13.3.2陰道栓塞法導入siRNA
陰道也是一種有著黏膜表麵的器官,近來通過陰道栓塞法導入siRNA,也使陰道黏膜成為RNAi的靶點。在陰道和宮頸部,混合有Oligofectamine的siRNA可以被上皮細胞黏膜固有層高效吸收,而不被遠處的器官吸收。在熒光鼠體內,每一個細胞(包括組織深處的細胞)內表達的內源性GFP均被沉默,而且這種沉默效應持續了至少9天。在幹擾病毒基因功能方麵,當在陰道內導入siRNA時,可使鼠免於感染2型致命性單純病毒。這種保護作用甚至可以持續到在病毒暴露後3小時。經組織學檢查細胞死亡和炎症性滲出,並用定量RTPCR檢測幹擾素誘導水平和幹擾素樣反應相關基因,未發現siRNAOligofectamine混合物有毒性作用。
可見陰道也是導入siRNA的有效途徑,我們可以把準備實施沉默的相關基因的siRNA與Oligofectamine混合後製成陰道栓子,然後通過陰道給藥。這種導入方法既方便,又經濟,有可能成為陰道和宮頸疾病RNAi治療的有效途徑。
13.3.3透皮肽經皮導入siRNA
由於皮膚是人體最大的器官,它為全身給藥提供了一個無痛的界麵。然而,外來分子特別是大的親水分子通過皮膚外表麵的角質層的滲透性極低。在過去的50年,大量的如表麵活化劑、脂肪酸等化學穿透促進劑(CPEs)被使用來達到促進皮膚的滲透作用。化學穿透促進劑有皮膚刺激和不能導入大分子兩方麵的局限。沒有離子透入﹑超聲和顯微注射介導等物理增強方法,化學穿透促進劑難以將達到治療水平的相關大分子藥物(相對分子質量達4500)通過皮膚導入到全身血液循環。但是,大分子的親水蛋白的經皮給藥仍然是一個棘手的問題。
通過體噬菌體展示技術的多肽庫獲得確定的能與特殊分子相互作用的肽序列。在噬菌體表麵有超過109個不同的短肽與單一的肽表麵蛋白相融合,而期望得到的短肽可通過與目標分子裝配來篩選。
噬菌體基因文庫可以用來篩選與固定化蛋白質、碳水化合物,培養細胞甚至無機物質結合的短肽。這項技術在體內噬菌體展示技術的延伸是使注射從噬菌體基因文庫裏篩選出來的肽進入血液循環,隨後進行噬菌體的分離和鑒定,以確定其能否靶向特定的器官和組織。通過鼻內給藥,絲狀噬菌體可以在腦內檢出,因此,其可以用來攜帶和導入治療腦澱粉樣蛋白斑的抗體。此外,最近的一項研究表明,可以利用噬菌體展示技術鑒定誘導噬菌體穿透胃腸黏膜屏障的肽序列。這些研究對我們研究是否可以在體內利用噬菌體展示技術鑒定透皮短肽的透皮能力有很大幫助。
透皮給藥對於像糖尿病這樣需要多次重複給藥的疾病具有獨特的優點,其關鍵是如何使大分子藥物能夠有效透過皮膚進入循環係統。溫龍平等將體內噬菌體展示技術應用於透皮研究,找到了一個由11個氨基酸組成的能高效協助蛋白質類藥物透皮的短肽(ACSSSPSKHCG)。將該短肽與胰島素在生理鹽水中簡單混合並塗於患糖尿病大鼠腹部的皮膚上,可產生良好的降糖作用;此外,該短肽還能幫助人生長激素透皮。實驗表明,該短肽促進胰島素透皮的活性具有高度氨基酸序列特異性,它並不與胰島素發生直接反應,而是通過短暫打開皮膚屏障使大分子藥物能夠透過皮膚。
這些研究表明,某些短肽可促進如胰島素等大分子藥物透皮,而發揮藥物的治療作用。我們可以利用透皮短肽的高效協助透皮功能和高度氨基酸序列特異性,將其用來導入siRNA治療皮膚疾病。
13.3.4局部肌內注射導入siRNA
局部肌內注射是醫學臨床實踐和研究中常用來導入藥物的治療方式,有方便、經濟、安全和易於操作的特點。是否可以通過這種方式來導入siRNA呢?盡管已有多項研究在活體內使用病毒載體編碼shRNA轉導肌細胞,但是隻有少數研究成功通過電刺激或流體注射把合成的siRNA導入骨骼肌。然而,還沒有在疾病模型中研究通過這種方式導入siRNA的治療。前麵的研究是通過電刺激導入siRNA,以沉默(WTBX)luciferase和eGFP基因或報告基因(WTBX)gapd。這種導入方法類似於在體外細胞常用的電穿孔術。
目前仍不清楚究竟距離肌肉多遠的組織,其基因能被沉默;有一項影像研究顯示至少距離肌肉1cm以內的組織能被沉默。在siRNA治療後,沉默效果至少持續11天而不減弱,有些甚至持續至23天。通過流體注射把siRNA導入鼠或猴子四肢的外周靜脈,並用止血帶減少局部的血流以短暫地隔離治療區域,使共同注入的熒光報告質粒獲得良好的沉默效果。
13.3.5從眼導入siRNA
(KG(0.15mm)眼是siRNA相關治療動物實驗的早期靶點,也是在飛行員中以siRNA作為藥物治療的第一個臨床研究的靶點。視網膜下直接注射針對(WTBX)vegf基因且混合有轉染脂質體的siRNA,可以阻斷由於激光凝固損害所誘導的視網膜新生血管形成。這是一個與年齡相關的黃斑退行性改變或其他疾病(如糖尿病性視網膜病)的疾病模型,表現為新生血管泄漏出血而使致盲率升高。研究發現眼激光凝固損害後,siRNA治療眼的視網膜新生血管形成發生率僅為25%。同樣,在眼部注射不帶任何轉染試劑,針對VEGFA基因的siRNA和兩種VEGF受體,可以抑製促炎症反應CpG寡核苷酸或單純皰疹病毒(HSV)所誘導的新生血管形成。
在一個外科手術後炎症和纖維化的眼部疾病模型上,結膜下注射TGFb基因受體的siRNA和轉染試劑,可以減輕局部的炎性浸潤和纖維化。盡管在實際應用中,我們應平衡傷口愈合所需和瘢痕形成風險的關係,但這種siRNA的導入方法也許可以減少術後局部瘢痕形成。這種siRNA導入方法的另一種適應證是原癌基因(WTBX)c和抗惡性貧血因子-1的siRNA被用來預防視網膜神經節細胞接著的視神經退變。未加修飾的siRNA直接注入軸突後視神經幹,一些損傷的神經元可以吸收這些siRNA,並使神經元的損傷恢複。不論這種siRNA導入方法能否在其他位置損傷(如脊髓損傷)應用,其是否能持久預防神經元細胞丟失仍有待進一步研究。
作為藥物在眼部疾病的治療應用雖然已取得一定的成果,但還在早期階段。可以預見,隨著siRNA在眼部疾病實驗研究的深入開展,其臨床治療應用將為期不遠。
13.3.6從神經係統導入siRNA
病毒載體編碼shRNA靶向治療突變基因相關的難治性神經變性疾病[脊髓小腦性共濟失調相關的SCA1,肌萎縮性(脊髓)側索硬化相關的SOD1]已獲得有益治療效果。一些研究證明可以將siRNA有效地導入中樞神經係統,並發揮有效的治療效果。在部分結紮坐骨神經所誘發的慢性神經性疼痛的實驗模型,通過滲透微泵,連續鞘內注射穩定的siRNA(0.4mg/d)進入兔體內,可以減少兔脊神經後根神經節疼痛通道表達的40%,並提高疼痛反應的痛閾,靶向陽離子通道包括疼痛傳感通道。
在這個疾病模型,神經係統導入siRNA治療未發現明顯的炎症,siRNA靶向治療減輕疼痛的相同基因的效果比反義寡核苷酸更好。有趣的是,在活體內神經元細胞不需要轉染試劑即可成功轉染。同樣,在立體定位插管入實驗鼠第3腦室,用微泵連續輸注穩定的siRNA 1~2周,不需要轉染基因的轉導,可成功沉默報告基因(WTBX)egfp的表達,同樣也可以沉默腦內遠端部位內源性多巴胺和5-羥色胺轉運基因的表達。而且,腦內獲得比較廣泛的基因沉默,但是在腦內不同的區域沉默效果有所不同,隨著輸注持續時間的延長而基因沉默效應增強。