单链反义寡核苷酸（ASO）是由15-25个核苷酸组成的靶基因配对的单链DNA或RNA序列,通过募集内源性核糖核酸酶(RNase)H1阻断靶基因的转录或者翻译过程,达到基因调控的目的。
单链ASO在静脉给药后不能进入中枢神经系统，只能通过鞘内注射直接给药到脑脊液中。
目前治疗脊髓性肌萎缩症(SMA)的儿童和成人患者的SPINRAZA就是一种反义寡核苷酸，可改变SMN2基因的剪接，治疗费用非常昂贵，超过百万。
一般来说，只有分子量小于Da的疏水小分子才能穿透血脑屏障。尽管目前存在多种技术将反义寡核苷酸输送到大脑中，但是降低基因表达的效率不高。
用于基因靶向治疗药物的ASOs通常带有特定的修饰基团，以增强寡核苷酸在体内的稳定性，提高特异性，并降低其*副作用
东京医科牙科大学的TakanoriYokota年构建了一种异源双链寡核苷酸（HDO），由一条DNA和一条RNA组成，将其与α-tocopherol（维生素E的一种异构体）连接的互补RNA结合起来形成Toc-HDO。
和α-tocopherol连接的互补RNA能够在不影响沉默效果的基础上促进Toc-HDO的组织递送和细胞摄取。但很遗憾，Toc-HDO很少进入大脑。
时隔7年之后，年8月15日TakanoriYokota研究团队对Toc-HDO进行迭代升级，推出了能够通过血脑屏障进入大脑的Chol-HDO。
测试14种亲脂性偶联物并将其与HDO连接后的性能
他们合成了14种亲脂性偶联物并将其与HDO连接起来，测试是否降低大脑皮层靶基因的表达。其中单次静脉注射胆固醇与HDO形成的Chol-HDO能够高效降低（约60%）皮层靶基因的表达。
静脉注射Chol-HDO能够降低全脑靶基因的表达
随后的实验进一步发现Chol-HDO能够以剂量依赖的方式降低皮层、海马、纹状体等多个脑区和脊髓中的靶基因表达，这种降低能够维持两个月以上。此外，也能够降低神经元、小胶质细胞、星形胶质细胞等特异性细胞上的靶基因。
静脉分别注射Chol-HDO和单链ASO后，血浆半衰期的分布相的时间分别为min和16.9min，而清除相的半衰期均为23天，这就表明Chol-HDO在血液中停留时间较长。在注射方式上，静脉注射产生的半最大效应浓度与颅内直接注射ASO类似，只是为达到相同的沉默效果，前者需要的剂量较高。
强直性肌营养不良症1型（DM1）是成人最常见的肌营养不良类型。其形成是由DMPK（强直性肌营养不良蛋白激酶）基因DNA序列中的CTG重复序列增多所致。啮齿动物模型表明敲低骨骼肌中DMPK能够有效缓解症状。连续4周，每周静脉注射一次50mg/kgChol-HDO后，在所有大脑区域和骨骼肌中DMPK的RNA和蛋白质减少。
总的来说，本文基于第一代Toc-HDO开发了在不影响沉默效率的前提下，能够无损通过血脑屏障的Chol-HDO进入大脑发挥基因抑制的作用。