干 扰——RNAi漫谈

清照

ZT自《三思科学》

　　　 落雪

　　1995年，康乃尔大学的Su Guo博士在试图阻断秀丽新小杆线
虫（C. elegans）中的par-1基因时，发现了一个意想不到的现
象。她们本是利用反义RNA技术特异性地阻断上述基因的表达，
而同时在对照实验中给线虫注射正义RNA（sense RNA）以期观察
到基因表达的增强。但得到的结果是二者都同样地切断了par-1
基因的表达途径。这是与传统上对反义RNA技术的解释正好相反
的。该研究小组一直没能给这个意外以合理解释。

　　直到1998年2月，华盛顿卡耐基研究院的Andrew Fire和马萨
诸塞大学医学院的Craig Mello才首次揭开这个悬疑之谜。通过
大量艰苦的工作，他们证实，Su Guo博士遇到的正义RNA抑制基
因表达的现象，以及过去的反义RNA技术对基因表达的阻断，都
是由于体外转录所得RNA中污染了微量双链RNA而引起。当他们将
体外转录得到的单链RNA纯化后注射线虫时发现，基因抑制效应
变得十分微弱，而经过纯化的双链RNA却正好相反，能够高效特
异性阻断相应基因的表达。该小组将这一现象称为RNA干扰（RNA
interference ,简称RNAi）。

　　在随后的短短一年中，RNAi现象被广泛地发现于真菌、拟南
芥、水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等大多数真核生物中。这种存在
揭示了RNAi很可能是出现于生命进化的早期阶段。随着研究的不
断深入，RNAi的机制正在被逐步阐明，而同时作为功能基因组研
究领域中的有力工具，RNAi也越来越为人们所重视。

RNAi的作用机制

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RNAi作用机制图解（以线虫中的三种不同形式为例）

　　体外实验表明：RNAi反应中，加入的dsRNA被切割为21-23核苷
酸长的RNA片段，后者会使目的mRNA被切割为21-23核苷酸长的
片段。从已经发生RNAi的果蝇S2细胞中，Hammond等人部分纯化
了一种核酸酶，该核酸酶具有序列特异性，它仅降解与引起RNAi
的dsRNA具有同源序列的mRNA。那么这种核酸酶是如何确定哪些
mRNA该降解而哪些不该呢？由于在纯化该核酸酶时，可以共分
离出21-23核苷酸长的 dsRNA 片段，这暗示该核酸酶对mRNA的
切割有可能是以这些片段作模板指导进行的。根据以上的实验结
果，人们提出一种RNAi作用的简单模型。当dsRNA导入细胞后，
被一种dsRNA特异的核酸内切酶识别，切割成21-23核苷酸长的小
片段，这些片段可与该核酸酶的dsRNA结合结构域结合，并且作
为模板识别目的mRNA；识别之后，mRNA与dsRNA的有义链发
生链互换，原先dsRNA中的有义链被mRNA代替，从酶-dsRNA复
合物中释放出来，而mRNA则处于原先的有义链的位置。核酸酶
在同样位置对mRNA进行切割，这样又产生了21-23核苷酸长的
dsRNA小片段，与核酸酶形成复合物，继续对目的mRNA进行切
割，从而使目的基因沉默，产生RNAi现象。通过遗传分析的方法，
目前已从线虫中已分离到RDE-2,RDE-3和Mut-7等RNAi相关的基因。


RNAi技术在功能基因组中的应用

　　在功能基因组研究中，需要对特定基因进行功能丧失或降低
突变，以确定其功能。由于RNAi具有高度的序列专一性，可以特
异地使特定基因沉默，获得功能丧失或降低突变，因此RNAi可以
作为一种强有力的研究工具，用于功能基因组的研究。将功能未
知的基因的编码区（外显子）或启动子区，以反向重复的方式由
同一启动子控制表达。这样在转基因个体内转录出的RNA可形成
dsRNA，产生RNA干涉，使目的基因沉默，从而进一步研究目的基
因的功能，这种技术即为RNAi技术。根据所选用序列的不同，可
将其分为编码区RNAi和启动子区RNAi技术。

　　1．编码区RNAi技术

　　自1998年在线虫中发现RNAi现象以来，以基因编码区为靶序
列的编码区RNAi技术已用于线虫功能基因组的研究。最初这种技
术是通过注射或浸泡等方法直接导入到线虫的性腺或早期胚胎中。
这些方法虽然可以关闭目的基因的表达，产生突变表型，但这种
表型变化却不能遗传。这种早期的RNAi技术可以用于研究与胚胎
发育有关的基因的功能，但由于细胞分裂造成dsRNA的稀释，使
得这种方法在研究成体的基因功能时有一定的局限性。为弥补早
期RNAi技术的上述不足，Tavernarakis等对RNAi技术进行了改进，
将目的基因的靶序列以反向重复的方式，由热激启动子控制在转
基因生物中表达。热激处理后，反向重复序列在细胞内开始转录，
其产物会形成具发夹环结构的dsRNA，从而产生RNAi，使目的基
因沉默。这种改进的RNAi技术与传统的RNAi技术相比，具有明显
的优点：首先转基因可以遗传给后代，有利于突变的分析；其次
dsRNA可以被诱导产生，RNAi能够在发育特定阶段出现，从而使
研究发育早期必需基因在发育晚期的功能成为可能；另外，当用
细胞特异性启动子控制dsRNA的表达时，可以研究特定基因在不
同器官中的功能。Kennerdell J. R.和CarthewR. W.用GAL4/UAS
系统控制dsRNA在果蝇中的表达，实现了诱导性或细胞特异性控
制RNAi的发生。

　　随着应用RNAi技术研究线虫功能基因组工作的开展，研究人
员对该技术在植物中应用的可能性进行了探索。加州理工大学的
Chuang C. F.和Megerowitz E. M.使用此技术研究了拟南芥的AG,
CLV3, AP1, PAN四个开花相关基因。结果表明使用RNAi技术可以
产生功能丧失或降低突变体，其表型与以前通过其它方法鉴定的
突变体类似。RNA原位杂交表明，RNAi突变体的目的mRNA显著降
低。该结果说明RNAi技术亦可以成为植物功能基因组研究中的有
力工具。

　　2．启动子区RNAi技术

　　M. F. Mett等证明含有启动子区的dsRNA在植物体内同样被
切割成21-23核苷酸长的片段，这种dsRNA可使内源相应的DNA序
列甲基化，从而使启动子失去功能，使其下游基因沉默。

　　由于多基因家族的各成员之间高度同源，因而使用编码区
RNAi技术很难将各个成员区分开来研究，而多基因家族内的启动
子序列通常比编码区变化大， 采用启动子区RNAi技术有望将多
基因家族的各个成员区分开来研究。这样综合编码区RNAi技术和
启动子区RNAi技术的信息即可更全面地了解多基因家族地各成员
的功能。

　　RNAi现象存在的广泛性远远超过人们的预期，对此问题的深
入研究结果将为进化的观点提供有力佐证。而与其它几种进行功
能丧失或降低突变的技术相比，RNAi技术具有明显的优点，它比
反义RNA技术和同源共抑制更有效，更容易产生功能丧失或降低
突变。而且通过一种特殊的细胞切除术、反义表达以及RNAi对果
蝇胚胎的肌肉建成与基因表达的影响。

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　　与细胞特异性启动子及可诱导系统结合使用，可以在发育的
不同时期或不同器官中有选择地进行，与T-DNA技术造成的功能
永久性缺失相比，这是更受科学家偏爱的。我坚信，由于科学家
们的努力工作，一个崭新的RNA时代呼之欲出。

songjanshui

很有前景

bac

现在的热点之一

天狼星

　　日本专家通过将丙肝病毒的遗传信息片断植入受这种病毒感染的肝脏细胞，成功地抑制了病毒的增殖。专家认为，虽然遗传信息片段发挥作用的具体机制尚待研究，但这项成果可能会推动丙肝新疗法的产生。

　　日本东京医科齿科大学和东京大学联合研究小组的科学家在最近于日本福冈市举行的日本肝脏学会上公布了他们的新成果，并争取在数年内进行临床研究。

　　丙肝病毒是单股正链RNA病毒，它们的遗传信息是由核糖核酸RNA记录的。专家们用“RNA干扰”方法，在试管中培育出长度约为丙肝病毒RNA1／500的片断，再将RNA片断植入人体受感染的肝脏细胞，能杀死97％的病毒。通过RNA片断自动复制，8天后所有病毒都销声匿迹了。

　　日本国内估计有150万丙肝病毒感染者。目前治疗药物只有干扰素和病毒唑，但即使两者联合使用，治愈率也不到50％，且会造成发热、关节疼痛等副作用。东京医科齿科大学消化内科坂本直哉认为，新方法“直接以病毒为攻击目标，副作用小”。

天狼星

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RNA干扰让致病基因“沉默”  

　　据新华社伦敦2月10日电 生物的遗传信息从脱氧核糖核酸（DNA）传到作为“信使”的核糖核酸（RNA），再传到蛋白质，特定的基因控制细胞制造特定的蛋白质。如果RNA被干扰，基因就会“沉默”，不起作用。
　　
　　如果把这个思路用于医疗，使致病的基因“沉默”下来，不就可以治好许多疾病吗？美国哈佛医学院的科学家在最新一期英国《自然医学》杂志上报告说，他们已经成功地利用这种核糖核酸干扰技术治愈了实验鼠的肝炎。如果进一步证实这种技术在人体内有效，将为许多疾病和感染提供新疗法。
　　
　　科学家在这次实验中的做法是：设计一段微小的RNA分子，与需要干扰的基因的某个片段吻合。这些称为“小干扰RNA”的分子会打开细胞抵抗入侵病毒的一个天然防御系统，制造化学物质攻击这个基因释放出的信使RNA，使之无法正常传递遗传信息。
　　
　　这种技术，以前曾被用来研究植物和蠕虫等，但直到现在才发现它对哺乳动物细胞也有效。而哈佛医学院的研究人员首次用RNA干扰使活体动物的致病基因“沉默”。（记者 王艳红）
　　
　　《人民日报》 (2003年02月12日第七版)

天狼星

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   投稿 摘要  PDF  被引用  点击率: 209 下载率: 32   
ISSN 1009-3079 CN 14-1260/R 世界华人消化杂志 2003年8月15日;11(8):1264-1266
RNA干扰与抗肝炎病毒治疗前景的研究

成 军, 刘 妍, 王 琳, 钟彦伟, 王 刚


  

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成军, 刘妍, 王琳, 钟彦伟, 王刚, 中国人民解放军第302医院传染病研究所基因治疗研究中心,  全军病毒性肝炎防治研究重点实验室  北京市  100039
国家自然科学基金资助项目, No.C39970674, No. C03011402
项目负责人: 成军, 100039, 北京市西四环中路100号, 中国人民解放军第302医院传染病研究所基因治疗研究中心, 全军病毒性肝炎防治研究重点实验室.  [email protected]
电话: 010-66933391    传真: 010-63801283
收稿日期: 2003-03-08    接受日期: 2003-04-16

成军, 刘妍, 王琳, 钟彦伟, 王刚. RNA干扰与抗肝炎病毒治疗前景的研究. 世界华人消化杂志  2003;11(8):1264-1266
http://www.wjgnet.com/1009-3079/11/1264.asp

0   引言
从基因的分子生物学角度，病毒性肝炎也是一种基因病，相对于正常肝细胞来说，从肝炎患者的肝细胞中获得了肝炎病毒的基因，因此，病毒性肝炎的治疗也可以采取象遗传病那样的基因治疗(gene therapy)策略[1-5]. 与遗传病的基因治疗策略不同，遗传病往往是因为某一或某些基因发生缺陷，利用基因治疗技术进行补充或者校正; 而病毒性肝炎的基因治疗，往往是需要采取另外的策略，即阻断有害的病毒的基因表达的策略. 因为病毒性肝炎的发病机制，主要是进入肝细胞的肝炎病毒基因编码产生相应的肝炎病毒蛋白，作为靶抗原激活机体的免疫应答机制，这种原本是要清除肝细胞中肝炎病毒的正常的免疫应答机制，却造成了持续的肝细胞的免疫损伤，引起各种类型的肝脏疾病. 特别是乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的慢性病毒性肝炎，迁延不愈，释放的各种炎症因子导致肝脏内贮脂细胞(stellate cell)的激活、转化、增生，分泌过量的细胞外基质(ECM)，并引起肝脏纤维化的形成，某些情况下通过复杂的生物学机制导致肝细胞的恶性转化，引起肝细胞癌(HCC)的发生[6-10]. 因此，从肝炎病毒引起的一系列肝脏疾病谱来看，主要的源头就是肝细胞中肝炎病毒基因的存在，因此采用基因治疗技术阻断肝炎病毒基因在肝细胞中的复制和表达，是我们应该考虑的主要治疗靶点[11-16].
       关于阻断肝细胞内肝炎病毒基因复制和表达的策略，已经进行了许多的基因治疗实验研究的尝试，如反义寡聚脱氧核糖核苷酸(ODN)、反义RNA、核酶(ribozyme)等曾经是人们关注的焦点，以人源化单链可变区抗体(scFv)为目的基因的细胞内免疫(intracellular immunization)基因治疗技术也是非常具有吸引力的策略. 最近研究表明，RNA干扰(RNA interference)可能是进行抗肝炎病毒基因治疗的新策略[4, 5].

1   RNA干扰的机制与策略
1995年Guo et al [17]在研究美丽隐杆线虫(C. elegans)的par1基因功能时，将par1基因的反义RNA表达载体导入到美丽隐杆线虫中，引起par1基因的缺陷现象，同时发现导入par1基因的有义链基因进行表达时，也产生了par1基因的缺陷现象，表明反义和有义RNA的表达都有类似的抑制效应，但是机制却明显不同. Fire et al [18]对这一现象的机制进行了细致深入的研究，比较了反义RNA、有义RNA和双连RNA(dsRNA)在美丽隐杆线虫中的抑制效应，发现dsRNA产生至少是10倍以上的抑制靶基因表达的效果，并将dsRNA抑制同源基因的表达的现象称为RNA干扰，从此RNA干扰现象得到了空前的重视，并在各种病原微生物的基因表达抑制方面进行了许多有益的尝试.
        干扰RNA是生物系统在长期进化过程中形成、天然存在的防御机制之一. 当一种生物系统受到异源性病原体的入侵时，可以自动开启属于RNase III的核糖核酸酶，即RNA切割酶(dicer)的活性，将入侵病原体的RNA成分，切割处理成21-25 nt的RNA小片段，发挥RNA干扰(iRNA)的抑制性生物学作用，参与构筑生物系统的防御机制. 这种生物防御机制，从低等生物到高等生物都普遍存在，是生物系统天然存在的重要机制[19-25].

2   RNA干扰与病原微生物基因表达的抑制
在美丽隐杆线虫中发现RNA干扰现象之后，很快发现在许多类型的病原微生物中都存在同样的RNA干扰现象. 如果蝇、锥虫、涡虫、线虫，以及高等的哺乳动物细胞，甚至是人的细胞中也都发现类似的RNA干扰现象. 对其作用机制进行研究，发现是一些22-25 nt大小dsRNA产生抑制或降解靶RNA分子的作用，统称为小干扰RNA(small interference RNA， siRNA)，根据其发挥RNA干扰现象的dsRNA的具体长度又可以分成2类: 24-25 nt的长siRNA和21-23 nt的短siRNA. 这两种类型的siRNA都可以通过与靶mRNA分子进行序列特异性的结合、抑制与降解，阻断或破坏靶基因的表达. 另外一种可能作用的机制就是dsRNA诱导同源基因的甲基化，从而使目的基因表达关闭. 另外，小分子的dsRNA同时也是很强的干扰素诱导酶如PKR、RNase L的激活剂，可以产生类似干扰素的抗病毒效应[26-37].
        有多位学者对于人免疫缺陷病毒-1(human immunodeficiency virus-1，HIV-1)的siRNA进行了研究. Jacque et al [38]根据HIV-1基因组核苷酸序列，如长末端重复序列(long terminal repeat，LTR)、vif和nef基因，设计了序列特异性的21 nt的siRNA，无论是人工合成，还是表达载体在细胞内表达的siRNA分子，都能够在HIV-1阳性的CD4+ Hela细胞中抑制HIV-1的复制，导致复制水平下降了30-50倍. 如果siRNA序列与结合的HIV-1序列不配对时，这种抑制作用有显著降低. 说明siRNA与靶RNA分子之间的配对结合是非常重要的. 除了转染细胞系之外，siRNA在分离的原代HIV-1阳性的淋巴细胞中也具有明显的抑制HIV-1的复制和表达的作用. 更进一步提示了siRNA策略的实际应用前景. Novina et al [39]对于dsRNA分子对于HIV-1的抑制作用进行了研究，针对gag基因的dsRNA在转染48 h之后，p24蛋白的表达水平显著下降，即使在HIV-1前基因组DNA与细胞基因组已经发生整合的HIV-1细胞系中，dsRNA也具有显著的抑制HIV-1的复制和表达的作用.
        脊髓灰质炎病毒(poliomyelitis virus， PMV)是一种高水平复制的RNA病毒，siRNA策略同样可以产生对于PMV的抑制效应. Gitlin et al [40]分别设计了针对PMV衣壳蛋白、聚合酶编码基因序列的siRNA，在Hela细胞系上，可以使PMV的复制水平下降97-99 %，说明产生了非常显著的抑制效应. Caplen et al [41]对于siRNA抑制塞姆利基森林病毒(semliki forest virus，SFV)、登革热病毒(dengue fever virus，DFV)的效果进行了研究. 证实dsRNA策略可以显著抑制C6/36细胞系中SFV、DFV的基因复制和表达.

3   RNA干扰与抗肝炎病毒治疗的应用前景
RNA干扰策略在抗肝炎病毒治疗中首先在HCV的研究中获得了成功. McCaffrey et al [42]设计合成了针对HCV NS5B基因区的dsRNA，当与NS5B表达载体进行共转染时，在鼠肝细胞中观察到dsRNA对于NS5B基因的表达水平抑制率达到75 %，如果dsRNA与NS5B的表达载体进行共转染，抑制率可以达到98 %. 说明siRNA策略在抗HCV基因治疗中的应用前景. 多年来由于缺乏合适的HCV感染/转染细胞模型，因此对于抑制HCV的研究进展缓慢. 近年来关于HCV复制子(replicon)的建立，使得在细胞系水平上研究siRNA的效果成为可能. Randall et al [43]就利用HCV的复制子细胞模型对于dsRNA抑制HCV RNA复制的效果进行了研究. 在Huh-7细胞系中，dsRNA对于HCV RNA的复制水平具有显著的抑制作用，而且是剂量依赖性的. 对于dsRNA作用的序列依赖性的特点进行研究，2株HCV变异株仅有3 nt的序列差别，只有dsRNA与作用的靶HCV RNA序列完全同源时才具有抑制作用，因此，dsRNA对于靶基因的表达抑制具有严格的序列特异性的特点. dsRNA对于HCV RNA抑制的作用效果是指数性的，在4 d之内，就可以降低HCV RNA的复制水平达80倍. 导入siRNA之后，可以使98 %以上的有HCV RNA复制的细胞不再有HCV RNA的复制，这些细胞中再也检测不到HCV的抗原表达和HCV RNA的复制. 这些研究结果表明，基于siRNA的抗HCV 治疗是十分有希望的.
        但是，由于对siRNA的认识时间尚短，因此目前还没   有具体的siRNA抑制乙型肝炎病毒的研究结果，但是从目前关于HCV的部分研究结果来看，从其他类型的病毒的抑制效果来看，siRNA还是具有希望的抗肝炎病毒治疗的新策略. 当然，由于肝炎病毒RNA分子在体内的二级结构特点，针对不同基因区段的siRNA的抑制作用效果也肯定有所差别，因此针对HBV、HCV基因序列的特点，还需要进行优化，寻找最为有效的抑制靶点. 作为一种新型的抗肝炎病毒的可能的策略，siRNA也具有其相当明显的局限性[43]. 例如HBV和HCV基因序列高度变异，存在明显的基因准种(quasispecies)群，而siRNA对于靶RNA分子的识别，又是以碱基配对方式进行的，因此要想全面控制HBV、HCV的复制，我们就需要无数种序列不同的siRNA分子，显然是很难做到的. 因此，我们还必须针对这一特点进行深入细致的研究，克服这一困难，使siRNA抑制靶基因的表达策略更能切合临床抗肝炎病毒治疗的需要.

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      PA. siRNA-directed inhibition of HIV-1 infection. Nat Med  2002;8:681-686
40  Gitlin L, Karelsky S, Andino R. Short interfering RNA confers intracellular antiviral immunity in human cells.
      Nature  2002;418:430-434
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      in invertebrate and vertebrate systems. Proc Natl Acad Sci USA 2001;98:9742-9747
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      interfering RNAs. Proc Natl Acad Sci USA 2003;100:235-240

　

   




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天狼星

有望用于治疗SARS的新技术：RNA干扰  

上传日期：2003-6-16 11:12:30
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RNA干扰（RNA  interference）是一种由双链RNA诱发的基因沉默（gene  silelencing）。在此过程中，与双链RNA有同源序列的信使RNA（mRNA）被降解，从而抑制了该基因的表达。RNA干扰技术在探查基因功能和治疗人类疾病方面有广阔的应用前景。国内已有研究机构将该技术用于SARS治疗的攻关研究。本文简要介绍RNA干扰的研究历史、作用机制和应用。
人们对RNA干扰的认识来源于用蠕虫（Caenorhabdiris elegans）和果蝇（Drosophila）所进行的实验。最初的实验结果显示，有义链RNA（sense-stranded  RNA）或反义链RNA（antisense-stranded  RNA）都可抑制蠕虫基因的表达。进一步的实验表明，双链RNA比单链RNA更有效。将特异的双链RNA注入蠕虫体内可抑制有同源序列的基因的表达达数天之久。这种抑制作用不仅见于接受双链RNA注射的蠕虫，而且也见于子代蠕虫。据推算，数个双链RNA分子即可抑制基因的表达。
RNA干扰的详细机制尚不清楚。现有实验资料提示，RNA干扰过程主要有2个步骤（如图所示）：（1）长双链RNA被细胞源性的双链RNA特异的核酸酶切成21～23个碱基对的短双链RNA，称为小干扰性RNA（small interfering RNA）。（2）小干扰性RNA与细胞源性的某些酶和蛋白质形成复合体，称为RNA诱导的沉默复合体（RNA－induced silencing complex，RISC），该复合体可识别与小干扰性RNA有同源序列的mRNA，并在特异的位点将该mRNA切断。一种称为Dicer的核酸酶被证明参与将双链RNA切成小干扰性RNA的过程。该酶存在于多种生物体内，在人细胞中也有类似的酶。该酶是否直接参与切断靶ｍRNA还不清楚。阐明小干扰性RNA在双链RNA诱发的基因沉默中的作用是RNA干扰研究中最重要的发现之一。
小干扰性RNA的发现不仅加深了人们对RNA干扰机制的认识，同时突破了一个用长双链RNA在哺乳类细胞中抑制基因表达时常常遇到的障碍，即非特异性作用。长于30个碱基对的双链RNA常常会激活蛋白激酶而诱发对蛋白质合成的非特异抑制。小干扰性RNA一般不会在哺乳类细胞中诱发这种非特异性抑制。用人工合成的小干扰性RNA可特异性地抑制哺乳类细胞中外源性或内源性基因的表达。实验表明，长度为21个碱基、３’末端有2个碱基突出的小干扰性RNA活性较高。小干扰性RNA诱发的基因抑制具有高度的序列特异性。在小干扰性RNA上一个错配的碱基对即可使其失去原有的抑制基因表达的活性。换言之，只有与小干扰性RNA高度同源的ｍRNA才会被降解。这一特性在将RNA干扰技术用于治疗人类疾病时极为重要，为减少或避免抑制不相关基因奠定了基础。
在设计小干扰性RNA的靶位点时，应尽量选择对靶ｍRNA特异、而与其他内源性基因无同源性的核苷酸序列。并非靶ｍRNA上的所有序列都是小干扰性RNA的有效靶位点。目前尚没有选择小干扰性RNA靶位点的可靠实验方法或计算机程序。可决定小干扰性RNA靶位点是否有效或效力如何的因素仍是个谜。尽管小干扰性RNA和反义DNA（antisense DNA）都能持异性地降解ｍRNA，但它们的作用机制不同，且它们在同一mRNA上的有效靶位点似乎也不相关。
除使用人工合成的小干扰性RNA之外，人们已经成功地使用发夹状RNA或以质粒DNA或病毒为载体在细胞内生成小干扰性RNA样转录物，来特异性地抑制外源性或内源性基因在哺乳类动物或人细胞内表达。用质粒DNA或病毒为载体可在细胞内长时间、稳定地生成小干扰性RNA。此类研究将有助于把RNA干扰技术用于治疗人类疾病。在大多数用哺乳类细胞做的RNA干扰实验中，双链RNA比单链RNA更有效。尽管有假说认为，也有少数实验结果显示，双链RNA通过其反义链而起作用，但仅使用反义链RNA常常不能在哺乳类细胞中有效抑制基因的表达。
目前RNA干扰技术主要应用于探查基因功能和探索治疗肿瘤或感染性疾病的可能性。用RNA干扰技术可抑制蠕虫16757个基因中的约885个基因的功能，其中许多基因有人同源基因。查明蠕虫基因的功能将为研究人基因功能提供有用的信息。如一项用RNA干扰技术筛查蠕虫的脂肪调节基因的研究表明，50%以上的蠕虫脂肪调节基因在哺乳类中有同源基因，而这些同源基因以前从未被认为与调节脂肪存储有关。研究这些基因将有助于发现与人类肥胖相关的基因，进而治疗肥胖或相关疾病。另一个例子是，用RNA干扰技术在蠕虫中找到了61基因组稳定相关的基因。这些基因可能与DNA修复、复制、染色质形成和细胞周期调控有关，其中82%有人同源基因。这些研究结果或许有助于发现潜在的人肿瘤抑制物。
初步的实验结果提示RNA干扰技术可用于治疗有异常基因的人肿瘤。K-RAS发生所必需。bcr/abl融合基因与人白血病有关。用RNA干扰技术可以阻碍K-RAS从而抑制肿瘤发生，或杀死有bcr/abl的人白血病细胞系。通过RNA干扰抑制某些内源性基因的表达能促进白血病细胞系的细胞凋亡或增加其对化疗药物的反应性。
RNA干扰可以被看成是一种与免疫系统类似的防御机制。那么，设想通过RNA干扰治疗病毒感染性疾病就是“顺理成章”的事。初步的实验结果表明这种设想有可能变成现实。用小干扰性RNA抑制人类免疫缺陷病毒（HIV）的某些基因，如P24、Vif、nef、tat或rev可阻碍HIV在细胞内复制。用RNA干扰技术抑制HIV的受体（CD4）或辅助受体（CXCR4或CCR5）在细胞内表达，可阻碍HIV感染细胞。也有通过RNA干扰抑制其他病毒在细胞内复制的报道，如脊髓灰质炎病毒、人乳头瘤病毒、乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒。目前在我国部分地区和其他国家发生的SARS的病原被初步确定为新的冠状病毒。该毒株的核苷酸序列测定在国内外均已完成，理论上RNA干扰技术可用于抑制该病毒在细胞内的复制。
本文所述资料均为非人体试验的结果。将RNA干扰技术用于临床治疗人类疾病还有许多研究工作要做，如何将小干扰性RNA或能在细胞内生成小干扰性RNA样转录物的质粒DNA或病毒载体安全、有效地导入靶组织或靶细胞就是一个必须解决的问题。RNA干扰技术用于治疗人类疾病的安全性仍是个未知数。
总之，RNA干扰是存在于许多生物（包括植物和人）体内的一种自身防御机制，同时也可能是一种内源性基因表达的调控机制。通过RNA干扰抑制基因表达具有高特异性和高效率。尽管RNA干扰的详细机制尚不清楚，大量的体外实验研究资料已经显现出该技术在基因功能研究中的应用前景和新药开发中的巨大潜力。近2～3年以来，RNA干扰技术已引起生物学和医学科学工作者愈来愈多的关注。





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2003 中国科学院上海生命科学研究院 主办

天狼星

中科院上海生物化学研究所有课题组在从事RNA干扰 对hbv的研究。

天狼星

植入转移RNA可能影响人细胞线粒体功能
   


　
  

??新华网莫斯科３月１６日电（记者魏忠杰）俄法专家最近经联合研究发现，植入人体细胞的某种酵母的转移ＲＮＡ（核糖核酸）能够进入人体细胞线粒体并影响线粒体蛋白的合成，从而可能改变线粒体部分功能。专家认为，这一发现有助于研究新方法治疗由线粒体工作异常引起的神经、肌肉疾病。

    如果人体细胞内的线粒体转移ＲＮＡ发生基因点突变，造成线粒体无法正常工作，就可能导致线粒体较集中、肌肉和神经发达且耗能多的人体器官工作受影响，产生某些严重疾病。如果能将来自外部的转移ＲＮＡ植入某些病人的细胞并修复线粒体的部分功能，则可能达到治疗疾病的目的。俄法专家联合进行的实验正是基于这一构想而进行的。

    据俄《科学信息》杂志报道，莫斯科国立大学生物系和法国人类病理学研究模型实验室的专家对酵母转移ＲＮＡ进行研究后，发现了帮助转移ＲＮＡ进入线粒体的特殊结构。在此基础上，他们将某种酵母赖氨酸转移ＲＮＡ植入单个人体细胞。结果，被植入的转移ＲＮＡ成功进入了人体细胞线粒体内部。研究结果还显示，人体细胞线粒体内部合成的蛋白含有了被酵母赖氨酸转移ＲＮＡ带入的氨基酸。这表明，被植入人体细胞的转移ＲＮＡ可能会改变人体细胞线粒体的部分功能。

    据俄法研究人员介绍，这项研究的进展目前离活体动物模型实验尚远。但是，来自外部的转移ＲＮＡ可能改变人体细胞线粒体部分功能这一发现表明，人们可尝试开发基因疗法，治疗由线粒体转移ＲＮＡ发生基因点突变引起的人体疾病。（完）


　　

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