近日，我校藥學院、生物反應器工程國家重點實驗室、光遺傳學與合成生物學交叉學科研究中心楊弋和陳顯軍教授組成的研究團隊，在國際權威學術期刊Cell Press旗下Trends系列《Trends in Pharmacological Sciences》發(fā)表了題為“Fluorescent RNAs: new opportunities for drug discovery”的綜述文章，對利用熒光RNA及其生物傳感技術加速藥物研發(fā)的工作原理和所面臨的關鍵問題進行了全面的梳理、總結和展望。

　　文章首先介紹了熒光RNA（FR）及其生物傳感技術（FRB）。隨著人們對RNA在疾病中功能和關鍵作用的理解加深，以及RNA相關技術的快速發(fā)展，基于RNA的治療方法已成為預防和治療人類多種疾病的一種革命性策略。研究團隊此前原創(chuàng)開發(fā)了Pepper、Clivia、Okra、Myosotis系列高性能的熒光RNA（Nat Biotechnol 2019; Nat Method 2023; Nat Chem Biol 2024; Small 2025），并揭示其熒光發(fā)光機理（Nat Chem Biol 2021; Nat Chem Biol 2024），實現(xiàn)活細胞內各類RNA的原位標記與動態(tài)監(jiān)測。同時，研究團隊還基于這些熒光RNA構建了系列生物傳感器，用于在體外和活細胞內檢測多種生物和醫(yī)學靶標，包括小分子代謝物、RNA甚至蛋白質（Biosens Bioelectron 2023; Nucl Acids Res 2025）等。文章還介紹了由熒光蛋白到熒光RNA的發(fā)展思路，總結了熒光RNA和熒光RNA生物傳感器的最新研究進展。

　　文章其次指出熒光RNA技術可以助力RNA藥物研發(fā)。在藥學研究中，F(xiàn)R和FRB可用于細胞內RNA藥物的藥代動力學和藥效學研究，以及通過構建工程化RNA支架和RNA納米載體用于穩(wěn)定和遞送RNA藥物。在這些應用中，F(xiàn)R或FRB的熒光信號可指示RNA藥物的分布和降解情況、評估RNAi的干擾效率、mRNA分子的翻譯活性以及RNA適配體的靶向效率等。這對于理解致病性RNA和RNA藥物的折疊、代謝動力學和亞細胞定位至關重要。同時，基于FR和FRB精確的藥代動力學與藥效學分析、藥物療效評估和治療監(jiān)測方案，可幫助臨床醫(yī)生優(yōu)化藥物劑量、最小化副作用并提高治療效果。

熒光RNA驅動的細胞內RNA藥物藥代動力學研究

　　最后，文章指出熒光RNA技術可以助力小分子藥物研發(fā)。除RNA藥物外，F(xiàn)R在篩選靶向RNA的小分子先導化合物，以及針對生物酶或疾病相關信號通路的先導化合物方面，也具有重要作用。例如，相較于傳統(tǒng)的FISH方法，F(xiàn)R能更直接地標記和成像RNA聚集體，從而便于通過高通量篩選尋找能誘導RNA聚集體解聚的小分子。FRB可通過體外和活細胞檢測小分子代謝物，為靶向代謝紊亂疾病的藥物研發(fā)提供可能。此外，通過對FR標簽進行特定化學修飾，可將RNA修飾酶的活性與FR熒光信號關聯(lián)，從而為篩選RNA修飾酶的抑制劑或激活劑提供一種通用方法。FR還可用于評估靶向細胞信號通路的小分子先導化合物對RNA表達的調控作用。這些應用進一步凸顯了FR在藥物發(fā)現(xiàn)中的多功能性及其潛在的臨床應用前景。綜上，F(xiàn)R和FRB技術已成為RNA生物學研究與藥物研發(fā)的有力工具。未來，其將在加速安全有效藥物的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)中發(fā)揮關鍵作用，助力于預防和治療各類疾病，從而改善人類健康。

熒光RNA驅動的小分子藥物發(fā)現(xiàn)研究

　　左方婷博士和高子珩博士為本研究的共同第一作者，我校楊弋教授和陳顯軍教授為本研究的通訊作者，同時感謝光遺傳學與合成生物學交叉學科研究中心的所有成員。該工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、上海市教委、上海市科學技術委員會、生物反應器工程國家重點實驗室和中央高校基本科研業(yè)務等科研項目資助。

　　原文鏈接：https://www.cell.com/trends/pharmacological-sciences/fulltext/S0165-6147(25)00096-3