全世界约有六分之一的人死于癌症。传统的癌症治疗，如化疗、放疗和手术，都与药物中毒和预后不良有关。由于RNA递送和靶点选择的进步，新型RNA癌症药物可以改善癌症患者的生活质量并延长寿命。反义寡核苷酸（ASO）和siRNA是RNA治疗中最重要的工具。锁核酸（LNA）是最新的RNA类似物之一，由于其独特的性质，表现出更强的结合亲和力、序列特异性、热稳定性和核酸酶抗性。LNA也用于分子诊断方法，提供准确和快速的突变检测，从而提高特异性和敏感性。
1. LNA的定义
LNA是一种特殊的双环状核苷酸衍生物，结构中含有一个或多个2′-O，4′-C-亚甲基-β-D-呋喃核糖核酸单体，核糖中的2′-O位和4′-C位通过不同的缩水作用形成氧亚甲基桥、硫亚甲基桥或胺亚甲基桥，并连接成环形，环形桥锁定了呋喃糖Ｃ３′-内型的Ｎ构型，降低了核糖结构的柔韧性，并增加了磷酸盐骨架局部结构的稳定性。
2. LNA的理化特性及优势：
由于LNA独特的性质，表现出更强的结合亲和力、序列特异性、热稳定性和核酸酶抗性。由于在糖结构中连接2′-氧和4′-碳的桥梁，导致 C3′-内切(North 型)构象中的锁核糖基团。2’-O-CH2-4’键将柔性呋喃糖转化为刚性结构，双环结构在 LNA 核苷优异的结合能力中起着至关重要的作用。这种锁定能力使脱氧核糖的天然结构相对于其他类似物降低了约1-2kcal/mol 的无溶剂能，这是由于2′-OH-CH2-4′键的亲脂性更有利。如果LNA核苷酸存在于寡核苷酸链中，则该寡核苷酸链与互补DNA的结合亲和力增加。将 LNA 插入到寡核苷酸中可以提高杂交链的热稳定性。
3. LNA在肿瘤诊断与治疗中的应用
3.1.肺癌：在基因诊断方面，改良的PNA-LNA PCR clamp方法可以预测中晚期肺癌进展，在晚期NSCLC组中，表皮生长因子受体突变的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为72.7%、100%、100%和93.7%，而T790M的阳性预测值和阴性预测值分别为33.3％和55.6％，该方法体现了高敏感性和高特异性。在治疗方面，采用LNA修饰的靶向TGF-β2的反义寡核苷酸，能够显著降低TGF-β2 mRNA和蛋白质水平而不改变TGF-β１和TGF-β3的水平，同时对抑制肺损伤生长的肺微环境具有重要作用。
3.2 胃癌：在基因诊断方面，可以使用LNA修饰的原位杂交技术可以预测总生存期，MiR-92a高表达的总生存期较短，而MiR-16和MiR-451高表达的总生存期较长，特别是MiR-16和MiR-451两者同时高表达的患者总生存期更长。在基因治疗方面，miR-NA-9上调可以影响E-钙黏蛋白编码基因的表达，引发胃癌细胞运动和侵袭性，设计与miR-NA-9序列互补的、具有抗miRNA的寡核苷酸LNA，即使在低剂量下使用，也可以快速抑制靶miRNA，并可以通过显著增加LNA水平来影响E-钙黏蛋白的表达。
3.3 结肠癌：在基因诊断方面，基于锁核酸修饰探针的方法，通过内部竞争野生抑制型(WTB)探针的扩增片段，阻断EGFR在DNA模板中的扩增，大大增加结直肠癌的检测率，有助于在单一分子水平上检测突变的等位基因。在基因治疗方面，使用LNA修饰探针可以抑制人结直肠癌细胞系的SW48细胞中的miR-92A-3P基因，诱导结直肠癌坏死。通过LNA处理LS174T细胞，可以显著抑制miR-21表达，并使BMI1的蛋白质表达上调，加速肿瘤细胞凋零。
3.4 肝癌：在基因诊断方面，通过使用LNA修饰的探针可以检测miR-181a-5p水平，预测总体存活率。在基因治疗方面，LNA通过抑制肝细胞癌中β－连环蛋白，抑制肿瘤细胞增殖促进凋亡。
四.展望
目前锁核酸技术用于分子生物学领域已经较为成熟，但是在基因诊断与治疗领域还处于实验探索阶段，离真正的应用还有一段距离。LNA作为一种新颖的核苷酸衍生物，具有抗核酸酶能力强、水溶性好、与DNA和RNA亲和力高等诸多特点被研究人员所喜爱，在分子水平上改善甚至治愈各种人类以前无法攻克的疾病，如艾滋病、病毒感染、癌症、各种原因引起的炎症反应、心血管疾病以及其他疾病，使其成为一种具有很大发展潜力的反义治疗药物。尽管如此，锁核酸技术在基因诊断与治疗领域应用尚存在一些问题：①LNA在基因的诊断方法中表现出高特异性、敏感性相对较低的问题，这可能与LNA的设计与结构有关。②在LNA治疗肿瘤与抗病毒的报道中，多数研究通过某蛋白或因子的降低以证明LNA的治疗作用，尚不能有直接证据证明LNA通过何种机制抑制肿瘤、病毒的发展。③单纯使用LNA在基因的诊断与治疗中尚存在许多局限性。因此，寻求其它物质与LNA的联合应用可能提供更好的基因诊断与治疗方法。
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