在生命科学的前沿阵地，小核酸药物正以破竹之势掀起一场医药革命。不同于传统化疗药物的“地毯式轰炸”，这类基于基因调控的超精准“导弹”，凭借对疾病根源基因的定向打击，为攻克诸多疑难杂症带来曙光。今天，让我们一同探秘小核酸药物的核心靶点，揭开其类型、作用原理、基因组战场坐标及临床前动物模型应用的神秘面纱。

图1. 小核酸药物工业的关键里程碑^[1]。

Part.1 小核酸药物家族全解析：各有所长的基因调控特工队
小核酸药物阵营汇聚三大主力干将，恰似功能各异却协同作战的特种部队。

反义寡核苷酸（ASO）
反义寡核苷酸堪称 mRNA 的“封锁者”。这类单链核酸分子专为互补结合靶标 mRNA 设计，像定制化拼图般严丝合缝嵌入，直接阻断翻译起始或引发 RNase H 介导的 mRNA 降解，从源头掐断致病蛋白合成链路。在脊髓性肌萎缩症治疗里，ASO 精准绑定 SMN2 基因转录本，修正剪接异常，让功能性蛋白重获表达，为绝症患者点燃希望之光。

图2. ASO作用示意图^[1]。

小干扰 RNA（siRNA）
小干扰 RNA 是 RNA 干扰（RNAi）pathway 的激活先锋。双链结构的 siRNA 一旦潜入细胞，即刻被 Dicer 酶拆解成单链向导，融入 RISC 复合体，依循碱基互补锁定目标 mRNA，催化其特异性裂解。肝炎治疗赛道上，针对乙肝病毒 mRNA 的 siRNA 药物高效沉默病毒复制关键基因，遏制病情进展，展现 RNAi 强大威力。

图3. siRNA的RNAi机制^[1]。

微小 RNA（miRNA）
微小 RNA仿若机体自带的精细“调光开关”。天然 miRNA 通过不完全匹配结合多个靶 mRNA 的 3’非翻译区，微调蛋白输出水平；人工设计的 miRNA 模拟物或抑制剂，能矫正失调的 miRNA 网络。心血管疾病研究中，上调护心 miRNA 表达或抑制促炎 miRNA，可重塑病理心肌细胞命运，开拓治疗新思路。

图4. miRNA的RNAi机制^[1]。

Part.2 基因组战场精准制导：锁定关键战略坐标
小核酸药物的“打击精度”取决于对基因组靶区的精妙抉择，不同药物各有所攻。

ASO 常聚焦于 mRNA 的关键功能域，尤其是 5' 帽附近启动子区或剪接位点周遭。干预镰刀型细胞贫血症时，ASO 瞄准 β-珠蛋白基因前体 mRNA 异常剪接节点，修正遗传密码错误，促使正常血红蛋白重生。

siRNA 偏爱靶向蛋白编码区的开放阅读框（ORF），此处碱基序列特异，易于精准识别。在肿瘤靶向治疗中，针对致癌激酶融合基因 ORF 设计 siRNA，可精确敲低变异蛋白，且不误伤旁系基因，实现高效低毒抗癌。

miRNA 相互作用位点散布 mRNA 3’ UTR，犹如多点控制的电路枢纽。开发神经退行性疾病药物时，调控神经元生死攸关的 Bcl-2 家族成员 mRNA 3’ UTR 上 miRNA 响应元件，平衡细胞凋亡与存活，守护大脑机能。

Part.3 临床前动物模型：药物研发的“试炼场”
从实验室研究到临床应用，合适的动物模型是小核酸药物研发过程中不可或缺的关键验证平台，其选择策略直接关系到项目的成败。南模生物已成功开发了多种人源化小鼠模型，为药物研发提供了重要支持。

案例一：
Lp(a)作为心血管疾病的重要致病因子，可通过促进动脉硬化、炎症反应及血栓形成的病理机制，独立引发心血管系统损伤，其遗传相关性已获医学界广泛认可。然而当前临床治疗领域尚未建立针对该靶点的标准化治疗方案，基于核酸干扰技术的新型药物研发为突破这一困境带来曙光。其中，Olpasiran（含AMG890/SLN360等候选药物）在降低Lp(a)水平的临床前研究中展现出显著疗效与良好的安全窗，极有希望成为首个获批的治疗性药物。

为加速小核酸药物开发进程，南模生物创新构建了系列LPA人源化小鼠模型，通过模拟人类疾病特征，为药效评估及机制研究提供精准的定制化解决方案。

pAlb-hLPA-Tg（NM-TG-231782）
 

图5. 血清hLPA蛋白水平及单次给药后抑制率。(Data来自合作者）

案例二：
INHBE作为核酸药物的靶点，是因其在脂肪代谢中的作用。研究表明，INHBE的罕见功能缺失突变可以促进健康的脂肪储存，降低肝脏炎症、血脂异常和Ⅱ型糖尿病的风险。因此，靶向INHBE的RNAi疗法被认为是一种有潜力的减肥药物，因为它能够增加脂肪消耗，改善新陈代谢，同时保持肌肉质量。

南模生物利用同源重组把小鼠 Inhbe 基因替换成人 INHBE 的完整编码序列，构建 INHBE 人源化敲入小鼠。该模型可用来评价靶向人类 INHBE 的小核酸药物（siRNA、ASO 等）的体内活性、药代/药效关系及毒性。该 hINHBE 人源化小鼠已验证具备高表达、可分泌、可被小核酸药物高效抑制 三大特征，是靶向人 INHBE 的核酸药物临床前体内研究的首选模型。

hINHBE（NM-HU-233512）

图6. qPCR检测肝脏中INHBE的表达。hINHBE小鼠被随机分为 3 组，分别接受测试药物（合作者提供）的治疗。结果显示，测试药物能有效降低肝脏中INHBE的表达。

案例三：
SERPINC1（抗凝血酶III，ATIII）是一种重要的丝氨酸蛋白酶抑制剂，属于SERPIN超家族成员，主要功能是抑制凝血酶及其他活化丝氨酸蛋白酶，调节凝血级联反应，是弥散性血管内凝血（DIC）的重要标志物。SERPINC1的异常与血栓栓塞风险增加、高血压、肾脏疾病等多种疾病相关。SERPINC1作为重要的凝血调节因子，其靶点人源化小鼠模型的开发可能有助于研究其在疾病中的作用机制，以及开发针对SERPINC1相关疾病的治疗策略。

南模生物开发的SERPINC1人源化小鼠模型，意义在于其能够更接近人类生理系统，提高药物研发的准确性和效率。通过基因编辑技术，人源化小鼠模型可以模拟人类疾病状态，为药物筛选、毒性评价、免疫治疗等提供重要工具。

hSERPINC1（NM-HU-225075）

图7. APTT检测hSERPINC1小鼠的凝血时间。

案例四：
ANGPTL3是一种由肝脏合成的脂蛋白酯酶和内皮酯酶抑制剂，抑制ANGPTL3被证实可降低血清低密度脂蛋白（LDL）、血清和肝脏甘油三酯水平，是心血管疾病的一个新治疗靶点。Arrowhead公司的ARO-ANG3是一款靶向ANGPTL3的RNAi疗法，被开发用于治疗血脂异常、家族性高胆固醇血症，已进入临床III期。

南模生物自主研发了ANGPTL3人源化小鼠模型，可用于相关药物的开发。

hANGPTL3(4)（NM-HU-210036）

图8. 检测给药前后hANGPT3小鼠的血脂水平。将hANGPT3小鼠随机分为两组（n=8），对小鼠施用ARO-ANG3（一种靶向ANGPTL3的核酸药物），结果显示，ARO-ANG3处理组TG，T-CHO，HDL-C水平显著降低。

图9. qPCR和ELISA检测给药前后hANGPT3小鼠的ANGPT3 mRNA和蛋白水平 。结果显示，ARO-ANG3处理组的人 ANGPT3表达显着降低。

案例五：
补体系统是先天免疫系统的一部分，主要功能是通过溶胞，吞噬及介导炎症反应来清除入侵的病原体。补体系统的各成分可根据不同的生物学功能分为3类：补体固有成分（C2、C3、C5等）、补体调节蛋白（CI抑制物、I因子、H因子）和补体受体（CR1、CR2、CR3、CR4、CR5、C3aR等）。补体失效或过度激活也会导致多种疾病，如缺血性中风、脓毒症等急性炎症，牙周病、眼部疾病等慢性炎症，红斑狼疮等自身免疫性疾病；此外，一些肿瘤、肾病、神经退行性疾病、慢性溶血、血栓性微血管病等也与补体系统异常有关。

南模生物已成功构建补体系统相关的人源化小鼠模型系列，为补体靶向药物研发提供关键体内实验平台。

hC3（NM-HU-2000079）

图10 ELISA检测血清hC3水平。结果显示，ARO-C3处理组hC3小鼠的血清human C3水平显著降低。

图11. hC3小鼠的生存率和体重。结果显示，ARO-C3处理组小生存率增高且体重无明显变化。
 

图12. hTFR1小鼠中TFR1靶向治疗药物的体内评价。给药18h后采集脑组织和血清，对抗体的脑浓度、血清浓度及脑血清比进行定量分析。如图所示，TFR1表现出更高的血清清除率和增强的脑暴露水平。

Part.4 展望：突破瓶颈，驶向治愈彼岸
小核酸药物靶点研究虽硕果累累，但征途依旧充满挑战。脱靶效应如同暗礁，可能引发免疫风暴或意外基因沉默；递送载体穿越生物屏障的效率瓶颈，制约药物全身可用性。然而，随着人工智能辅助靶点筛选、新型纳米递送系统迭代升级，精准度与递送效能持续攀升。

从罕见病救赎到抗击重大疾病，小核酸药物靶点探索已点亮希望灯塔。未来，借由深耕靶点机制、精研动物模型，更多小核酸良药将跨越研发鸿沟，精准命中病魔要害，为全球患者开启康复新纪元，书写基因疗法华章。此刻，我们正站在生命科学颠覆性突破的前夜，静候佳音奏响。

南模生物针对小核酸药物研究的常见靶点自主研发了多种人源化动物模型，助力小核酸药物的临床前研究，模型信息详见下表，欢迎咨询。

参考文献

1. Miao Y, Fu C, Yu Z, Yu L, Tang Y, Wei M. Current status and trends in small nucleic acid drug development: Leading the future. Acta Pharm Sin B. 2024 Sep;14(9):3802-3817. doi: 10.1016/j.apsb.2024.05.008. Epub 2024 May 15. PMID: 39309508; PMCID: PMC11413693.

2. Bowerman M, Becker CG, Yáñez-Muñoz RJ, Ning K, Wood MJA, Gillingwater TH, Talbot K; UK SMA Research Consortium. Therapeutic strategies for spinal muscular atrophy: SMN and beyond. Dis Model Mech. 2017 Aug 1;10(8):943-954. doi: 10.1242/dmm.030148. PMID: 28768735; PMCID: PMC5560066.

关于我们
上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，简称"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），始终以编辑基因、解码生命为己任，专注于模式生物领域，打造了以基因修饰动物模型研发为核心，涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台，致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。