rna干擾在乳腺腫瘤治療中的研究進(jìn)展

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1、RNA干擾在乳腺腫瘤治療中的研究進(jìn)展作者：王明玉王文靜宋現(xiàn)讓【關(guān)鍵詞】RNA干擾；基因治療；乳腺腫瘤RNA干擾(RNAi)現(xiàn)象是指內(nèi)源性或外源性雙鏈RNA(doublestrandedRNA，dsRNA)介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的同源mRNA發(fā)生特異性降解,導(dǎo)致靶基因表達(dá)沉默，產(chǎn)生相應(yīng)功能表型缺失。這一現(xiàn)象屬于轉(zhuǎn)錄后的基因沉默(posttranscriptionalgenesilencing，PTGS)機(jī)制。RNAi是廣泛存在于生物界的古老現(xiàn)象,是生物體抵御病毒或其他外來(lái)核酸入侵以及保持自身遺傳穩(wěn)定的保護(hù)性機(jī)制,是包括人類(lèi)在內(nèi)的從低等真核生物到哺乳動(dòng)物體內(nèi)天然存在

2、的基因沉默機(jī)制，其抑制靶基因表達(dá)的效率遠(yuǎn)比反義核酸高，持續(xù)時(shí)間也更長(zhǎng),具獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及廣泛的應(yīng)用前景〔1〕。1998年Fire〔2〕和他的同伴在線(xiàn)蟲(chóng)中首次發(fā)現(xiàn)RNAi現(xiàn)象以來(lái),陸續(xù)有報(bào)道在植物和果蠅等其他各種生物中也發(fā)現(xiàn)了RNAi現(xiàn)象。目前普遍認(rèn)為RNAi是機(jī)體細(xì)胞一種強(qiáng)有力的基因調(diào)控機(jī)制。典型的RNAi技術(shù)基本上對(duì)任何mRNA系列都有非常高的成功率〔3〕。但是在哺乳細(xì)胞中導(dǎo)入外源大分子dsRNA(>30個(gè)堿基)常常導(dǎo)致非特異性的基因沉默效應(yīng),因?yàn)樗せ盍撕颂呛怂崦付鴮?dǎo)致非特異性的RNA降解,2001年Elbashir〔4〕等證實(shí)在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中存在

3、RNAi現(xiàn)象,介導(dǎo)RNAi的中間物質(zhì)是小干擾RNA(siRNA)，siRNA小于30個(gè)堿基，不激活核糖核酸酶,而是通過(guò)序列特異性的方式誘導(dǎo)基因沉默效應(yīng)，揭開(kāi)了RNAi應(yīng)用于哺乳動(dòng)物和人類(lèi)研究的新篇章?！　?RNAi的機(jī)制物種之間RNAi的作用機(jī)制雖然有差異,但都要經(jīng)歷起始階段和效應(yīng)階段兩步生物進(jìn)化上保守的過(guò)程〔5〕。在起始階段,與內(nèi)源性mRNA互補(bǔ)的各種方式產(chǎn)生的dsRNA進(jìn)入細(xì)胞后,與一種核酸內(nèi)切酶Dicer結(jié)合并被Dicer切割成21～23個(gè)堿基長(zhǎng)的小片段。Dicer是核酸內(nèi)切酶家族中特異識(shí)別dsRNA的酶,它以三磷酸腺苷(ATP)依賴(lài)的方式從d

4、sRNA的鈍頭或3′端有小懸突的dsRNA上開(kāi)始切割,然后再形成5′末端為磷酸基，3′末端為羥基并含有2個(gè)突出的單核苷酸的21～23個(gè)堿基長(zhǎng)的片段,這些小片段就是siRNA。在效應(yīng)階段，一部分siRNA與Dicer形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RNAinducedsilencingplex，RISC)，RISC再與目的基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA結(jié)合并降解該mRNA。這也是一個(gè)需要能量的過(guò)程。RISC以?xún)?nèi)切的方式降解mRNA,并且只是降解與siRNA互補(bǔ)的那部分序列,因此RNAi有很高的序列特異性。另一部分siRNA則作為引物,幫助RNA依賴(lài)性RNA聚合酶(RN

5、AdependentRNApolymerase，RdRp)以mRNA為模板合成新的dsRNA,這些新合成的dsRNA又可以與Dicer結(jié)合并被切割成siRNA,從而產(chǎn)生級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，因此只要微量的dsRNA就可以引起RNAi〔6〕。　　2RNAi技術(shù)的應(yīng)用　　2.1RNAi技術(shù)在基因功能研究中的應(yīng)用　　RNAi作為一種新的方法,在基因功能的研究上呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景,提供了一種高通量分析的途徑。Fraser等〔7〕與Gonczy等〔8〕曾采用此方法證實(shí)了線(xiàn)蟲(chóng)染色體Ⅰ和Ⅲ中早期胚胎細(xì)胞分裂及細(xì)胞代謝等有關(guān)的所有基因功能，并在約19000個(gè)基因的線(xiàn)蟲(chóng)蠕蟲(chóng)

6、中,構(gòu)建了12000種不同dsRNA文庫(kù)用于研究其與復(fù)雜生命現(xiàn)象相關(guān)的基因的功能,如肥胖、衰老等。運(yùn)用化學(xué)合成的siRNA可幫助確定脊椎動(dòng)物基因的功能,而且已擴(kuò)展至人類(lèi)細(xì)胞的體外研究。Semizarov等〔9〕運(yùn)用RNAi技術(shù)沉寂Rb1基因,其編碼產(chǎn)物是細(xì)胞周期調(diào)控的關(guān)鍵因子,結(jié)果細(xì)胞周期中G1/S和G2/M期的轉(zhuǎn)換、DNA的復(fù)制和修復(fù)、有絲分裂、凋亡均受到影響。通過(guò)構(gòu)建短的RNA文庫(kù)或編碼siRNA的DNA載體,已經(jīng)分析了8000個(gè)人類(lèi)基因的功能。其與基因芯片等技術(shù)結(jié)合,可高通量地分析各基因的功能，RNAi在細(xì)胞中具有抑制或滅活特異基因的功能,可以產(chǎn)

7、生類(lèi)似基因“敲除”的效應(yīng),是功能基因組研究的有效工具,這一技術(shù)比基因敲除技術(shù)具有明顯投入少、周期短、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),它的應(yīng)用將為基因功能的研究開(kāi)辟新途徑〔10〕。　　2.2RNAi在基因治療中的運(yùn)用　　由于RNAi是針對(duì)轉(zhuǎn)錄后階段的基因沉默,相對(duì)于傳統(tǒng)基因治療對(duì)基因水平上的敲除,整個(gè)流程設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便、迅速、有效,為基因治療開(kāi)辟了新的途徑。其總體思路是通過(guò)加強(qiáng)關(guān)鍵基因的RNAi機(jī)制,控制疾病中出現(xiàn)異常的蛋白合成進(jìn)程或外源致病核酸的復(fù)制及表達(dá)。　　2.2.1RNAi在抗病毒感染疾病中的運(yùn)用　　RNAi技術(shù)在丙型肝炎病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒〔11〕、呼吸道合胞病毒

8、、人類(lèi)乳頭瘤病毒〔12〕、皰疹病毒〔13〕、Rous肉瘤病毒〔14〕、丁型肝炎病毒〔15〕、流