让RNAi疗法成为可能，张辰宇团队开发的下一代RNAi治疗公司获数千万天使轮投资

撰文 | 王聪

编辑 | 王多鱼

排版 | 水成文

2022年2月7日，专注于小RNA核酸药物研发的艾码生物（ExoRNA Bio）宣布完成天使轮融资，首期融资金额数千万元。

艾码生物的创始人正是细胞外RNA（exRNA）研究领域的开创者、南京大学生命科学学院院长张辰宇教授，张教授表示，此次融资将首先用于脑神经性疾病核酸药物和抗超级菌、抗病毒感染性疾病核酸药物的研发及生产。未来，艾码生物将基于张辰宇实验室开发的第三代RNAi药物体内递送平台，为未满足的临床需求带去创新性的治疗方案。

什么是RNAi

RNAi（RNA干扰）通过特异性靶向信使RNA（mRNA），实现对相应蛋白质表达的抑制，2006年，RNAi机制的发现者斯坦福大学的Andrew Fire和麻省大学的Craig Mello荣获诺贝尔生理学或医学奖。

RNAi能够调控与疾病相关的基因的表达，因此被认为可作为一种有前途的治疗工具，尤其是那些使用传统方法难以成药的基因。

但是，RNAi疗法遇到了许多问题，并且在临床转化过程中远远落后于预期。RNAi疗法经历了两个发展阶段：

第一阶段是合成裸露的小干扰RNA（siRNA）或化学修饰的稳定siRNA，并通过直接注射递送，但是这种方法难以有效通过生物屏障并到达靶基因。

第二阶段是通过各种递送载体（例如纳米脂质颗粒、阳离子聚合物、病毒载体等）提高siRNA的体内递送效率。

2018年，FDA批准了Alnylam制药公司多年研究开发的RNAi药物Patisiran。用于遗传性ATTR淀粉样变性成人患者第1阶段或第2阶段多发性神经病的治疗。这是全球第一个RNAi生物技术药物，标志着RNAi治疗时代的到来。

尽管有了一些成功的案例，但总体而言，siRNA的体内递送仍然是RNAi药物发展的主要障碍。当前递送策略的共同特征是在体外将siRNA与载体或配体预组装。然而，这些人工复合物经常受到诸如免疫相容性低、毒性高、循环稳定性不足和组织可及性受限的问题困扰。

因此，开发安全、精确和有效的siRNA递送平台，对于下一代RNAi疗法至关重要。

第三代RNAi

2021年3月29日，南京大学生科院张辰宇教授、陈熹教授、闫超教授、李菁副教授作为共同通讯作者，在 Cell Research 发表了题为：In vivo self-assembled small RNAs as a new generation of RNAi therapeutics 的研究论文【1】。

研究团队设计了可组合和可编程的遗传电路，这些电路使用肝脏作为组织底盘，将外源siRNA的自我组装引导到分泌性外泌体中，并促进体内自组装siRNA的系统/靶向递送。

在这项研究种，研究团队设计了可组合和可编程的遗传电路，该遗传电路能够重编程宿主肝脏，以指导siRNA的合成和自组装成分泌性外泌体，并通过循环外泌体促进siRNA的体内递送。

通过组合不同的遗传电路模块，体内组装的siRNA被系统地分布到多个组织或靶向特定组织（例如大脑），从而在这些组织中诱导有效的靶基因沉默。

为了证明该策略的治疗价值，研究团队在多种疾病相关的关键靶基因上进行验证，例如肺癌中的EGFR/KRAS基因，胶质母细胞瘤中的EGFR/TNC，以及肥胖症中的PTP1B。

实验结果表明，该体内自组装siRNA策略能够有效沉默上述关键靶点，并对肺癌、胶质母细胞瘤、肥胖症等三种典型疾病产生显著治疗效果。

总而言之，这项研究在异质动态体内环境中诱导了可控和可预测的siRNA自组装和递送，并能够精确调控基因表达。

这项最新技术具有重大理论意义和转化价值，提供了一种可行的策略来克服RNAi体内治疗应用的最重要障碍，让RNAi疗法治疗从癌症到代谢疾病成为可能。

2021年12月，南京大学生命科学学院陈熹教授和中山大学附属第一医院裴中教授团队合作，在 Brain 发表了题为：Therapeutic reversal of Huntington’s disease by in vivo self-assembled siRNAs 的封面论文【2】。

该研究基于团队之前的创建的第三代RNAi药物体内递送平台，通过构建靶向亨廷顿症致病基因mHTT的体内自组装siRNA，实现了对亨廷顿病动物模型的有效治疗。

在这篇 Brain 论文中，研究团队利用合成生物学策略，通过向小鼠静脉注射可表达siRNA和外泌体膜表面靶向肽段的合成生物学基因环路（以质粒DNA的形式），将小鼠的肝脏重构成可以产生和分泌siRNA的器官，继而利用机体自身的外泌体体内传输途径，实现siRNA在体内稳定、高效、安全的传输。

张辰宇团队系列研究成果

张辰宇实验室在过去十多年来，一直致力于细胞外miRNA的研究，并作出了一系列具有影响力的原创发现。

2008年，张辰宇团队在 Cell Research 发表关于miRNA可在人类和动物的血清和血浆中稳定存在的原创发现【3】。该研究开创了细胞外RNA研究的新领域，也成为所有血清miRNA生物标志物研究的基础。这篇论文也是中国学者被引用数量最多的论文（之一）。

2011年张辰宇团队在Cell Research 发表论文【4】，通过人血清中全部miRNA表达谱，发现外源植物miRNA在中国健康男性和女性的血清中存在。其中MIR156a和MIR168a显示出相当程度的表达。 进一步的体外和体内分析首次证实，食物来源的外源植物MIR168a可以通过小鼠胃肠途径并进入循环和各种器官，特别是在肝脏中跨物种调节小鼠LDLRAP1蛋白表达。 这项研究首次表明， 食物中的外源植物miRNA可以调控哺乳动物靶基因的表达 。

2014年9月，张辰宇团队在 Cell Research 发表论文【5】，发现肿瘤细胞分泌的miRNA可导致肿瘤免疫逃逸，促进肿瘤细胞增殖。这表明异常分泌的miRNA可能导致细胞功能障碍和疾病，预示着我们对细胞间信号转移的理解进入新时代。

2014年10月，张辰宇团队在 Cell Research 发表论文【6】。发现中医中被广泛用于治疗流感的金银花，其编码的MIR2911，由于高GC含量和特殊序列，能够在煮沸后的金银花汤剂中仍能完整保留，在体外细胞实验和小鼠模型试验中，能够抑制流感病毒。该研究提供了第一个证据，证明植物miRNA可能是中药中的活性成分，并确定了首个有助于抑制病毒感染的植物miRNA。

此后，为了解决RNAi疗法的递送难提，张辰宇团队探索了细胞外囊泡（EV）作为小RNA递送载体的潜力，通过招募人体自己的细胞外囊泡作为RNA转运系统，这样内源性细胞分泌的天然囊泡，既可以保护小RNA跨细胞和生物屏障运输，还具有很好的生物相容性。

在之前一系列研究的基础上，张辰宇团队于2021年3月29日在 Cell Research 发表了题为：In vivo self-assembled small RNAs as a new generation of RNAi therapeutics 的研究论文【1】，推出了第三代RNAi药物体内递送平台。

该研究设计了可组合和可编程的遗传电路，这些电路使用肝脏作为组织底盘，将外源siRNA的自我组装引导到分泌性外泌体中，并促进体内自组装siRNA的系统/靶向递送。

这一递送平台可在异质动态体内环境中诱导了可控和可预测的siRNA自组装和递送，并能够精确调控基因表达， 提供了一种可行的策略来克服RNAi体内治疗应用的最重要障碍，让RNAi疗法治疗从癌症到代谢疾病成为可能。

论文链接：

1.https://www.nature.com/articles/s41422-021-00491-z

2.https://doi.org/10.1093/brain/awab354

3.https://www.nature.com/articles/cr2008282/

4.https://www.nature.com/articles/cr2011158/

5.https://www.nature.com/articles/cr2014121/

6.https://www.nature.com/articles/cr2014130/