小分子藥物一直是當前藥物研發的主流方向。相比于大分子藥物，小分子藥物不僅具有可口服給藥、攜帶儲運和使用方便、藥物進入細胞后可以很好地作用于細胞內與細胞外的靶點的優勢，還能夠透過血腦屏障且無免疫原性，具有較好的廣譜適應性。

小分子藥物在體內與特定的靶點結合后才能發揮藥效作用。目前，臨床上所使用的小分子藥物大部分以蛋白為靶標。然而，人體內有超過80%的蛋白不能成為小分子藥的靶標（如轉錄因子、支架蛋白等），這些蛋白被稱為“不可成藥”蛋白，原因是這些“不可成藥”蛋白沒有合適的藥物結合位點，從而導致與這些“不可成藥”蛋白相關聯的疾病很難通過小分子靶向策略進行干預治療。

在分子生物學中心法則中，RNA（核糖核酸）處于蛋白質的上游，控制著蛋白質的翻譯，對RNA進行干預可以調控蛋白質的翻譯，進而間接實現治療疾病的效果，在一定程度上解決蛋白“不可成藥”的難題。

RNA是體內的一大類分子物質，種類繁多，在遺傳編碼、翻譯、調控和基因表達等多種過程中有著重要的作用。從脫氧核糖核酸（DNA）轉錄后，RNA會折疊成不同的二級（堿基配對）和三級（3D）結構。通過與核糖體上的蛋白形成氫鍵，RNA會形成不同的結構包括螺旋、發夾環、凸起和假結，這些結構之間相互作用，形成更高階的三級結構。這些具有復雜結構的RNA發揮著基因表達調控、催化等許多重要的生物學功能，這些結構也使得RNA的表面或口袋具有一定的成藥性。

RNA在人類基因組中占比很高，其中非編碼RNA的序列占到了基因組的70%，比編碼蛋白質的序列高一個數量級，這些豐富的RNA結構為小分子藥物提供了大量的靶標。因此，作為以蛋白為靶標的小分子藥物研發的重要補充，靶向RNA的小分子藥物研發具有更廣闊的應用前景。深入研究以RNA為靶標的藥物開發技術及其進展，對于把握新藥研發方向和新藥研發策略具有重要意義。

一、RNA的小分子藥物作用靶點

由于RNA的結構與蛋白質顯著不同，RNA主要由四類核苷酸組成，帶有大量電荷，親水性比蛋白質更強。但RNA在折疊后形成的復雜三維結構有望帶來足夠多的成藥構象。因此，RNA是否具有“可成藥性”靶點是開發靶向RNA藥物的關鍵?！昂玫摹盧NA靶點應當有足夠的“信息量”，即能使小分子藥物識別并結合的靶點。

如同靶向蛋白的藥物一樣，靶向RNA的藥物也需要對RNA的結構有深入的了解。根據目前靶向RNA的小分子藥物的研發情況，RNA可被小分子藥物識別并結合的靶點結構主要有多個密集螺旋結構、不規則的二級結構、三聯體重復序列三大類。

靶向RNA多個密集螺旋結構靶點的小分子藥物已有多個候選化合物，它們靶向復雜的RNA結構模塊，且均具有很高的類藥性評分值和成藥性潛力。這些候選化合物都是通過表型篩選方法找到的，目前還無法明確篩選這類候選化合物的規律。

在靶向RNA不規則的二級結構和靶向RNA三聯體重復序列的小分子藥物研發中，研究人員通過應用高通量、化合物庫、基于結構的藥物設計、基于片段的藥物設計、計算機輔助設計等與以蛋白為靶向的藥物設計相同的方法篩選靶向RNA的小分子藥物。

從目前靶向RNA的小分子藥物研究情況來看，具有成功潛力的候選化合物都是靶向復雜的RNA結構。而倘若靶向RNA的簡單結構，由于這些RNA的簡單結構缺乏足夠的“信息量”，可能會影響到靶向分子的結合力與特異性。

二、篩選靶向RNA小分子藥物的指導方針

根據目前靶向RNA小分子藥物研發的經驗，研究人員總結出篩選靶向RNA小分子藥物的八大指導方針。

（一）專注于復雜RNA結構

專注于具有足夠復雜度和結構獨特的RNA模塊，這些模塊在大型RNA分子中較常見，有望帶來高質量的結合“口袋”，有利于小分子藥物的結合。

（二）謹慎決定靶向RNA的小分子候選藥物

與靶向蛋白質的小分子藥物篩選一樣，在確定靶向RNA的小分子候選藥物前，不要輕易確定，可以借鑒靶向蛋白質的小分子藥物篩選經驗，對這些小分子結構進行深入研究確證。

（三）謹慎對待在核糖體RNA上取得成功的研究成果

核糖體RNA（rRNA）是細胞內含量最多的一類RNA，也是3類RNA（tRNA、mRNA、rRNA）中相對分子質量最大的一類RNA，它與蛋白質結合而形成核糖體，其功能是在mRNA的指導下將氨基酸合成為肽鏈（肽鏈在內質網、高爾基體作用下盤曲折疊加工修飾成蛋白質，原核生物在細胞質內完成）。rRNA占RNA總量的82%左右。rRNA單獨存在時不執行其功能，它與多種蛋白質結合成核糖體，作為蛋白質生物合成的“裝配機”。rRNA的分子量較大，結構相當復雜，雖已測出不少rRNA分子的一級結構，但對其二級、三級結構及其功能還需進一步深入研究。

rRNA在細胞中高度富集，靶向rRNA的分子可能具有特殊的性質。因此，在rRNA上取得成功的研究成果，未必能在其他小分子篩選中成功應用。

（四）高度關注脫靶效應

具有高度堿性、插入特性、高度疏水的小分子化合物可能與RNA有很強的親和力，但一旦脫靶可能會產生嚴重的毒副作用。因此，應當高度關注這些小分子化合物的脫靶效應，謹慎解讀相關實驗結果，合理設計藥物結構。

（五）從靶向RNA-蛋白質相互結合的小分子化合物中篩選

能夠靶向RNA-蛋白質相互結合的小分子化合物有望帶來出色的特異性和親和力，提高靶向RNA小分子藥物篩選的成功率。

（六）靶向“高信息量”的RNA結構

相比蛋白質，靶向RNA的小分子藥物篩選有更多的定量化學方法和工具幫助我們解析具有“高信息量”的RNA結構并設計與之匹配的小分子化合物。

（七）傳承創新小分子藥物篩選工具

在充分應用現有靶向蛋白質小分子藥物篩選方法和工具的基礎上，開發更具有針對性的方法和工具，更深入地了解RNA結構，更合理地設計靶向RNA的小分子藥物。

（八）深入研究具有明確作用機制的靶點

對已經明確作用機制的RNA靶點進行深入研究，并針對這些靶點尋找潛在的靶向RNA的新藥。

三、靶向RNA的小分子藥物設計

與靶向蛋白質的小分子藥物設計一樣，靶向RNA的小分子藥物設計也需要經歷準確定義小分子靶向的RNA結構、識別結合位點、確定結合方式、合理設計小分子化合物、篩選候選藥物等過程。

（一）預測、建模和設計RNA結構的計算方法

1、基于RNA序列的從頭RNA 3D結構預測

未知RNA三維結構的預測通常采用從頭算（或者無模板）方法，可分為基于物理的方法和基于片段的方法?；谖锢淼姆椒?，是利用分子動力學（MD）或蒙特卡羅（MC）框架中的參數化能量函數，來識別給定RNA序列的最低自由能構象。其中，有三種基于物理無模板的免費工具：iFoldRNA、NAST和SimRNA。無模板的基于片段的方法，使用了RNA結構模塊化的概念，基于此，相似的RNA子序列可以折疊成與整體結構無關的相似的3D模塊（即發夾環、假結、凸起）。其相關的工具包括：FARFAR、RNAComposer、Vfold3D等。

2、基于實驗二級結構數據的RNA三維結構預測

值得注意的是，3D RNA模型的預測，也可以得益于RNA二級結構的化學制圖（即通過諸如SHAPE或DMS探測等技術實現的）或RNA三級相互作用（即通過羥基自由基足跡或基于交聯的技術獲得的，如PARIS）所產生的結構數據。事實上，這些結構數據可以包含在靶向RNA的3D建模中，以支持先驗已知結構基序（例如螺旋）的計算，而這些結構基序的折疊尚未計算。

3、RNA 3D結構的同源建模

同源建模方法，需要一個或多個完整RNA模板的3D結構來生成查詢序列的3D模型，目前主要包括兩個計算工具：RNABuilder和ModeRNA。盡管存在諸多局限性，但同源建模已經成功地預測了復雜的RNA結構，如識別和正確塑造RNA配體的結合位點。

4、新型結構化RNA分子的計算設計

RNA 3D結構的預測，還可用于識別和設計基于RNA治療的具有特定結構特性的新型RNA分子（例如，合成RNA適配體用于生物標記物的選擇性結合）。例如，Schlick實驗室利用基于片段的RNA結構設計方法，就是建立在RNA-as-graph （RAG）粗?；蚣苤?。這種方法允許從高抽象水平（即圖形）開始設計新的RNA分子，這意味著不需要先驗地知道RNA靶標的信息。

綜上所述，這些方法和方式，展示了計算科學界的密集研究活動是如何推動了3D RNA建模的多種方法的持續和快速發展，以解決復雜RNA基序具有挑戰性的結構預測。

（二）利用分子動力學模擬來探索RNA的功能

1、RNA力場：最新的改進和目前的限制

分子力學力場近似于粒子間的相互作用。力場可以分為兩大類：全原子和粗?；?。直觀地，根據全原子表示，系統的每個原子被定義為一個模型粒子。而粗?；Ｍㄟ^將特定的原子組分組成所謂的珠子，每個珠子代表一個給定的結構特征（例如，糖、堿基和主干），從而降低了模擬一個大系統的成本。粗?；Ｐ?，雖然可以有效地再現大RNA分子的物理化學特性。然而，忽略原子細節，會導致計算機輔助藥物設計的重大缺點，妨礙藥物-靶標相互作用的準確識別。最近的一些研究，已經提高了全原子經典RNA力場的準確性，主要包括：

（1）AMBER99力場的一個改進是對RNA主鏈扭轉角的改進。

（2）基于量子力學/分子力學（QM/MM）計算，通過重新參數化AMBER-parmbsc0力場的α/γ扭轉項，提高了RNA和DNA雙螺旋的MD模擬精度。

（3）在AMBERχ力場序列中重新參數化RNA糖苷的χ扭轉角，糾正了高抗梯狀RNA結構的形成。

（4）在AMBER之外，CHARMM社區開發了一套新的RNA參數來提高MD模型的可靠性。

（5）CHARMM的一個進展是，在經典Drude振子模型的基礎上發展了第一個可極化的核酸力場。

2、催化RNA的構象動力學

盡管MD目前存在局限性，但其可以提供詳細了解RNA分子的功能動力學。實際上，MD已經表征了幾種核酶的作用機制，這些核酶是RNA系統，可以在RNA/DNA主干上以順式（即自裂解）或反式（即非自裂解）催化磷酸水解。此外，許多計算研究也已經闡明了這些小的反應性RNA的催化機制，包括HDV、hairpin和glmS核酶等。較大的II族內含子自剪接核酶，在核酶催化中堿基的稀有質子化態中發揮了功能作用。這些核酶是抗真菌藥物的重要靶點。而對II族子結構動力學的深入了解，有助于提高研究人員對這些核酶作用機制的理解，促進了針對這些RNA系統的新藥的合理設計。

3、對實驗和模擬的集成獲得了生物物理可靠性

對于那些需要詳盡的組態采樣（即長模擬時間）的限制，MD通?？梢耘c實驗數據協同集成，例如：

（1）自20世紀90年代以來，MD模擬已經與核磁共振實驗相結合，以表征HIV-TAR元素的結構動力學。

（2）除NMR外，研究人員還利用小角度和廣角X射線散射（分別為SAXS和WAXS）并結合MD模擬，獲得了溶液中的RNA結構數據。

（三）準確定義小分子靶向的RNA結構

RNA結構是影響RNA功能的關鍵因素，確定RNA結構是靶向RNA藥物設計的基礎。因此，準確定義小分子靶向的RNA結構是靶向RNA小分子藥物設計的前提條件。

1、確定RNA結構

準確的RNA結構模型是設計或發現調節其功能的小分子的關鍵。計算模擬方法可以從序列模擬RNA結構。生物物理方法，如核磁共振波譜、X射線晶體學和低溫電子顯微鏡也被廣泛用于確定RNA結構。

2、評估RNA結構預測的準確性

必須通過統計能力和嚴謹的視角來看待預測的結構，并通過深入剖析其生物學功能來加以調整。

3、定義轉錄組中的功能RNA結構

從5‘端到3’端和從非翻譯區到ORF的轉錄本，可以發現功能性RNA結構。功能結構可以通過計算或實驗使用反義寡核苷酸（ASO），空間阻斷功能結構或通過突變分析來識別。已被小分子有效靶向的RNA結構（結合產生下游的生物反應）參與生物分子與蛋白質的相互作用中，包括核糖體，其他的RNA和DNA。

4、影響小分子靶向RNA選擇性的因素

一個小分子對其結合RNA存在結合選擇性和功能選擇性，影響因素包括轉錄組結構的獨特性和小分子與RNA的相對親和力。小分子可以在轉錄組和蛋白質組中發揮選擇性作用，但與RNA結合的支架似乎與蛋白質結合的支架不同。

5、結合RNA的小分子之間的共性

與RNA結合的小分子將具有獨特的性質，且不一定符合傳統的藥物開發五項準則。各種研究已經確定了具有對RNA親和力的特殊支架和化學構型，如indole、2-苯林多爾、2-苯基苯并咪唑、2-苯基咪唑、甲基嘧啶-2、4-二胺等。

（四）準確識別小分子-RNA結合物

1、以RNA為中心的方法

（1）親和質譜法（AS-MS）

AS-MS是一種無標記的方法，可以從未結合的配體分離后，通過質譜直接鑒定目標配體復合物。其變體，自動配體識別系統（ALIS），通過分離形成的復合物來間接檢測目標-配體的相互作用以識別結合的配體。

（2）基于熒光的分析

基于熒光的分析是另一種高通量的分析方法，依賴于一種熒光染料或化合物被一個帶標簽的小分子取代，如TO-PRO-1，熒光模擬物2-氨基嘌呤（2-AP）和FRET分析。

（3）基于微陣列的篩選

小分子微陣列（SMMs）是通過在空間陣列中將少量化合物傳遞到玻片中創建的，已被用于篩選多種化合物和RNA靶點。

（4）基于片段的配體發現

利用低分子量化合物庫來有效地探索可能結合感興趣的靶RNA的化學空間。

（5）DNA編碼化合物庫（DEL）

該技術是一種探索在溶液或固相中結合目標生物分子的化學空間的強大方法?；衔锕δ芑榈暮Y選通常與熒光標記的靶標結合，通常存在不同標記的脫靶標。

（五）RNA-小分子相互作用的鑒定

1、RNA的分子對接工具

最近，3D RNA結構的解決方案促使人們大力開發和應用分子對接技術，以加快基于RNA靶向結構的藥物發現。例如，內部坐標力學（ICM, Molsoft）是一種分子建模/對接平臺，已成功用于識別RNA結合物。為了克服分子對接中潛在的缺點，最近開發了幾種RNA特異性對接/評分方法，主要包括：AutoDock、MORDOR、rDock以及RLDOCK等。

2、RNA特異性的獨立評分功能

除了RNA特異性的分子對接平臺之外，還有許多獨立的評分功能來提高一系列配體姿態的排序，主要包括：KScore、DrugScoreRNA、LigandRNA、SPA-LN112、ITScore-NL、RNAPoser以及AnnapuRNA等。

3、RNA配體結合動力學與能量學的表征

MD可以成為探索配體結合和解結合的功能動力學和能量學以及進行動態對接的實用方法。MD也可解釋RNA和配體在結合過程中的靈活性，克服靜態對接協議的固有限制。相關的應用主要包括：

（1）MD已經成功地描述了嘌呤感應核糖體開關的配體識別和結合過程。

（2）利用MD模擬研究了PreQ1核糖體開關的作用機理。

（3）用交換偏置MD描述了SHAPE試劑和RNA分子之間的相互作用，揭示了RNA的構象動力學和糖的褶皺是如何增加有利于SHAPE反應的2-OH基團的可及性的關鍵。

（4）自由能擾動（FEP）也可以評估特定突變對RNA配體結合自由能的影響，例如，鳥嘌呤核糖體開關。

（5）監督MD （suMD）可以在短時間窗口內高效地復制RNA-配體結合模式，但它不能被盲目地用于預測藥物結合的物理途徑。

（六）設計小分子RNA結合劑

1、基于結構的設計和對接

蛋白質設計和對接首先是基于結構的蛋白質靶標，使RNA靶標的先導化合物的發現和優化成為可能。

2、表型篩選

表型篩選是一種識別影響與特定表型相關的途徑的化合物的策略，因此不需要了解作用機理（MOA）或靶點。

（七）小分子靶向RNA的靶標驗證和選擇性

1、耐藥性分析

對耐藥株的基因組進行測序，以確定哪些基因發生了突變，從而確定該化合物的靶RNA。這種方法被用來驗證核糖體、玫瑰黃素和嘧啶硫胺素的核糖體開關靶點。

2、共價鍵的形成來測量小分子與靶RNA的直接接觸

RNA的細胞靶標驗證方法基于共價鍵形成或切割靶標?；瘜W交聯和下拉分離（Chem-CLIP）依賴于小分子的功能修飾。通過交聯將動態可逆結合轉化為共價鍵，并通過下拉富集放大信號。競爭化學CLIP（C-Chem-CLIP）定義了先導化合物的靶RNA，可用于篩選其他與同一RNA靶標結合的分子，從而生成構效關系（SAR）。

3、靶RNA切割以評估結合占用率

細胞靶點驗證依賴于RNA靶點的競爭性切割，包括ASO-Bind-Map和與RNA降解物的競爭。

4、量化選擇性

量化化合物在整個轉錄組中的影響主要是通過確定與靶點直接結合和在轉錄組和蛋白質組水平的通路分析。量化小分子選擇性的重要指標是小分子的基尼系數。

（八）小分子靶向RNA的先導化合物優化

1、傳統的藥物化學方法

傳統的藥物化學優化通常從模擬合成或購買開始，以建立先導化合物的構效關系。

2、結構導向方法

這種模型通常是由核磁共振波譜或X射線晶體學實驗產生的。實驗模型通常與分子動力學模擬相結合，生成結構集合，其中算法在實驗確定的參數基礎上模擬RNA構象。

3、模塊化裝配方法

模塊化組裝已被用于RNA重復擴展，且已顯示出周期性的內環陣列。

4、靶向功能性RNA結構

（1）發現結合病毒RNA的小分子

第一個被干擾感染過程的小分子靶向的病毒調控元件是HIV TAR和RRE RNAs。結構引導的方法已被用于識別TAR RNA中抑制轉錄激活的TAR RNA的新骨架。

（2）發現針對II組內含子的抗真菌藥物

II組內含子是一類自剪接核酶，存在于真菌和酵母的線粒體中，但在哺乳動物中沒有，這使它們可能成為開發抗真菌藥物的理想靶點。

（3）用小分子靶向人類miRNAs

miRNAs是20-25個核苷酸的小非編碼RNA，是轉錄后基因調控的關鍵角色，miRNA前體中的Drosha或Dicer加工位點是可靶向的功能結構，可以縮短以緩解疾病。

（4）通過靶向編碼的RNA來抑制不可用藥的蛋白質-α-突觸核蛋白  

當致病蛋白缺乏明確的結構時，通常被認為是不可用藥的。給這些本質上紊亂的蛋白質（IDPs）注射藥物的一種方法是通過靶向編碼的mRNA來抑制它們的翻譯。

（5）通過小分子引導外顯子排斥來改變蛋白的異構體-微管相關蛋白tau

對寡核苷酸的研究表明，可以通過結合并封閉剪接體機制中的突變來挽救剪接缺陷，這表明小分子也可以直接剪接。

5、靶向RNA結構進行降解

可以通過促進RNA的降解來調節RNA功能，包括依賴于化學誘導的靶標RNA的直接小分子切割或通過核酸酶招募實現的靶標降解。

（1）核酸酶招募來切割RNA靶點  

核糖核酸核酸靶向嵌合體（RIBOTACs）已經被開發用于靶向降解RNA，由RNA結合模塊和RNase招募模塊組成，選擇性地介導RNA衰減。

6、靶向RNA相關的通路

（1）Ribocil是針對FMN核糖體開關的抗菌劑。核糖體開關是細菌mRNA的5‘先導物中的結構化非編碼序列，控制下游ORF的基因表達。

（2）Risdiplam和branaplam是靶向RNA-蛋白質多樣性的小分子，引導pre-mRNA剪接。它們的開發并不是依賴于特定的靶點，而是依賴于所期望的活性。

（3）Rocaglamide是一種抑制含有多嘌呤的轉錄本翻譯的分子膠。

四、靶向RNA調控的計算機驅動基于結構的藥物發現

Kang及其合作者證明了RNA靶向藥物發現的實驗和計算的協同作用，他們確定了miR-21的特定小分子抑制劑，可作為一種新的上皮抗癌藥物。

RNA選擇性抑制研究中，Baranger和合作者戰略性地靶向了RNA分子中的保守結構基序?？紤]到RNA和配體的靈活性，研究者利用短（5ns）平衡分子動力學（MD）模擬，選擇了6個與目標形成穩定配合物的配體。這些MD模擬強調了氫鍵和電荷靜電相互作用在穩定配體結合方面的重要性。

Al-Hashimi小組最近展示了MD在模擬、預測和開發RNA靈活性方面的效率。此外，Al-Hashimi小組還使用了HIV-1 TAR RNA廣泛的MD模擬，從一個擴大的實驗數據集（包括四組RDC）中生成另一個TAR結構集合。他們對10萬個類藥物小分子進行了高通量篩選（HTS），以識別TAR結合劑和非結合劑。

基于結構的虛擬篩選，還指導了一種SARS-冠狀病毒（SARS-CoV）復制小分子抑制劑的發現?？傊?，這些研究表明，獨立的計算工具和混合實驗計算方法，可以用來識別和合理設計靶向調控RNA的新的小分子配體。

 

五、靶向RNA小分子藥物的研發現狀

目前，靶向RNA的小分子藥物已經在抗病毒、抗菌、RNA剪切體及RNA重復片段有著廣泛的應用。

（一）靶向病毒RNA的小分子藥物

目前，此類藥物主要靶向丙型肝炎病毒（HCV）、人類免疫缺陷病毒I型（HIV-1）等。

（二）靶向細菌RNA的小分子藥物

目前，此類藥物主要靶向rRNA開關啊。

（三）作用于RNA剪切的小分子藥物

目前，針對RNA剪切錯誤造成的一系列疾病的調節治療策略已經被開發，其中包括針對肌肉營養不良癥和運動神經元疾病的藥物研發，雖然一些小分子藥物還處于臨床試驗階段，但已有一些此類藥物被批準上市。

（四）作用于RNA的重復元件的小分子藥物

RNA重復元件是指重復的非編碼序列的短鏈模式，通常情況下會出現數千次重復。由于這些核糖核酸重復元件的出現，會使得體內蛋白質表達受到影響，可能會導致機體發生病變，如肌強直性營養不良癥、肌萎縮性側索硬化癥、額顳葉癡呆等。目前，作用于RNA的重復元件的小分子藥物在治療這些疾病的研究中取得可喜進展。

（五）G-四鏈體結構

G-四鏈體（G-quadruplex）是由富含串聯重復鳥嘌呤（G）的DNA或RNA折疊形成的高級結構。G-四分體是四鏈體的結構單元，由Hoogsteen氫鍵連接4個G形成環狀平面，兩層或兩層以上的四分體通過π-π堆積形成四鏈體。除了人體中RNA G-四鏈體還存在于一些細菌和病毒中，包括HIV、單純皰疹病毒（HSV）、人乳頭狀瘤病毒（HPV）、EB病毒、HCV等。一些靶向G-四鏈體結構的特異性化合物顯示出強大的抗病毒活性。因此，G-四鏈體特異性化合物可能是潛在的抗病毒藥物。

RSA原癌基因在許多人類癌癥中過度表達。靶向RSA原癌基因中的5'-UTR G-quadruplex可以抑制RSA原癌基因的過度表達，達到抗腫瘤的目的。

（六）RNA靶向降解嵌合體（RIBOTAC）技術

基于泛素化-蛋白酶體系統降解途徑的蛋白質靶向降解嵌合體（PROTAC）作為新穎的誘導蛋白降解方式已成為一種全新的藥物發現策略 。細胞內除了有能夠降解蛋白質的蛋白酶體外，也有可降解RNA的核糖核酸酶，與PROTAC類似，RIBOTAC技術逐漸發展起來。

RIBOTAC局部招募內源性核糖核酸酶（RNase L）到特定結構化的目標RNA位點上，組裝形成二聚體，活化的RNase L 選擇性降解RNA靶點。這為靶向RNA的小分子藥物提供了新的開發策略，這種策略允許小分子藥物不必像傳統的RNA靶向藥物那樣必須結合到RNA的功能位點才能實現對靶標的抑制。RIBOTAC的設計原理與PROTAC類似。

（七）以RNA為靶標的抗新型冠狀病毒小分子藥物研究

新型冠狀病毒具有一個高度保守的5'末端，該病毒的5'末端在病毒復制中發揮非常關鍵的作用，能夠劫持宿主細胞的轉錄通路。因此，靶向新型冠狀病毒RNA的這個靶點結構，可以抑制新型冠狀病毒感染宿主細胞，為研發靶向新型冠狀病毒RNA的藥物開辟出一條全新的路徑，有望成為開發新型冠狀病毒治療藥物的新靶點，為尋找有效的抗新冠病毒藥物提供新思路。

六、展望

與大分子藥物相比，小分子藥物具有許多優勢，仍然是一個非常具有前景的研發方向。當前的絕大部分小分子藥物的作用靶標是致病蛋白，但很多蛋白質存在不可成藥的問題，使一些疾病無法得到有效治療。

在分子生物學中心法則中， RNA處于蛋白質的上游，參與和介導了許多疾病的發生發展，靶向RNA的藥物開發越來越受到重視。以 RNA為靶標的小分子藥物的研發還存在 多的挑戰。受RNA自身結構性質的影響，其結構存在多種構象且高度靈活，使靶向RNA藥物的開發面臨著巨大挑戰。

盡管RNA被認為是一個具有挑戰性的靶點，但通過結構結合的小分子調節RNA功能在治療上越來越實用。小分子結合若不足以產生生物活性，可以使用最新開發的工具確定是否與細胞靶標結合但產生了生物沉默的相互作用。使用Chem-CLIP等方法將靶標占用研究與轉錄組和蛋白質組范圍的研究相關聯是一種強大的策略，可以定義靶標和非靶標，并且可發現是否引發不想要的生物反應。值得注意的是，片段映射和Chem-CLIP結合RNA結構預測程序，如掃描折疊，可以提供對配體細胞RNA結構的洞察力; 此外，還可通過小分子誘導的降解進行生物沉默靶向作用。

將生物活性小分子從細胞轉化為動物，然后再轉化為臨床，是RNA靶向小分子的一個重要障礙，關鍵是將患者組織中的轉錄組廣泛分析納入臨床開發管道，以評估療效和毒性。這類研究還提供了RNA靶點可接受的選擇性范圍，可能與蛋白質的選擇性范圍有很大不同。在體內研究中，人和小鼠RNA序列及結構的顯著差異，尤其是非編碼RNA，可能會改變化合物的活性或選擇性。由于很少有RNA靶向化合物被用于動物研究和臨床，因此需要更多數據來定義臨床前和臨床候選藥物的藥代動力學和藥效學特征。由于PROTACs和其他蛋白靶向藥物改變了對傳統法則的看法，我們需要坦然面對這樣一個事實，即調節RNA功能的小分子的物理化學性質可能超出了傳統的類藥物空間。

隨著RNA在健康和疾病中的功能不斷擴大和多樣化，RNA化學生物學領域也隨之擴大和多樣化，證明RNA確實是可由小分子藥物捕獲的。此外，可以設計RNA靶向的小分子并優化導聯，后者使用具有重要修飾和考慮因素的蛋白質靶標開發的策略。

隨著一些靶向RNA的小分子藥物獲批上市，以及一些已知藥物被發現是通過與RNA結合而發揮作用，學術界和工業界推動這一領域前沿發展的信心進一步增強。未來，在以RNA為靶標的小分子藥物開發中，對RNA的結構進行更加深入的研究顯得尤為迫切，建立更多的針對RNA靶標的化合物庫也很有必要。 同時，通過靶向RNA-蛋白復合體或者間接靶向RNA的小分子藥物，如靶向RNA剪接體等，也是以RNA為靶標的藥物開發的新策略。相信隨著越來越多的科研工作者投身于這一研究，對小分子靶向RNA治療人類疾病方面的認識、理解和挖掘將會更加的深入，也會有更多靶向RNA的小分子藥物被發現。

 

文獻資料

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6、Jacopo Manigrasso, Marco Marcia, and Marco De Vivo, Computer-aided Design of RNA-targeted Small Molecules: A Growing Need in Drug Discovery, Chem, 2021, ASAP. DOI:

7、杜曉利等，以RNA為靶標的小分子藥物研究進展，藥學學報，2022，57（10）：2902～2913

 

 

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