反義寡核苷酸(antisense oligonucleotides，ASOS)是由15-25個核苷酸單元構成的特異性核酸序列，通過與細胞內核酸雜交成雙鏈結構抑制靶基因轉錄和翻譯過程，從而調控基因表達。反義核酸藥物是目前臨床研究中最為成功的核酸藥物，已有5種反義核酸藥物被FDA 批準上市并涉及到了130余個臨床試驗。然而，無載體遞送反義核酸跨膜能力較差且寡核苷酸磷酸二酯鍵易被核酶水解。為提高反義核酸入胞效率，并對活性作用的發揮進行進一步優化，楊振軍課題組主要從尋求高效低毒的載體系統及優化修飾策略入手對其進行研究。

ASOS通常含有完整的磷硫代(PS)骨架，在細胞內可能與許多基因和蛋白質相互作用。G3139是一種以bcl-2 mRNA為靶點，誘導細胞凋亡的反義寡核苷酸。本文報道了一種由胞苷脂質和陽離子脂質(DNCA/CLD，摩爾比28：3)混合的脂材（mix）包裝的G3139，可有效抑制MCF/ADR細胞的細胞活性(IC50 158 nM; 未包載G3139的IC50>20 μM)，并表現出較強的抗增殖作用

1. 設計mix

mix可以通過跨越細胞膜釋放ASOS到細胞質中。本文研究了DNCA和CLD脂材的最佳混合比例。結果表明，DNCA：CLD，摩爾比28：3的mix所傳遞的G3139具有顯著地抗增殖作用

2. Mix/G3139納米復合物體外抗增殖和跨膜能力的研究

與lipofectamine 2000（Lipo）相比，mix/G3139納米復合物同樣具有抗癌活性(52.8%vs48.7%)并有效抑制bcl-2 mRNA水平?；旌现|生物活性與高轉染效率相容。進一步地共聚焦顯微鏡分析表明，mix/G3139納米復合物主要分布在細胞質和細胞核中。這說明mix能有效地增強ASOS的通透性，增強跨膜轉移，其轉染效率與Lipo相同甚至優于Lipo。

3.Mix/G3139納米復合物在體內的生物分布

利用活體成像技術對Mix/G3139納米復合物在體內的生物分布和代謝進行監測。對攜帶乳腺癌腫瘤的小鼠進行腫瘤周圍注射給藥。結果表明，隨著給藥時間的延長，熒光強度明顯降低，脂質納米粒延長了G3139的存活時間，并提高了藥效。

4. PS或Gapmer修飾引起的生物變化

用PS修飾ASOS的末端和中心（ns-0103，ns-0709和ns-1316）表現出比N-G3139更顯著的抗癌活性(a)。包載13-16位點PS修飾序列的G3139抗癌活性最高（b）。結果表明，與F-G3139相比，G3139的雙末端三位點鎖核苷修飾（LNA-G3139）顯著降低了細胞存活率 (21.5vs35.5%; c)和bcl-2 mRNA的表達(14.5%vs25.6%; d)。LNA-gapmer顯著促進了抗增殖作用和細胞凋亡(e)。

5. 體內抗腫瘤作用及毒性

mix/G3139組腫瘤生長水平相對低于空白組和mix/NC組(a)。與mix/G3139組相比，mix/LNA-G3139組11天后腫瘤生長明顯受到抑制。免疫組織化學分析表明，mix/G3139和mix/LNA-G3139納米復合物能有效地降低bcl-2蛋白的表達(e)。數據表明mix/ LNA-G3139納米復合物具有顯著地抗腫瘤活性，對肝臟和腎臟幾乎沒有毒性并沒有激活體內免疫。

6. 修飾后的G3139S功能機制及體外轉錄和蛋白質組學分析

LNA-G3139修飾后，可增強其與互補RNA親合力，提高靶基因沉默效率，在更低給藥濃度下(IC50 112 nM)發揮顯著地腫瘤細胞增殖抑制作用?；谵D錄組學和蛋白組學等機制研究揭示，LNA-G3139也顯示了更強的與腫瘤細胞生長相關基因ATAD3A, AARS的親和性，顯著下調以上基因相關mRNA及蛋白的表達，協同發揮抗腫瘤活性。