近年來，RNAs已成為小分子藥物靶點研究的熱點，這在一定程度上是由于細胞中絕大部分基因（85%）都被轉錄成RNA，相比之下，編碼蛋白質的基因只占有約1-2%。最近有研究表明，不同種類的RNA(如lncRNA、miRNA和mRNA)可以被藥物分子靶向。理想的RNA小分子靶標應同時具有配體性和功能性，在某些情況下，小分子靶向配體可以改變RNA的構象和熱力學穩定性從而導致RNA功能發生變化。一些位于5'非翻譯區的RNA四鏈體（rG4s）已經被小分子靶向來抑制RNA翻譯過程，比如：美國FDA批準的藥物--左氧氟沙星。RNA-G四鏈體（RNA G-quadruplex，RG4）是由富含串聯重復鳥嘌呤堿基（G）核苷酸鏈組成的一類非經典RNA高級結構，其可以通過調控RNA剪切、轉運和翻譯等過程調節基因表達，參與多項生命活動和疾病的發生發展。DHX15是一種RNA解旋酶，可以促進mRNA成熟以及核糖體生成，除此之外，也與一些癌癥息息相關，比如：前列腺癌、伯基特淋巴瘤和急性髓系白血病。但由于RNA解旋酶很難被小分子直接靶向，因此，開發和研究能識別小分子化合物與RNA靶點結合的方法至關重要。

 

該文章于2023年7月刊登在預印本網站，作者來自于美國國家癌癥研究所，研究人員首先利用生物信息學方法在DHX15 mRNA的5'非翻譯區（5'UTR）發現了一個RG4區域，且通過化合物小分子微陣列（SMM）方法，找到了一個與DHX15 rG4特異性結合的化合物，作者使用英國ArrayJet生物芯片點樣儀將14802種感興趣的小分子化合物點印在環氧基修飾的載玻片上，點樣完成后使用封閉液對玻片進行封閉2小時，然后分別與Cy5標記的DHX15以及RG4競爭性配體BRACO19孵育兩小時，反應后使用PBS清洗玻片三次，并通過離心機加速干燥，數據使用法國Innopsys公司的生物芯片掃描儀InnoScan 1100AL在635nm處進行熒光信號掃描和分析。根據熒光檢測結果以及RNA酶競爭性實驗篩選出17種候選化合物，在這些化合物中又通過光淬滅實驗最終篩選出一種強有力結合的化合物，如圖1。同時為了確定小分子化合物與DHX15的結合強度，作者使用SPR技術來進行分析，使用不同濃度的化合物進行滴定，最終測得結合常數KD為12.6 ± 1 µM。

圖1.高通量篩選與DHX15 RG4結合的化合物。(A)使用化合物芯片篩選SMM的工作流程示意圖。采用競爭性篩選的策略，在BRACO19存在/不存在的情況下孵育RNA。(B)篩選結果的散點圖，顯示存在/不存在BRACO19時z分數的比較。(C)對SMM篩選的11號化合物進行鑒定。(D)基于篩選數據集的11號化合物評分。

在這里，作者通過高通量小分子微陣列的方式發現了一種可以下調DHX15蛋白表達的化合物，而且此前尚未報道過有針對DHX15 mRNA的小分子探針。該方法為新藥研發過程即從靶標識別到先導化合物的發現提供了一種新的研究策略。

原文鏈接：https://doi.org/10.1101/2023.07.25.550542

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