先导科普荟 | 锁核酸（LNA）：化学修饰微调带来新可能 发布时间：2022-10-10

锁核酸（Locked Nucleic Acid，LNA）作为一种特殊修饰的反义核酸分子受到广泛关注。LNA是一种含有双糖环的核苷酸衍生物，通过2’氧原子和4’碳原子之间的亚甲基桥键，将糖环锁定成为一个双环的分子模式，从而能很好地限制糖环的灵活性（图1）。LNA 在与DNA/RNA配对时，双螺旋结构随着LNA含量的增加向a构型转变，当核苷酸碱基变成a构型后，核酸酶无法识别磷酸二酯键，从而提高核苷酸的稳定性。¹

图1：DNA,RNA 和LNA 的结构

 LNA 可以和单链DNA、双链DNA、RNA配对，形成的配对产物拥有较高的解链温度，每增加一个LNA，Tm值都会有所增加。LNA 在配对过程中有更高的序列特异性，错配的序列稳定性更差，配对形成的LNA/DNA/LNA结构，有很好的热稳定性和生物活性，这种结构也能激活Rnase H。只含有LNA的寡核酸和RNA形成的螺旋能免受Rnase的降解，通过构建DNA-LNA嵌合体可以激活Rnase H，从而可以通过不同的实验手段达到利用或抑制RnaseH 活性的目的。研究发现，在端位引入3个LNA的核苷酸的半衰期是未引入的核苷酸的10倍。在乳腺癌细胞摄取实验中，LNA 能很好地被细胞吸收，也未发现毒性作用。LNA寡核苷酸在自身免疫性心肌炎的抗炎作用有了新的进展，科学家们也在期待着LNA在对抗冠状病毒方面有优异的表现。^2，3

LNA具有多重优点：

1、当与互补DAN和RNA杂交时，具有强大的亲和力，包含LNA单体的DNA和RNA有很好的热稳定性（表1）。⁴

 表1：LNA修饰后的DNA 和RNA的融化温度

2、具有LNA修饰的DNA/RNA，在体内不易被降解，具有抗核酸酶能力，同时能自由通过细胞膜，且在体内无毒性（图2）。⁵

 图2：DNA,LNA/DNA,LNA/DNA/LNA 稳定性及抗核酸酶能力对比

此外，LNA-DNA能激活RNaseH。LNA具有高效的自动寡聚化作用，合成方法相对简单，部分或完全修饰的LNA寡核酸链可用氨基磷酸法在DNA自动合成仪上合成，LNA的良好性质使其在体外及体内实验具有广阔的前景。

成都先导LNA相关服务

成都先导核酸化学能够为客户提供成熟的LNA分子合成砌块及LNA修饰的寡核苷酸合成服务，成都先导制备的LNA亚磷酰胺纯度高达98%以上（图3，NO222 的³¹P NMR磷谱）。

LNA产品列表

 图3：LNA亚磷酰胺单体核磁共振磷谱

关于成都先导寡核苷酸合成业务

成都先导寡核苷酸合成业务提供从特殊单体合成、递送分子合成到寡核苷酸链合成以及寡核苷酸缀合物合成的一站式服务，能支持、提供多种修饰单体和定制化递送分子/脂质体合成，如：修饰亚磷酰胺，修饰核苷、核苷酸、GalNAc、脂质体等。除了合成服务，成都先导还提供寡核苷酸的生物评价测试服务，如：针对ASO/siRNA体外细胞活性筛选实验，稳定性/免疫原性/持续性测试和脱靶预测，体内动物实验的初步药效药代毒理研究等。此外，成都先导也可以完成CMC部分的开发工作，如：工艺开发、制剂研究、生产放大和质量分析方法开发等。

成都先导拥有全球领先的DNA编码化合物库（DEL）技术，擅长多种DNA生物偶联化学技术，这为寡核苷酸合成一站式服务提供了更高质量的技术支持，也确保了更省心的订购体验和更高效的交付流程，例如：通过内部配合实现物料流转，解决化学单体在保存和转运中不稳定的问题，保证合成的单体砌块及时投入核苷酸序列中，避免因为水分和稳定性带来的化学问题，并且能够针对特定的分子结构特征提出核酸合成的优化参数条件。

成都先导的资深化学专家团队拥有多年合成经验，可以支持从毫克到公斤级的合成制备规模，满足从小试验到工艺优化放大的需求，并能及时与客户做技术沟通，贯彻“客户为本”的服务宗旨。

参考文献

1、Liczner, Christopher, et al.  Beilstein Journal of Organic Chemistry 17.1 (2021): 908-931.

2、Bockstahler, Mariella, et al. Immunology 165.1(2022): 158 – 170.

3、Durand, Mathieu, et al. Microbial cell, 9.1(2022): 1 – 20.

4、Koshkin, Singh, et al . Tetrahedron 54 (1998): 3607-3630.

5、Grünweller, Wyszko, et al. Nucleic Acids Res.31(2003): 3185-3193.