一直以来，蛋白质类靶点在传统小分子****物中占据着绝对的领导地位，尽管人类基因组中 98% 的 核苷酸序列产生的RNA 并不会翻译为蛋白质。也就是说，即使整个蛋白质组中仅有一小部分可以作为****物的靶标，RNA 也并未成为****物开发选择的主流靶标。业界普遍认为，以具有稳定形状和构象的蛋白质为依据开发相应的****物更为安全、有效。

然而，随着越来越多的疾病被归因于非编码 RNA，以及科学界对 RNA 的研究不断加强，以 RNA 作为靶点的可行性不断被证实。近 10 年来，以 RNA 作为靶标进行小分子****物开发的****企也逐渐增多。

哈佛医学院遗传学教授 Jeannie Lee 表示，“非编码 RNA 在基因组中发挥着非常重要的作用，我们了解到，非编码空间中的突变会导致疾病，而且非编码 RNA 的数量可能远远多于蛋白质编码基因。如果有能够靶向这些 RNA 的方式，将极大扩展我们可以找到治疗患者****物的领域。”

不过，目前全球获批上市的靶向 RNA 的小分子****物仍是屈指可数。其中， 2020 年 FDA 批准上市的脊髓性肌萎缩症****物 evrysdi，为首个获批上市的靶向 RNA 的小分子****物。

然而，“当前已经证明可以靶向 RNA 的小分子****物如 evrysdi、linezolid、ribocil、branaplam 等都是通过表型筛选的手段发现，后续通过实验证明是靶向 RNA。”ReviR（溪砾科技）联合创始人、董事长李阳博士告诉生辉。

可以说，对于加快靶向 RNA ****物的发现尚需一种可扩展的、直接发现靶向 RNA 的化合物分子筛选方法。对此，Jeannie Lee 团队开发了一种可直接筛选靶向非编码 RNA 的小分子化合物的策略，并且他们使用该方法证明了筛选出的小分子化合物可与名为 Xist 的非编码 RNA 结合。相关论文于近日发表在 Nature 上。

（来源：Nature）

“该研究的关键突破是找到并且证明了一种新的靶向 RNA 小分子化合物的筛选方法，而且，他们证明了这种小分子化合物是直接作用于 Xist 的，而非其所表达的蛋白。”新加坡国立大学医学院助理教授史家海告诉生辉。

非编码 RNA Xist 是一种使X染色体失活的关键分子，Xist 上富含 GC 序列的区域 RepA 主要负责基因沉默，RepA 异常导致X 染色体未失活将引发相应的遗传疾病。

在 Jeannie Lee 团队验证其设计的筛选靶向 RNA 的小分子化合物方法中，以 Xist 为靶点展开，并且为首个靶向Xist化合物的高通量筛选方案。

该团队基于亲和质谱技术设计了一种无偏方法，使用已应用于蛋白质筛选的 ALIS 系统进行靶向 RNA 的小分子化合物筛选，这一系统可自动识别亲和力大于 10μM 的可逆性结合配体。

具体而言，该团队利用这一方法在默克的包含 5 万种小分子化合物的文库中进行筛选，发现了 20 个表现出合理****物特性的化合物，有 15 个展现出了与配体较强的亲和力。

其中，具有吲唑-苯并咪唑支架独特构象的化合物 X1 为与配体结合亲和力最强的一个，且对 RepA 具有高度的特异选择性。

为进一步验证其筛选出的化合物 X1 对 RepA 功能的影响，该团队将 X1 与促进 Xist 传播、沉默 X 染色体的同源蛋白 RepA RNA、PRC2 以及 SPEN-RRM 的相互作用进行了检测。测试结果显示，在 X1 的作用下，RepA 与同源蛋白之间的相互作用逐渐受到影响（下图f）。并且，相互作用的希尔系数为 1.4-1.5，这表明 X1 在影响 RepA 功能过程中可能会发挥协同作用，即不止一个 X1 分子与 RepA 结合。

（来源：Nature）

“这一研究表明，通过高通量手段直接筛选 RNA 结合的小分子已经可以实现。”李阳说道。

对于这项研究发现，李阳总结了两个重要的意义：

第一，小分子靶向 RNA 被证明可行。“而且这次他们选择的是非编码 RNA 作为靶点来筛选化合物，预示着非编码 RNA 也能成为制****靶点来开发****物，更加拓宽了 RNA 制****领域的范围，将使得传统认为不可靶向的靶点可以进一步被挖掘。”李阳说道。

就现阶段而言，溪砾科技也已经开始针对 ncRNA 以及 mRNA 靶点进行小分子****物筛选。

第二，表明了可以通过一些高通量手段来直接筛选 RNA 结合的小分子，其他的如 DNA 编码化合物库（DEL）也逐渐被应用。

对此，复旦大学生物医学研究院于文强教授也表达了类似的观点。他表示这篇研究主要贡献在于证明了小分子靶向 RNA 的可行性，“其采用一种小分子****物，来打开或改变 RNA 的二级结构，换句话说，RNA 序列虽然结合在位置上，但是后续因为小分子干预导致二级结构变化而没有相关蛋白质的结合，最终也发挥不了作用。”

（来源：Pixabay）

人类基因组中的绝大多数 RNA 是非编码的，非编码 RNA 的不稳定性使得制****公司不愿意开发靶向它的****物。于文强则认为，“并非因为非编码 RNA 不稳定而不去开发****物，非编码 RNA 作为****物的靶点，其主要问题是机制和下游靶点十分不明确，而且毒性太强，尽管该问题目前已经得到部分解决。”

据介绍，在制****领域，相较于以蛋白质作为靶点进行****物开发，将 RNA 作为靶点存在一些不足，比如，RNA 结构相对蛋白质简单，需要解决靶点特异性问题；而且小分子与 RNA 靶点结合较弱。

当然，将 RNA 作为靶点也有优势，比如蛋白层面不可成****靶点可以被靶向，同一个基因存在多个潜在 RNA 靶点，并且存在大量可成****机制可以被探索，如 ribotac。

关于****物靶点的选择，李阳指出，其与具体机制相关，一些可选的策略与蛋白靶点类似，比如，选择具有复杂结构或者高质量结合口袋的 RNA motif；靶向 RNA-蛋白相互作用（branaplam、risdiplam）；调控 mRNA 可变剪切的 motif。

于文强认为，“RNA 存在两个维度，一个是结构，一个是序列。不论是 RNA ****物还是蛋白质****物，其靶点要么是针对结构、要么是针对序列。”针对这种蛋白质结构设计的****物，有一些成功的案例。

“RNA 通过碱基互补配对，极容易受到环境的影响，导致结构极其不稳定，这也就意味着 RNA 的结构是高度动态的，是很难预测的。”于文强说道，“RNA ****物应该是以 RNA 序列靶向为主的发展。”

“RNA ****物目前很少，原因在于 RNA ****物进入体内会触发免疫反应，虽然在实验室的细胞环境中效果较好，但是一旦进入临床试验便会出现免疫反应和毒副作用等。”他补充说。但随着mRNA疫苗的应用，其毒副作用问题将不再是一个瓶颈问题。

（来源：Pixabay）

但从这项研究发现到真正能够实现将 RNA 作为靶点开发****物，还有很长的路要走。

在李阳看来，具体还需要克服两大难题：其一，寻找特异性的 RNA 靶点；其二，扩展靶向 RNA 特异性结构的小分子库。“这项研究的命中率极低，我们需要更多知识来定义哪些小分子更可能靶向 RNA，目前我们知之甚少，但高通量测序/实验+AI 是很有潜力的解决方案。”李阳说道。

“我了解到的，其实 RNA 靶向的小分子****物开发已经兴起快 20 年了，最近 10 年非常热门。想要将 RNA 作为靶点开发****物，也需要重点解决脱靶效应。因为 RNA 和 RNA 之间非常类似，而小分子所能覆盖的长度又不够，所以很容易出现脱靶问题。”史家海指出。

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