摘要：L-RNA 适配体可以通过结构识别来特异性靶向病理性核酸分子，如疾病标志物 G-四链体（G4，G-quadruplexes），并通过结合细胞内的靶标 G4 进一步调控其功能，达到治疗效果。因此，其可作为一种新型有前景的核酸靶向工具。

核酸适配体作为靶向药物分子，在癌症治疗和药物开发等领域展现出广阔的应用前景。

其中，L-RNA 适体是一种非天然核酸适配体，具有很强的生物稳定性，可以抵抗核酸酶的降解。目前，已有基于 L-RNA 的核酸适配体进入临床阶段。

L-RNA 适配体可以通过结构识别来特异性靶向病理性核酸分子，如疾病标志物 G-四链体（G4，G-quadruplexes），并通过结合细胞内的靶标 G4 进一步调控其功能，达到治疗效果。因此，其可作为一种新型有前景的核酸靶向工具。

然而，传统筛选这类分子的方法存在过程繁琐、失败率高的瓶颈，科学家们一直在寻找更高效的解决方案。

为提升针对 G4 靶标的 L-RNA 适配体的筛选，香港城市大学郭骏杰教授课题组提出了一种创新的解决方案：为 L-RNA 适配体提前设计一种呈折叠状的茎环结构，以提高其与 G-四链体的结合效率。基于此，他们还开发了一个高效筛选平台 G4-SLSELEX-Seq。

该平台通过引入预设的茎环结构库与负向筛选技术，大幅提高了筛选效率，能够在短短三轮筛选中，从众多候选分子中精准筛选出与 G4 结合的最佳适配体。

图丨姬丹阳（左）与郭骏杰（来源：姬丹阳）

研究团队以 EB 病毒（传染性单核细胞增多症的病原体）为模型，成功筛选出适配体 L-Apt1-12。该分子通过靶向 EB 病毒致癌蛋白 mRNA 上的 G4 结构，阻断其翻译过程，在纳摩尔浓度下即可选择性抑制 EB 病毒阳性癌细胞增殖，且对正常细胞无毒性。

此外，G4-SLSELEX-Seq 平台还展现出通用性。研究人员利用该平台成功筛选出针对阿尔茨海默病相关蛋白和丙型肝炎病毒的 L-RNA 分子，同样用三轮筛选就获得了高亲和力的适配体。

该研究为帮助科学家快速找到针对不同疾病的新型分子工具提供了强大、通用的平台。审稿人对该研究评价称，“这项工作的结论非常有趣，在 G-四链体和核酸适配体领域具有重大的应用潜力。”

日前，相关论文以《用于发现靶向 RNA G-四链体的 L-RNA 核酸适配体的预定义茎环结构库》（Pre-Defined Stem-Loop Structure Library for the Discovery of LRNA Aptamers that Target RNA G-Quadruplexes）为题发表在 Angewandte Chemie International Edition[1]。

香港城市大学姬丹阳博士（现苏州大学副教授）是第一作者，郭骏杰教授担任通讯作者。

图丨相关论文（来源：Angewandte Chemie International Edition）

在该研究中，研究人员只用三轮筛选，就找到了一种针对 EB 病毒关键蛋白的 L-RNA 分子 L-Apt1-12。不仅保留了预设的茎环结构，还形成了一个独特的“G-三联体”（G-triplex）结构，使其能够高效且特异性地结合 G4。

实验结果显示，L-Apt1-12 可以显著降 EB 病毒阳性癌细胞中病毒蛋白的水平，并且只对携带 EB 病毒的癌细胞具有杀伤作用，而对正常细胞影响很小。这意味着，它有望成为用于治疗 EB 病毒相关癌症的有效手段。

姬丹阳指出，“与传统的天然核酸适配体（通常为 D 构型）相比，我们采用的 L 构型核酸适配体是天然分子的镜像型，具有更高的稳定性，显著增强了其在临床应用中的潜力。”

这项工作是该课题组在开发针对 G4 靶标的核酸适配体系列研究中的重要进展。在第一代方法中，筛选过程耗时、费力且效率不高。第二代方法引入了高通量测序技术，虽然提高了筛选效率，但仍然是一种通用方法。

在本次研究中提出的第三代创新方法是专门为 G4 靶标设计的，展示了技术的逐步改进，能够更有效地针对 G4 这样的特定 RNA 结构。

姬丹阳表示：“这一进展不仅体现了在方法学上的进步，也反映了对 G4 作为治疗靶点的深入理解。通过这三代方法的发展，我们显著提高了筛选核酸适配体的效率和成功率，为未来的研究和临床应用奠定了基础。”

核酸适配体的一大优势在于其高度特异性。传统化疗药物在杀死癌细胞的同时，也可能损害正常细胞，导致脱发等副作用。

而核酸适配体能够精确靶向病变细胞或特定分子，不会对其他细胞产生影响，从而实现更精准的靶向治疗，有望减少副作用和提高治疗效果。因此，这种特异性使得核酸适配体成为一种有前景的精准医疗工具。

核酸适配体的应用不仅限于癌症和病毒感染，理论上，它可用于任何基因相关疾病的治疗，只要疾病与基因或蛋白表达有关。“通过开发专门靶向致病蛋白、DNA 或 RNA 的核酸适配体，可以实现调控基因表达或蛋白功能的治疗效果。”姬丹阳说。

从目前的科研进展来看，已有课题组开发针对新冠病毒等 RNA 病毒的核酸适配体，通过靶向病毒基因组的特定 RNA 序列来抑制病毒复制，为抗病毒治疗提供新策略。

该团队计划通过进一步的优化，将核酸适配体推向临床应用。虽然 L 构型的核酸适配体已经解决了传统核酸适配体在体内稳定性方面的问题，但仍需面对其他挑战。

例如，核酸适配体在体外和体内的环境差异，可能会影响其结构的折叠和功能的发挥。因此，需要继续优化核酸适配体，以确保它们具有强大的结合力和高度的特异性，这对于临床应用至关重要。

这项技术研究主要集中在体外实验和细胞层面。目前，姬丹阳已入职苏州大学医学部放射医学与防护学院任青年特聘教授，她将继续沿着之前的研究方向，专注于功能性核酸适配体和核酸药物的研发。

接下来，她计划将研究扩展到活体实验，并会结合放射医学和纳米技术等其他手段，来实现核酸适配体在动物模型中的有效递送。这将是实现核酸适配体从实验室到临床应用的关键步骤。

参考资料：

1.Ji,D. et al.Pre-Defined Stem-Loop Structure Library for the Discovery of LRNA Aptamers that Target RNA G-Quadruplexes. Angewandte Chemie International Edition 2024,e202417247.https://doi.org/10.1002/ani.202417247

来源：DeepTech深科技