展


RNA 疗法在临床应用中面临的一大挑战是如何将 RNA 有效递送至靶细胞。由于 RNA 在体内易被核酸酶降解,且难以穿过细胞膜进入细胞内部,因此递送策略至关重要。

  1. 脂质纳米颗粒(LNP)递送:LNP 是目前应用较为广泛的一种递送载体。它由磷脂、胆固醇、聚乙二醇 - 脂质等成分组成,能够包裹 RNA 形成稳定的纳米颗粒。LNP 可通过与细胞膜的相互作用,借助细胞的内吞作用进入细胞,保护 RNA 不被核酸酶降解。在一些临床试验中,利用 LNP 递送的 siRNA 治疗心血管疾病,已取得了一定的疗效,为 RNA 疗法的临床应用带来了希望。
  2. 病毒载体递送:病毒载体具有高效感染细胞的能力,能将携带的 RNA 精准递送至靶细胞。常用的病毒载体有腺相关病毒(AAV)、慢病毒等。AAV 具有免疫原性低、安全性高的特点,可用于将治疗性 RNA 递送至心肌细胞等。不过,病毒载体也存在潜在风险,如可能引发免疫反应、整合到宿主基因组导致基因突变等,因此在应用时需要谨慎评估。
  3. 聚合物载体递送:聚合物载体是一类人工合成的载体材料,如聚乙烯亚胺(PEI)等。它们能与 RNA 通过静电相互作用形成复合物,保护 RNA 并促进其进入细胞。聚合物载体具有可设计性强、成本较低等优势,但也存在细胞毒性等问题,需要进一步优化以提高递送效率和安全性。

RNA 疗法在心血管疾病治疗中的应用靶点及成果


  1. 促进心脏血管重建:心血管疾病常伴有心肌缺血,血管重建是改善心肌供血的关键。RNA 疗法可通过调节相关基因表达来促进血管生成。例如,利用 mRNA 疗法递送编码 VEGF 的 mRNA,能够刺激血管内皮细胞增殖和迁移,促进新血管的形成,增加心脏的血液供应,缓解心肌缺血症状。
  2. 防止心肌细胞凋亡:心肌细胞凋亡是心血管疾病恶化的重要因素。通过 siRNA 或 miRNA 靶向抑制促凋亡基因的表达,可减少心肌细胞的凋亡。如针对 Bax 基因(一种促凋亡基因)设计的 siRNA,在动物实验中能够显著降低心肌细胞凋亡率,保护心脏功能。
  3. 降低有害胆固醇和脂肪:血脂异常是心血管疾病的重要危险因素。RNA 疗法可针对调控胆固醇和脂肪代谢的关键基因进行干预。例如,通过 siRNA 抑制载脂蛋白 B(ApoB)基因的表达,减少低密度脂蛋白(LDL)的合成,从而降低血液中有害胆固醇水平,预防心血管疾病的发生发展。
  4. 降低血压:某些 RNA 疗法可作用于血压调节相关的分子通路。比如,通过干扰肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统(RAAS)中的关键基因表达,降低血管紧张素 II 的生成,进而舒张血管,降低血压。利用 siRNA 靶向肾素基因,在动物实验中显示出了良好的降血压效果。
  5. 逆转心脏纤维化和重塑:心脏纤维化和重塑会导致心脏功能受损。RNA 疗法可通过调节相关基因和信号通路来抑制纤维化进程。如 miRNA - 29 家族可抑制胶原蛋白的合成,通过上调 miRNA - 29 的表达,能够减少心脏纤维化,改善心脏结构和功能。
  6. 纠正遗传性心血管疾病的基因缺陷:对于一些遗传性心血管疾病,RNA 疗法有望从基因层面进行纠正。例如,某些遗传性心肌病是由基因突变导致特定蛋白质功能异常引起的,通过设计针对突变基因的 RNA 疗法,如反义寡核苷酸(ASO),可纠正异常的 mRNA 剪接,恢复正常蛋白质的合成,为这类疾病的治疗提供新途径。

RNA 疗法临床应用的考虑因素


尽管 RNA 疗法在心血管疾病治疗中展现出巨大潜力,但在临床应用时仍有诸多方面需要考虑。

  1. 安全性:RNA 疗法可能引发免疫反应,如 siRNA 和 mRNA 可能被免疫系统识别为外来核酸,激活免疫细胞产生免疫应答。此外,递送载体也可能存在潜在的毒性。因此,在临床试验前需要进行充分的安全性评估,监测治疗过程中的不良反应,确保患者的安全。
  2. 有效性:不同个体对 RNA 疗法的反应可能存在差异,这与个体的遗传背景、疾病状态等因素有关。在临床应用中,需要优化治疗方案,确定合适的 RNA 剂量、递送频率等,以提高治疗的有效性。同时,还需要建立有效的疗效评估指标,准确判断 RNA 疗法对心血管疾病的治疗效果。
  3. 成本效益:RNA 疗法的研发和生产成本较高,这在一定程度上限制了其广泛应用。未来需要进一步优化生产工艺,降低成本,提高 RNA 疗法的成本效益,使其更具临床推广价值。

RNA 疗法为心血管疾病的治疗开辟了新的道路,在多个方面展现出了独特的优势和潜力。尽管目前还面临一些挑战,但随着研究的不断深入和技术的持续进步,RNA 疗法有望成为心血管疾病治疗的重要手段,为全球心血管疾病患者带来新的希望。

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