骨关节炎(OA)作为最常见的退行性关节疾病,正困扰着全球数亿人。这种以软骨破坏、骨赘形成为特征的慢性疾病,长期缺乏能改变疾病进程的治疗手段 —— 直到环状 RNA(circRNA)技术的出现,为其带来了新的希望。

近日,发表在《Nature Communications》的一项研究,首次将体外转录环状 RNA(ivcRNA)应用于骨关节炎治疗,在雄性小鼠模型中实现了显著疗效,为 RNA 疗法在退行性疾病领域的应用打开了新窗口。
研究团队首先锁定了骨关节炎的关键 “元凶”—— 软骨细胞中 Musashi2(Msi2)蛋白的缺失。通过对小鼠 OA 模型和人类 OA 软骨组织的分析发现,Msi2 作为一种 RNA 结合蛋白,其表达量在病变软骨中显著下降,且这种缺失会直接导致软骨细胞代谢失衡:胶原蛋白 Ⅱ(COL2)、聚集蛋白等软骨 “保护因子” 减少,而基质金属蛋白酶 13(MMP13)等 “破坏因子” 激增,最终引发软骨退化。
传统 RNA 疗法(如 mRNA)虽在新冠疫苗中大放异彩,但存在稳定性差、免疫原性高、表达短暂等问题;病毒载体疗法又面临毒性和成本难题。而环状 RNA 凭借共价闭合的结构优势,天然具备更高稳定性、更低免疫原性,还无需昂贵的 5' 端加帽修饰,成为更理想的治疗载体。
为让环状 RNA 精准作用于关节,研究团队开发了一套 “靶向递送系统”:用临床已验证的脂质纳米颗粒(LNPs,如新冠疫苗中的 SM-102)包裹 ivcRNA,通过关节腔内注射,让 RNA 精准靶向软骨细胞。更关键的是,团队筛选出软骨细胞特异性的内部核糖体进入位点(IRES),确保 ivcRNA 在软骨细胞中高效翻译 —— 实验显示,ivcRNA 介导的蛋白表达可持续 7 天以上,远长于线性 mRNA 的 3 天,且在炎症微环境中仍能稳定发挥作用。

图片:Nature Communications
在小鼠半月板 destabilization(DMM)OA 模型中,注射编码 Msi2 的 ivcRNA 后,软骨钙化显著减少,软骨磨损明显缓解,骨关节炎研究学会国际(OARSI)评分大幅降低;后续针对 Msi2 下游靶蛋白 SOX5 的 ivcRNA 治疗,同样取得优异效果,进一步验证了该策略的通用性。
更值得关注的是,这种疗法安全性突出:低剂量(100-300ng / 次)即可起效,远低于传统 mRNA 疗法的 5-50μg 剂量,且未引发明显炎症反应。对生物反应器行业而言,这一突破不仅拓展了环状 RNA 的应用场景,也对 ivcRNA 的规模化生产、LNPs 的精准包裹工艺提出了更高要求 —— 未来,如何优化体外转录效率、提升环状 RNA 的纯度与稳定性,将成为推动该疗法走向临床的关键。
从实验室到临床,环状 RNA 为骨关节炎治疗带来了 “改变疾病进程” 的可能,也为更多退行性疾病的 RNA 疗法研发提供了范式。这场始于分子生物学的突破,正悄然开启生物制药的新赛道。