小分子药物一直是当前药物研发的主流方向。相比于大分子药物，小分子药物不仅具有可口服给药、携带储运和使用方便、药物进入细胞后可以很好地作用于细胞内与细胞外的靶点的优势，还能够透过血脑屏障且无免疫原性，具有较好的广谱适应性。

小分子药物在体内与特定的靶点结合后才能发挥药效作用。目前，临床上所使用的小分子药物大部分以蛋白为靶标。然而，人体内有超过80%的蛋白不能成为小分子药的靶标（如转录因子、支架蛋白等），这些蛋白被称为“不可成药”蛋白，原因是这些“不可成药”蛋白没有合适的药物结合位点，从而导致与这些“不可成药”蛋白相关联的疾病很难通过小分子靶向策略进行干预治疗。

在分子生物学中心法则中，RNA（核糖核酸）处于蛋白质的上游，控制着蛋白质的翻译，对RNA进行干预可以调控蛋白质的翻译，进而间接实现治疗疾病的效果，在一定程度上解决蛋白“不可成药”的难题。

RNA是体内的一大类分子物质，种类繁多，在遗传编码、翻译、调控和基因表达等多种过程中有着重要的作用。从脱氧核糖核酸（DNA）转录后，RNA会折叠成不同的二级（碱基配对）和三级（3D）结构。通过与核糖体上的蛋白形成氢键，RNA会形成不同的结构包括螺旋、发夹环、凸起和假结，这些结构之间相互作用，形成更高阶的三级结构。这些具有复杂结构的RNA发挥着基因表达调控、催化等许多重要的生物学功能，这些结构也使得RNA的表面或口袋具有一定的成药性。

RNA在人类基因组中占比很高，其中非编码RNA的序列占到了基因组的70%，比编码蛋白质的序列高一个数量级，这些丰富的RNA结构为小分子药物提供了大量的靶标。因此，作为以蛋白为靶标的小分子药物研发的重要补充，靶向RNA的小分子药物研发具有更广阔的应用前景。深入研究以RNA为靶标的药物开发技术及其进展，对于把握新药研发方向和新药研发策略具有重要意义。

一、RNA的小分子药物作用靶点

由于RNA的结构与蛋白质显著不同，RNA主要由四类核苷酸组成，带有大量电荷，亲水性比蛋白质更强。但RNA在折叠后形成的复杂三维结构有望带来足够多的成药构象。因此，RNA是否具有“可成药性”靶点是开发靶向RNA药物的关键。“好的”RNA靶点应当有足够的“信息量”，即能使小分子药物识别并结合的靶点。

如同靶向蛋白的药物一样，靶向RNA的药物也需要对RNA的结构有深入的了解。根据目前靶向RNA的小分子药物的研发情况，RNA可被小分子药物识别并结合的靶点结构主要有多个密集螺旋结构、不规则的二级结构、三联体重复序列三大类。

靶向RNA多个密集螺旋结构靶点的小分子药物已有多个候选化合物，它们靶向复杂的RNA结构模块，且均具有很高的类药性评分值和成药性潜力。这些候选化合物都是通过表型筛选方法找到的，目前还无法明确筛选这类候选化合物的规律。

在靶向RNA不规则的二级结构和靶向RNA三联体重复序列的小分子药物研发中，研究人员通过应用高通量、化合物库、基于结构的药物设计、基于片段的药物设计、计算机辅助设计等与以蛋白为靶向的药物设计相同的方法筛选靶向RNA的小分子药物。

从目前靶向RNA的小分子药物研究情况来看，具有成功潜力的候选化合物都是靶向复杂的RNA结构。而倘若靶向RNA的简单结构，由于这些RNA的简单结构缺乏足够的“信息量”，可能会影响到靶向分子的结合力与特异性。

二、筛选靶向RNA小分子药物的指导方针

根据目前靶向RNA小分子药物研发的经验，研究人员总结出筛选靶向RNA小分子药物的八大指导方针。

（一）专注于复杂RNA结构

专注于具有足够复杂度和结构独特的RNA模块，这些模块在大型RNA分子中较常见，有望带来高质量的结合“口袋”，有利于小分子药物的结合。

（二）谨慎决定靶向RNA的小分子候选药物

与靶向蛋白质的小分子药物筛选一样，在确定靶向RNA的小分子候选药物前，不要轻易确定，可以借鉴靶向蛋白质的小分子药物筛选经验，对这些小分子结构进行深入研究确证。

（三）谨慎对待在核糖体RNA上取得成功的研究成果

核糖体RNA（rRNA）是细胞内含量最多的一类RNA，也是3类RNA（tRNA、mRNA、rRNA）中相对分子质量最大的一类RNA，它与蛋白质结合而形成核糖体，其功能是在mRNA的指导下将氨基酸合成为肽链（肽链在内质网、高尔基体作用下盘曲折叠加工修饰成蛋白质，原核生物在细胞质内完成）。rRNA占RNA总量的82%左右。rRNA单独存在时不执行其功能，它与多种蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质生物合成的“装配机”。rRNA的分子量较大，结构相当复杂，虽已测出不少rRNA分子的一级结构，但对其二级、三级结构及其功能还需进一步深入研究。

rRNA在细胞中高度富集，靶向rRNA的分子可能具有特殊的性质。因此，在rRNA上取得成功的研究成果，未必能在其他小分子筛选中成功应用。

（四）高度关注脱靶效应

具有高度碱性、插入特性、高度疏水的小分子化合物可能与RNA有很强的亲和力，但一旦脱靶可能会产生严重的毒副作用。因此，应当高度关注这些小分子化合物的脱靶效应，谨慎解读相关实验结果，合理设计药物结构。

（五）从靶向RNA-蛋白质相互结合的小分子化合物中筛选

能够靶向RNA-蛋白质相互结合的小分子化合物有望带来出色的特异性和亲和力，提高靶向RNA小分子药物筛选的成功率。

（六）靶向“高信息量”的RNA结构

相比蛋白质，靶向RNA的小分子药物筛选有更多的定量化学方法和工具帮助我们解析具有“高信息量”的RNA结构并设计与之匹配的小分子化合物。

（七）传承创新小分子药物筛选工具

在充分应用现有靶向蛋白质小分子药物筛选方法和工具的基础上，开发更具有针对性的方法和工具，更深入地了解RNA结构，更合理地设计靶向RNA的小分子药物。

（八）深入研究具有明确作用机制的靶点

对已经明确作用机制的RNA靶点进行深入研究，并针对这些靶点寻找潜在的靶向RNA的新药。

三、靶向RNA的小分子药物设计

与靶向蛋白质的小分子药物设计一样，靶向RNA的小分子药物设计也需要经历准确定义小分子靶向的RNA结构、识别结合位点、确定结合方式、合理设计小分子化合物、筛选候选药物等过程。

（一）预测、建模和设计RNA结构的计算方法

1、基于RNA序列的从头RNA 3D结构预测

未知RNA三维结构的预测通常采用从头算（或者无模板）方法，可分为基于物理的方法和基于片段的方法。基于物理的方法，是利用分子动力学（MD）或蒙特卡罗（MC）框架中的参数化能量函数，来识别给定RNA序列的最低自由能构象。其中，有三种基于物理无模板的免费工具：iFoldRNA、NAST和SimRNA。无模板的基于片段的方法，使用了RNA结构模块化的概念，基于此，相似的RNA子序列可以折叠成与整体结构无关的相似的3D模块（即发夹环、假结、凸起）。其相关的工具包括：FARFAR、RNAComposer、Vfold3D等。

2、基于实验二级结构数据的RNA三维结构预测

值得注意的是，3D RNA模型的预测，也可以得益于RNA二级结构的化学制图（即通过诸如SHAPE或DMS探测等技术实现的）或RNA三级相互作用（即通过羟基自由基足迹或基于交联的技术获得的，如PARIS）所产生的结构数据。事实上，这些结构数据可以包含在靶向RNA的3D建模中，以支持先验已知结构基序（例如螺旋）的计算，而这些结构基序的折叠尚未计算。

3、RNA 3D结构的同源建模

同源建模方法，需要一个或多个完整RNA模板的3D结构来生成查询序列的3D模型，目前主要包括两个计算工具：RNABuilder和ModeRNA。尽管存在诸多局限性，但同源建模已经成功地预测了复杂的RNA结构，如识别和正确塑造RNA配体的结合位点。

4、新型结构化RNA分子的计算设计

RNA 3D结构的预测，还可用于识别和设计基于RNA治疗的具有特定结构特性的新型RNA分子（例如，合成RNA适配体用于生物标记物的选择性结合）。例如，Schlick实验室利用基于片段的RNA结构设计方法，就是建立在RNA-as-graph （RAG）粗粒化框架之上。这种方法允许从高抽象水平（即图形）开始设计新的RNA分子，这意味着不需要先验地知道RNA靶标的信息。

综上所述，这些方法和方式，展示了计算科学界的密集研究活动是如何推动了3D RNA建模的多种方法的持续和快速发展，以解决复杂RNA基序具有挑战性的结构预测。

（二）利用分子动力学模拟来探索RNA的功能

1、RNA力场：最新的改进和目前的限制

分子力学力场近似于粒子间的相互作用。力场可以分为两大类：全原子和粗粒化。直观地，根据全原子表示，系统的每个原子被定义为一个模型粒子。而粗粒化建模通过将特定的原子组分组成所谓的珠子，每个珠子代表一个给定的结构特征（例如，糖、碱基和主干），从而降低了模拟一个大系统的成本。粗粒化模型，虽然可以有效地再现大RNA分子的物理化学特性。然而，忽略原子细节，会导致计算机辅助药物设计的重大缺点，妨碍药物-靶标相互作用的准确识别。最近的一些研究，已经提高了全原子经典RNA力场的准确性，主要包括：

（1）AMBER99力场的一个改进是对RNA主链扭转角的改进。

（2）基于量子力学/分子力学（QM/MM）计算，通过重新参数化AMBER-parmbsc0力场的α/γ扭转项，提高了RNA和DNA双螺旋的MD模拟精度。

（3）在AMBERχ力场序列中重新参数化RNA糖苷的χ扭转角，纠正了高抗梯状RNA结构的形成。

（4）在AMBER之外，CHARMM社区开发了一套新的RNA参数来提高MD模型的可靠性。

（5）CHARMM的一个进展是，在经典Drude振子模型的基础上发展了第一个可极化的核酸力场。

2、催化RNA的构象动力学

尽管MD目前存在局限性，但其可以提供详细了解RNA分子的功能动力学。实际上，MD已经表征了几种核酶的作用机制，这些核酶是RNA系统，可以在RNA/DNA主干上以顺式（即自裂解）或反式（即非自裂解）催化磷酸水解。此外，许多计算研究也已经阐明了这些小的反应性RNA的催化机制，包括HDV、hairpin和glmS核酶等。较大的II族内含子自剪接核酶，在核酶催化中碱基的稀有质子化态中发挥了功能作用。这些核酶是抗真菌药物的重要靶点。而对II族子结构动力学的深入了解，有助于提高研究人员对这些核酶作用机制的理解，促进了针对这些RNA系统的新药的合理设计。

3、对实验和模拟的集成获得了生物物理可靠性

对于那些需要详尽的组态采样（即长模拟时间）的限制，MD通常可以与实验数据协同集成，例如：

（1）自20世纪90年代以来，MD模拟已经与核磁共振实验相结合，以表征HIV-TAR元素的结构动力学。

（2）除NMR外，研究人员还利用小角度和广角X射线散射（分别为SAXS和WAXS）并结合MD模拟，获得了溶液中的RNA结构数据。

（三）准确定义小分子靶向的RNA结构

RNA结构是影响RNA功能的关键因素，确定RNA结构是靶向RNA药物设计的基础。因此，准确定义小分子靶向的RNA结构是靶向RNA小分子药物设计的前提条件。

1、确定RNA结构

准确的RNA结构模型是设计或发现调节其功能的小分子的关键。计算模拟方法可以从序列模拟RNA结构。生物物理方法，如核磁共振波谱、X射线晶体学和低温电子显微镜也被广泛用于确定RNA结构。

2、评估RNA结构预测的准确性

必须通过统计能力和严谨的视角来看待预测的结构，并通过深入剖析其生物学功能来加以调整。

3、定义转录组中的功能RNA结构

从5‘端到3’端和从非翻译区到ORF的转录本，可以发现功能性RNA结构。功能结构可以通过计算或实验使用反义寡核苷酸（ASO），空间阻断功能结构或通过突变分析来识别。已被小分子有效靶向的RNA结构（结合产生下游的生物反应）参与生物分子与蛋白质的相互作用中，包括核糖体，其他的RNA和DNA。

4、影响小分子靶向RNA选择性的因素

一个小分子对其结合RNA存在结合选择性和功能选择性，影响因素包括转录组结构的独特性和小分子与RNA的相对亲和力。小分子可以在转录组和蛋白质组中发挥选择性作用，但与RNA结合的支架似乎与蛋白质结合的支架不同。

5、结合RNA的小分子之间的共性

与RNA结合的小分子将具有独特的性质，且不一定符合传统的药物开发五项准则。各种研究已经确定了具有对RNA亲和力的特殊支架和化学构型，如indole、2-苯林多尔、2-苯基苯并咪唑、2-苯基咪唑、甲基嘧啶-2、4-二胺等。

（四）准确识别小分子-RNA结合物

1、以RNA为中心的方法

（1）亲和质谱法（AS-MS）

AS-MS是一种无标记的方法，可以从未结合的配体分离后，通过质谱直接鉴定目标配体复合物。其变体，自动配体识别系统（ALIS），通过分离形成的复合物来间接检测目标-配体的相互作用以识别结合的配体。

（2）基于荧光的分析

基于荧光的分析是另一种高通量的分析方法，依赖于一种荧光染料或化合物被一个带标签的小分子取代，如TO-PRO-1，荧光模拟物2-氨基嘌呤（2-AP）和FRET分析。

（3）基于微阵列的筛选

小分子微阵列（SMMs）是通过在空间阵列中将少量化合物传递到玻片中创建的，已被用于筛选多种化合物和RNA靶点。

（4）基于片段的配体发现

利用低分子量化合物库来有效地探索可能结合感兴趣的靶RNA的化学空间。

（5）DNA编码化合物库（DEL）

该技术是一种探索在溶液或固相中结合目标生物分子的化学空间的强大方法。化合物功能化珠的筛选通常与荧光标记的靶标结合，通常存在不同标记的脱靶标。

（五）RNA-小分子相互作用的鉴定

1、RNA的分子对接工具

最近，3D RNA结构的解决方案促使人们大力开发和应用分子对接技术，以加快基于RNA靶向结构的药物发现。例如，内部坐标力学（ICM, Molsoft）是一种分子建模/对接平台，已成功用于识别RNA结合物。为了克服分子对接中潜在的缺点，最近开发了几种RNA特异性对接/评分方法，主要包括：AutoDock、MORDOR、rDock以及RLDOCK等。

2、RNA特异性的独立评分功能

除了RNA特异性的分子对接平台之外，还有许多独立的评分功能来提高一系列配体姿态的排序，主要包括：KScore、DrugScoreRNA、LigandRNA、SPA-LN112、ITScore-NL、RNAPoser以及AnnapuRNA等。

3、RNA配体结合动力学与能量学的表征

MD可以成为探索配体结合和解结合的功能动力学和能量学以及进行动态对接的实用方法。MD也可解释RNA和配体在结合过程中的灵活性，克服静态对接协议的固有限制。相关的应用主要包括：

（1）MD已经成功地描述了嘌呤感应核糖体开关的配体识别和结合过程。

（2）利用MD模拟研究了PreQ1核糖体开关的作用机理。

（3）用交换偏置MD描述了SHAPE试剂和RNA分子之间的相互作用，揭示了RNA的构象动力学和糖的褶皱是如何增加有利于SHAPE反应的2-OH基团的可及性的关键。

（4）自由能扰动（FEP）也可以评估特定突变对RNA配体结合自由能的影响，例如，鸟嘌呤核糖体开关。

（5）监督MD （suMD）可以在短时间窗口内高效地复制RNA-配体结合模式，但它不能被盲目地用于预测药物结合的物理途径。

（六）设计小分子RNA结合剂

1、基于结构的设计和对接

蛋白质设计和对接首先是基于结构的蛋白质靶标，使RNA靶标的先导化合物的发现和优化成为可能。

2、表型筛选

表型筛选是一种识别影响与特定表型相关的途径的化合物的策略，因此不需要了解作用机理（MOA）或靶点。

（七）小分子靶向RNA的靶标验证和选择性

1、耐药性分析

对耐药株的基因组进行测序，以确定哪些基因发生了突变，从而确定该化合物的靶RNA。这种方法被用来验证核糖体、玫瑰黄素和嘧啶硫胺素的核糖体开关靶点。

2、共价键的形成来测量小分子与靶RNA的直接接触

RNA的细胞靶标验证方法基于共价键形成或切割靶标。化学交联和下拉分离（Chem-CLIP）依赖于小分子的功能修饰。通过交联将动态可逆结合转化为共价键，并通过下拉富集放大信号。竞争化学CLIP（C-Chem-CLIP）定义了先导化合物的靶RNA，可用于筛选其他与同一RNA靶标结合的分子，从而生成构效关系（SAR）。

3、靶RNA切割以评估结合占用率

细胞靶点验证依赖于RNA靶点的竞争性切割，包括ASO-Bind-Map和与RNA降解物的竞争。

4、量化选择性

量化化合物在整个转录组中的影响主要是通过确定与靶点直接结合和在转录组和蛋白质组水平的通路分析。量化小分子选择性的重要指标是小分子的基尼系数。

（八）小分子靶向RNA的先导化合物优化

1、传统的药物化学方法

传统的药物化学优化通常从模拟合成或购买开始，以建立先导化合物的构效关系。

2、结构导向方法

这种模型通常是由核磁共振波谱或X射线晶体学实验产生的。实验模型通常与分子动力学模拟相结合，生成结构集合，其中算法在实验确定的参数基础上模拟RNA构象。

3、模块化装配方法

模块化组装已被用于RNA重复扩展，且已显示出周期性的内环阵列。

4、靶向功能性RNA结构

（1）发现结合病毒RNA的小分子

第一个被干扰感染过程的小分子靶向的病毒调控元件是HIV TAR和RRE RNAs。结构引导的方法已被用于识别TAR RNA中抑制转录激活的TAR RNA的新骨架。

（2）发现针对II组内含子的抗真菌药物

II组内含子是一类自剪接核酶，存在于真菌和酵母的线粒体中，但在哺乳动物中没有，这使它们可能成为开发抗真菌药物的理想靶点。

（3）用小分子靶向人类miRNAs

miRNAs是20-25个核苷酸的小非编码RNA，是转录后基因调控的关键角色，miRNA前体中的Drosha或Dicer加工位点是可靶向的功能结构，可以缩短以缓解疾病。

（4）通过靶向编码的RNA来抑制不可用药的蛋白质-α-突触核蛋白  

当致病蛋白缺乏明确的结构时，通常被认为是不可用药的。给这些本质上紊乱的蛋白质（IDPs）注射药物的一种方法是通过靶向编码的mRNA来抑制它们的翻译。

（5）通过小分子引导外显子排斥来改变蛋白的异构体-微管相关蛋白tau

对寡核苷酸的研究表明，可以通过结合并封闭剪接体机制中的突变来挽救剪接缺陷，这表明小分子也可以直接剪接。

5、靶向RNA结构进行降解

可以通过促进RNA的降解来调节RNA功能，包括依赖于化学诱导的靶标RNA的直接小分子切割或通过核酸酶招募实现的靶标降解。

（1）核酸酶招募来切割RNA靶点  

核糖核酸核酸靶向嵌合体（RIBOTACs）已经被开发用于靶向降解RNA，由RNA结合模块和RNase招募模块组成，选择性地介导RNA衰减。

6、靶向RNA相关的通路

（1）Ribocil是针对FMN核糖体开关的抗菌剂。核糖体开关是细菌mRNA的5‘先导物中的结构化非编码序列，控制下游ORF的基因表达。

（2）Risdiplam和branaplam是靶向RNA-蛋白质多样性的小分子，引导pre-mRNA剪接。它们的开发并不是依赖于特定的靶点，而是依赖于所期望的活性。

（3）Rocaglamide是一种抑制含有多嘌呤的转录本翻译的分子胶。

四、靶向RNA调控的计算机驱动基于结构的药物发现

Kang及其合作者证明了RNA靶向药物发现的实验和计算的协同作用，他们确定了miR-21的特定小分子抑制剂，可作为一种新的上皮抗癌药物。

RNA选择性抑制研究中，Baranger和合作者战略性地靶向了RNA分子中的保守结构基序。考虑到RNA和配体的灵活性，研究者利用短（5ns）平衡分子动力学（MD）模拟，选择了6个与目标形成稳定配合物的配体。这些MD模拟强调了氢键和电荷静电相互作用在稳定配体结合方面的重要性。

Al-Hashimi小组最近展示了MD在模拟、预测和开发RNA灵活性方面的效率。此外，Al-Hashimi小组还使用了HIV-1 TAR RNA广泛的MD模拟，从一个扩大的实验数据集（包括四组RDC）中生成另一个TAR结构集合。他们对10万个类药物小分子进行了高通量筛选（HTS），以识别TAR结合剂和非结合剂。

基于结构的虚拟筛选，还指导了一种SARS-冠状病毒（SARS-CoV）复制小分子抑制剂的发现。总之，这些研究表明，独立的计算工具和混合实验计算方法，可以用来识别和合理设计靶向调控RNA的新的小分子配体。

 

五、靶向RNA小分子药物的研发现状

目前，靶向RNA的小分子药物已经在抗病毒、抗菌、RNA剪切体及RNA重复片段有着广泛的应用。

（一）靶向病毒RNA的小分子药物

目前，此类药物主要靶向丙型肝炎病毒（HCV）、人类免疫缺陷病毒I型（HIV-1）等。

（二）靶向细菌RNA的小分子药物

目前，此类药物主要靶向rRNA开关啊。

（三）作用于RNA剪切的小分子药物

目前，针对RNA剪切错误造成的一系列疾病的调节治疗策略已经被开发，其中包括针对肌肉营养不良症和运动神经元疾病的药物研发，虽然一些小分子药物还处于临床试验阶段，但已有一些此类药物被批准上市。

（四）作用于RNA的重复元件的小分子药物

RNA重复元件是指重复的非编码序列的短链模式，通常情况下会出现数千次重复。由于这些核糖核酸重复元件的出现，会使得体内蛋白质表达受到影响，可能会导致机体发生病变，如肌强直性营养不良症、肌萎缩性侧索硬化症、额颞叶痴呆等。目前，作用于RNA的重复元件的小分子药物在治疗这些疾病的研究中取得可喜进展。

（五）G-四链体结构

G-四链体（G-quadruplex）是由富含串联重复鸟嘌呤（G）的DNA或RNA折叠形成的高级结构。G-四分体是四链体的结构单元，由Hoogsteen氢键连接4个G形成环状平面，两层或两层以上的四分体通过π-π堆积形成四链体。除了人体中RNA G-四链体还存在于一些细菌和病毒中，包括HIV、单纯疱疹病毒（HSV）、人乳头状瘤病毒（HPV）、EB病毒、HCV等。一些靶向G-四链体结构的特异性化合物显示出强大的抗病毒活性。因此，G-四链体特异性化合物可能是潜在的抗病毒药物。

RSA原癌基因在许多人类癌症中过度表达。靶向RSA原癌基因中的5'-UTR G-quadruplex可以抑制RSA原癌基因的过度表达，达到抗肿瘤的目的。

（六）RNA靶向降解嵌合体（RIBOTAC）技术

基于泛素化-蛋白酶体系统降解途径的蛋白质靶向降解嵌合体（PROTAC）作为新颖的诱导蛋白降解方式已成为一种全新的药物发现策略 。细胞内除了有能够降解蛋白质的蛋白酶体外，也有可降解RNA的核糖核酸酶，与PROTAC类似，RIBOTAC技术逐渐发展起来。

RIBOTAC局部招募内源性核糖核酸酶（RNase L）到特定结构化的目标RNA位点上，组装形成二聚体，活化的RNase L 选择性降解RNA靶点。这为靶向RNA的小分子药物提供了新的开发策略，这种策略允许小分子药物不必像传统的RNA靶向药物那样必须结合到RNA的功能位点才能实现对靶标的抑制。RIBOTAC的设计原理与PROTAC类似。

（七）以RNA为靶标的抗新型冠状病毒小分子药物研究

新型冠状病毒具有一个高度保守的5'末端，该病毒的5'末端在病毒复制中发挥非常关键的作用，能够劫持宿主细胞的转录通路。因此，靶向新型冠状病毒RNA的这个靶点结构，可以抑制新型冠状病毒感染宿主细胞，为研发靶向新型冠状病毒RNA的药物开辟出一条全新的路径，有望成为开发新型冠状病毒治疗药物的新靶点，为寻找有效的抗新冠病毒药物提供新思路。

六、展望

与大分子药物相比，小分子药物具有许多优势，仍然是一个非常具有前景的研发方向。当前的绝大部分小分子药物的作用靶标是致病蛋白，但很多蛋白质存在不可成药的问题，使一些疾病无法得到有效治疗。

在分子生物学中心法则中， RNA处于蛋白质的上游，参与和介导了许多疾病的发生发展，靶向RNA的药物开发越来越受到重视。以 RNA为靶标的小分子药物的研发还存在 多的挑战。受RNA自身结构性质的影响，其结构存在多种构象且高度灵活，使靶向RNA药物的开发面临着巨大挑战。

尽管RNA被认为是一个具有挑战性的靶点，但通过结构结合的小分子调节RNA功能在治疗上越来越实用。小分子结合若不足以产生生物活性，可以使用最新开发的工具确定是否与细胞靶标结合但产生了生物沉默的相互作用。使用Chem-CLIP等方法将靶标占用研究与转录组和蛋白质组范围的研究相关联是一种强大的策略，可以定义靶标和非靶标，并且可发现是否引发不想要的生物反应。值得注意的是，片段映射和Chem-CLIP结合RNA结构预测程序，如扫描折叠，可以提供对配体细胞RNA结构的洞察力; 此外，还可通过小分子诱导的降解进行生物沉默靶向作用。

将生物活性小分子从细胞转化为动物，然后再转化为临床，是RNA靶向小分子的一个重要障碍，关键是将患者组织中的转录组广泛分析纳入临床开发管道，以评估疗效和毒性。这类研究还提供了RNA靶点可接受的选择性范围，可能与蛋白质的选择性范围有很大不同。在体内研究中，人和小鼠RNA序列及结构的显著差异，尤其是非编码RNA，可能会改变化合物的活性或选择性。由于很少有RNA靶向化合物被用于动物研究和临床，因此需要更多数据来定义临床前和临床候选药物的药代动力学和药效学特征。由于PROTACs和其他蛋白靶向药物改变了对传统法则的看法，我们需要坦然面对这样一个事实，即调节RNA功能的小分子的物理化学性质可能超出了传统的类药物空间。

随着RNA在健康和疾病中的功能不断扩大和多样化，RNA化学生物学领域也随之扩大和多样化，证明RNA确实是可由小分子药物捕获的。此外，可以设计RNA靶向的小分子并优化导联，后者使用具有重要修饰和考虑因素的蛋白质靶标开发的策略。

随着一些靶向RNA的小分子药物获批上市，以及一些已知药物被发现是通过与RNA结合而发挥作用，学术界和工业界推动这一领域前沿发展的信心进一步增强。未来，在以RNA为靶标的小分子药物开发中，对RNA的结构进行更加深入的研究显得尤为迫切，建立更多的针对RNA靶标的化合物库也很有必要。 同时，通过靶向RNA-蛋白复合体或者间接靶向RNA的小分子药物，如靶向RNA剪接体等，也是以RNA为靶标的药物开发的新策略。相信随着越来越多的科研工作者投身于这一研究，对小分子靶向RNA治疗人类疾病方面的认识、理解和挖掘将会更加的深入，也会有更多靶向RNA的小分子药物被发现。

 

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