RNAi：生物技术的蓝月亮

yeyuweiliang

  大量公开发表的老鼠试验和实验室研究成果表明，基于RNAi技术的药物有望治疗癌症，丙肝和艾滋病等病毒性疾病，甚至可能用来治疗神经系统疾病，该技术可能产生许多销售额数十亿美元的新药。去年12月，《科学》杂志将RNAi评为2002年十大科技进步之首，麻省理工大学的生物学家、诺贝尔奖获得者菲利普•夏普认为，RNAi技术将成为十年来甚至几十年来最重要和激动人心的科学突破。

　　去年夏普与人合资成立了一家专门从事RNAi药物研发的公司：AlnylamPharma?ceuticals，开始了他的第二次创业之路。他曾于1978年与人共同创立了从事基因重组研究的生物基因（Biogen）公司，现在这家公司的市值已超过了50亿美元。除了Al?nylam，还有10余家新成立的公司专门从事RNAi技术的研究，一些制药业巨头如美国雅培制药有限公司和基因技术公司这样的生物技术巨头也开始投入RNAi的研发，这些公司都想摘到这一蓝月亮，究竟谁会是幸运者呢？

　　RNAi技术的最大难题：

　　药物稳定性问题

　　Alnylam公司的首席执行官约翰•玛拉伽诺瑞以前是千年制药公司的首席执行官，他舍弃了以前优越的条件，投身从零开始的Alnylam公司，他坚信，RNAi药物投入使用虽然还需要时间，但它的表现不会让人失望。

　　新药的问世往往需要十几年时间，而且RNAi研发人员要想取得大的突破，必须首先解决基因沉默药物的给药方式。目前实验室中用来诱导RNAi的化合物在血液中会被快速分解，即使这一稳定性问题得到了解决，研究人员还应该设计出将药物准确送入特定组织的方式。与另外几位率先研究RNAi技术的科学家一起竞争诺贝尔奖的洛克菲勒大学的托马斯•塔什尔教授（也是Alnylam公司的顾问之一）认为，基因沉默药物的给药问题短期内不会得到解决。

　　虽然如此，科学家对RNA干预技术的热情丝毫不减，远远超过反义技术等早期基因调控技术。在塔什尔开启RNAi后不到两年时间内，RNAi技术已经作为研究工具用于各个领域。哈佛大学的遗传学家盖瑞•若昆最近的研究成果显示出RNAi技术的无穷力量，他领导的研究小组发现，利用RNAi技术关闭蠕虫体内的300个基因，其体内脂肪会大大减少，这300个基因中有许多在人体内同样存在。该研究小组推断，可以将这些基因作为药物靶标，在RNAi药物问世之前，开发出能靶向这些基因的传统药物，用以治疗日益严重的肥胖症，这将是一个很大的市场。

　　Alnylam公司的另一顾问、加州工学院的教授马克•大卫认为，RNAi技术药物非常高效，极少量的RNAi诱导剂就能使基因沉默，这意味着，只要使药物进入目标细胞（而不需进入细胞中的目标基因），就能产生治疗效果，这将大大简化给药方式。

　　许多公司宣布它们在开发血液中稳定的RNAi药物方面已取得巨大进展，Sirna制药公司表示，其化学家们已经合成了一种抗分解的RNAi化合物，老鼠试验表明，这种化合物能使促进眼睛中异常血管生长的基因失活，从而有效抑制致使老年人失明的眼斑恶化。因为这一重大发现，Sirna在今年4月更名为核酶制药公司（RibozymePharmaceuticals），并在最近募集到4800万美元的风险投资。

　　Sirna的首席执行官哈夫•若宾认为这个转变是水到渠成的。许多年来，该公司一直在从事核酶类RNA分子的研究，核酶同样具有沉默基因的功能。正因为有这样多的生物学家和生物技术公司数十年如一日地投身RNA研究，干预RNA技术才发展得如此迅速。事实上，从1961年科学家们就已经知道了在蛋白质合成的过程中，DNA编码的基因就被转录成“信使RNA”。而RNAi只是使某些信使RNA失活，从而阻止某些蛋白质的生成。

　　小分子干预RNA技术

　　1995年，康奈尔大学的SuGuo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现，反义和正义RNA都阻断了基因的表达，他们对这个结果百思不得其解。直到1998年，AndrewFire的研究证明，在正义RNA也阻断了基因表达的试验中，真正起作用的是双链RNA。这些双链RNA是体外转录正义RNA时生成的。这种双链RNA对基因表达的阻断作用被称为RNA干预（RNAinterference，RNAi）。随后的研究中发现，RNAi现象广泛存在于线虫、果蝇、斑马鱼、真菌以及植物等生物体内，这些生物体利用RNAi来抵御病毒的感染，阻断基因的作用。RNAi能高效特异地阻断基因的表达，在线虫、果蝇体内，RNAi能达到基因沉默的效果。在小鼠和人的体外培养细胞中利用RNAi技术也成功阻断了基因的表达，实现了细胞水平的基因沉默。

　　但是随后的研究却遭到了挫折。科学家们在对哺乳动物的研究中发现，RNAi通常会关闭所有的基因，从而杀死细胞。当时许多科学家们认为，RNAi可能并不会在基因研究和药物开发方面发挥作用。

　　但是夏普和其他几位科学家并没有放弃。2000年，夏普和他的同事发现，RNAi在发挥基因沉默剂的作用之前，通常会裂解成小分子片断。塔什尔随后分离出了这些活性片断，并取名为小分子干预RNA或siRNA，2001年4月，塔什尔领导的工作组在《自然》杂志上发表了一篇论文，文章指出，siRNA在抑制哺乳动物细胞中某些基因的同时，并没有大面积杀死细胞。

　　谁将摘得这个蓝月亮？

　　由于塔什尔在文章中给出了一种非常方便的用于实验室研究的关闭基因方式，科学界对RNAi的研究热情高涨。这种基因关闭方式的巨大价值在于通过观察含有被沉默基因的细胞，可以认识这些沉默基因的功能，而对基因功能的认识对获得基因专利和发现药物至关重要。例如，雅培实验室已经利用RNAi技术识别出促癌基因和蛋白质，这一发现已经给公司带来了振奋人心的结果。

　　夏普、塔什尔和他们的同事在共同组建Alnylam公司的时候，非常容易就找到了资金支持者。由于夏普和塔什尔的出色成就，Alnylam公司在将这些研究成果转化为治疗性应用方面具有独一无二的优势，但是由于德国的RibopharmaofKulmbach公司是世界上第一个获得siRNA沉默基因的专利的公司，Sirna也拥有使RNA分子保持稳定的重要专利，对这个蓝月亮的竞争还是非常激烈的。

　　随着竞争的日益激烈，RNAi的研究主要集中在两个方面。Alnylam公司和Sirna公司主要涉足用化学方法调控siR?NA，以使它们更稳定，从而进入细胞；而Intradigm等公司主要研究其它能包裹siRNA的分子。

　　第一个RNAi产品可能是艾滋病药物

　　后者可能优先进入临床，这种方法往往需要病毒作为载体将生成siRNA的基因运送到细胞中，然后这些基因就在细胞内大量生产siRNA，让目标基因沉默数月。由于病毒载体能引起有害的免疫反应，这种方法比直接注射siRNA具有更大的风险，但它能加速解决艾滋病等疾病的给药问题。

　　最近洛杉矶一家生物医药研究所公布了一项重大发现，用病毒载体给药可以抑制猴子体内的HIV类病毒。这个研究小组的最后目的是研究一种RNAi药物，这种药物既可以关闭几种HIV基因，也可以使某些促进病毒进入细胞的人体基因沉默。为了降低病毒载体可能的风险，他们从病人体内提取血细胞前体，在体外将载体注入这些细胞中，同时使用高剂量的化疗来消灭病人体内发生病变的免疫细胞。然后将这些处理过的细胞前体重新注入病人体内，重新建立含有HIV沉默基因的免疫系统，最终得到持久的治疗效果。

　　这项技术可能会在3年内进入人体临床阶段。Intradigm和Ribopharma两家公司宣布，它们也会在3年之内进行RNAi药物的临床试验。

　　对RNAi药物的研究热情将促使RNAi药物以很快的速度进入临床试验阶段，虽然生物技术在遭遇一次次希望落空后，很难保证RNAi的美好前景，但毕竟生物技术产业已经大约25年没有出现蓝月亮了，RNAi技术恰逢此时，必将成为下一个蓝月亮。

dickens_yu

收藏

zhaomien2008

说是能把艾滋和乙肝都搞定，我狂晕呀，要是等到爱艾滋病被攻克，我门都成爷爷级人物了。。。

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icedragons

这辈子我是看不到希望了，能攻克两样病毒中的任何一种的人都会在人类历史上青史留名的。

青竹

这种药，也就是抑制剂而已，没有什么特别的功用。

而且，目前是绝对的忽悠阶段。

ybdn

得诺贝尔医学奖了。

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年轻的获奖者

　　2006年10月2日，现年47岁的Andrew Z. Fire和45岁的Craig C. Mello由于在RNAi(RNA interference，RNAi)及基因沉默现象研究领域的杰出贡献而今年诺贝尔医学奖获得者，且获奖日期距其研究发表仅8年时间，获奖速度之快亦令人叹为观止。颁奖委员会评价：“他们发现了控制基因信息流通的基本机制， 解释了困惑这一研究者们许久的难题。” “像在

清晨突然打开窗帘，然后一切都一目了然了”。

　　RNAi的殊荣

　　2001年，随着人类基因组测序的完成，针对其它多种生物的基因组测序计划也相继开展起来。在未来的一段时间内，科学界将不会出现比人类基因组测序更瞩目的技术。有人将人类基因组测序称为“21世纪科学发展史上的里程碑”、“生物学领域最重要的成就之一”。然而时隔不久，同一年在哺乳动物中发现的RNAI掀起了一场风暴，而且愈演愈烈。《Science》杂志将RNAi称为“2002年的重大突破”(Couzin，2002)。然而，更加令人吃惊和兴奋的是，4年以后的今天，这项技术的始作俑者，Andrew Fire和Craig Mello就因此获得2006年诺贝尔医学奖。

　　一项全新的技术在提出后短短几年就得到诺贝尔奖的青睐和肯定，此前是绝无仅有的，这也足见RNAi在医学领域的开创性意义和极大的应用前景。

　　RNAi的身世

　　科学家们最早在植物(Napoli等，1990)和脉孢菌(Neurospora crassa) (Cogoni和Macino，1997)中发现了dsRNA诱导的RNA沉默现象。RNAi在这些机体中作为抗病毒的防御体系而发挥作用。虽然在上述发现中，

转基因病毒可以编码具有沉默功能的基因片断，并在复制过程中产生dsRNA，但针对RNA沉默现象的决定性发现还是由Andrew Fire和Craig Mello首先完成的。早在几年前，在线虫中进行反义RNA实验时，Guo和Kemphues就观察到正义RNA也具有很高的基因沉默活性(Guo和Kemphues，1995)。后来Andrew Fire和Craig Mello通过实验阐明了这一反常现象：将反义RNA和正义RNA同时注射到秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)比单独注射反义RNA诱导基因沉默的效率高10倍。由此推断，dsRNA触发了高效的基因沉默机制并极大降低了靶mRNA水平(Fire等，1998)。人们将这一现象命名为RNAi (见综述：Arenz和Schepers，2003)。

　　RNAi的机制

　　基因所携带遗传信息(即单个基因的具体功能)的传递是通过名为信使RNA的分子进入细胞蛋白合成“工厂”而实现的，而基因功能的研究方法一直是研究工作的拦路虎。Fire和Mello通过线虫实验证实：某些分子触发了特定基因上RNA的破坏，导致蛋白无法合成，出现“基因沉默”，而这一过程便被称为RNAi。天然的RNAi现象存在于植物动物和人类等真核生物的体内，在调解基因活力和预防病毒感染方面起到重要作用。同时他们还发现了有效关闭基因表达的方法，这样当某一特定基因被“沉默”后，其功能便反向的体现出来了。

　　RNAi的运用

　　RNAi主要通过在转录后(post-transcriptional)水平阻断基因的表达，并借此研究基因的功能。同时它为我们提供了一个治疗疾病的新途径。比如，我们可以按拟定的方式来关闭(shutting off)非必需或致病基因的功能。从理论上说，若能关闭致病基因的表达则很多疾病将被治愈。动物实验已证明，可以通过RNAi的方法使导致血胆固醇升高的基因“沉默”；病毒性疾病，眼疾，心血管代谢性疾病等方面的临床试验也正在进行中；这一方法为病毒性肝炎、

艾滋病和肿瘤等人类顽疾的治疗指了一条新路。

和肿瘤等人类顽疾的治疗指了一条新路。

　　随着人们对多种生物体基因组序列了解的深入，RNAi技术可以帮助我们更细致地了解复杂的生理学过程。RNAi技术与基因组学、蛋白质组学和功能蛋白质组学密切相关，因此， RNAi本身可作为一项实验技术为生物工程及制药业等相关行业服务，从而在更深更广的领域发挥其作用。 （丁香）

齐欢畅

春波

翻地翻得好深啊 ，转眼三年了 ，进展在哪里。。。。。。。。。