マウスにおけるパルミチン酸結合アンチセンスオリゴヌクレオチド分布のメカニズム

脂肪酸やコレステロールなどのさまざまな異なる親油性部分とのアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）の結合は、複数の組織におけるASOの蓄積と活性を増加させます。脂質結合はマウスの組織曝露を増加させ、尿中のASOの排泄を減少させるが、骨格筋および心筋の組織学的レビューは、脂質共役ASOの組織蓄積の増加が間質に分離されることを示している。マウスにパルミチン酸結合ASO（PALM-ASO）の投与は、筋肉組織の間質性に迅速かつ実質的な蓄積をもたらし、その後比較的急速なクリアランスと筋細胞内の細胞内蓄積のわずかな増加のみが続きます。脂質結合による脂質粒子、アルブミン、および他の血漿タンパク質に対する親和性を高めるモデルを提案します。これにより、内皮障壁を横切るASO輸送が組織間質に至ることを促進するモデルを提案します。しかし、脂質粒子と血漿タンパク質に対するこの親和性の増加は、間質性からリンパへのASOの輸送も促進し、循環に戻ります。累積効果は、組織の蓄積がわずかに（約2倍）増加し、ASO活性の同様の増加に過ぎません。この提案をサポートするために、脂質共役ASOの活性が、高分子の内皮輸送の欠陥を持つ2つのマウスモデルで還元されたことを実証します：カベオリン-1ノックアウト（Cav1 - / - ）およびFCRNノックアウト（FCRN - / - ）。

Conjugation of antisense oligonucleotide (ASO) with a variety of distinct lipophilic moieties like fatty acids and cholesterol increases ASO accumulation and activity in multiple tissues. While lipid conjugation increases tissue exposure in mice and reduces excretion of ASO in urine, histological review of skeletal and cardiac muscle indicates that the increased tissue accumulation of lipid conjugated ASO is isolated to the interstitium. Administration of palmitic acid-conjugated ASO (Palm-ASO) in mice results in a rapid and substantial accumulation in the interstitium of muscle tissue followed by relatively rapid clearance and only slight increases in intracellular accumulation in myocytes. We propose a model whereby increased affinity for lipid particles, albumin, and other plasma proteins by lipid-conjugation facilitates ASO transport across endothelial barriers into tissue interstitium. However, this increased affinity for lipid particles and plasma proteins also facilitates the transport of ASO from the interstitium to the lymph and back into circulation. The cumulative effect is only a slight (∼2-fold) increase in tissue accumulation and similar increase in ASO activity. To support this proposal, we demonstrate that the activity of lipid conjugated ASO was reduced in two mouse models with defects in endothelial transport of macromolecules: caveolin-1 knockout (Cav1-/-) and FcRn knockout (FcRn-/-).