rna干扰技术论文怎么写
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rna干扰技术论文篇一
RNA干扰治疗新进展
【关键词】 RNA;干扰治疗
RNA干扰在哺乳细胞中的基因沉默效应近年才发现,目前已变成基因功能研究中的一种工具[1]。基于RNA干扰的技术已成为现代药物靶向性研究和有效性研究的基本工具。由于RNA可以模拟药物的对抗效应,siRNA自身能直接被开发成药物用于治疗人类疾病,只要选择好疾病的靶向位点,就可绕过药物开发的复杂和长期的过程,从而节省大量的经费。因此,RNAi干扰的治疗前景广阔。
RNA干扰或RNAi基因沉默由siRNA介导,主要通过降解与其同源的mRNAs,而且这种效应贯穿真核细胞始终。受益于RNAi生物技术的快速发展,现在已经知道外源基因将RNAi导入哺乳动物细胞主要是利用miRNA进化保留途径。在哺乳动物细胞内,内源性miRNA基因转录经Drosha产生miRNA初体,在细胞核内miRNA初体进一步形成miRNA前体,miRNA前体然后通过Exportin5形成成熟的miRNA,miRNA整合形成RISC复合物,通过抑制RNA补体翻译或降解RNA补体来调节基因表达。miRNA有重要的生理作用,特别是在恶性肿瘤的早期发展中。
1 RNAi的药物开发潜力
与传统的小分子药物和抗体想比较,RNAi治疗有如下优势:(1)由于可以通过对靶基因序列合理的设计药物,从靶标到药物的过程大大缩短。(2)RNAi药物的合成路线基本相同。(3)RNAi治疗能够锁定任何基因,包括非药物和非蛋白基因。(4)RNAi药物具有高度特异性。(5)仔细选择位点可避免发生靶向失活效应。(6)任何有相同化学组分的RNAi药物的药代动力学相似。由于有以上优点,已经有很多生化公司开始制造RNAi药物[2]。
2 RNAi治疗存在的问题
尽管开发RNAi药物的热情高涨,也取得了一些进步,但广泛使用RNAi药物仍然有一些大的障碍需要克服。RNAi药物跟其他核酸类药物一样,有药代动力学差的缺点[3]。另外,RNAi基因治疗和其他基因治疗同样存在着转运的问题。
虽然siRNA在血浆中的稳定性比单链RNA显著提高,但是作为一种能全身实际应用的药物仍然太低了[4]。这主要是因为血浆中的核酸酶非常丰富,从而引起了RNA的降解。需要指出的是,如果没有转染载体的帮助,核酸是不能通过细胞膜进入细胞内的,而这些转染载体在体内使用通常是有毒性的,因此这是细胞摄取的另一大障碍。最近,通过提高siRNA的稳当性和增加细胞的摄取,在核酸化学和配方上取得的进步已经改善了siRNA药物的药代动力学[5]。主要表现在以下几方面:(1) siRNA分子的化学修饰增加了siRNA对核酸酶的抵抗力。几种不同的siRNA修饰骨架增加了siRNA分子的稳定性,而且在有些病例表现得更有效[6]。(2) 新的配方增加了siRNA在血浆中的稳当性。(3) 新配方也增加了细胞的摄取siRNA能力。(4) 最近一种siRNA联合抗体技术可以使siRNA药物治疗具有细胞特异性。(5) 仔细设计药物使用方法可以达到理想的生化分布和治疗效果。药物使用方法基本上可分为两大类:局部和全身用药,在几种动物模型上已成功使用局部给药的方法。包括老年性斑点退变的眼内给药[7],癌症的肿瘤内注射、哮喘的鼻内给药[8],中枢神经病变的脑内给药等。与局部给药相比,全身给药有血液中稳定性差和生化分布差的缺点。目前静脉应用siRNA已成功的抑制了动物肝脏体内的乙肝病毒的感染[9]。然而,目前尚不能接受这种方法在人体应用时所带来的风险,仍然还需要进一步观察。另外,由于miRNA通路和肝组织再生能力被干扰,腺病毒介导的RNAi干扰有严重的肝毒性。因此在全身应用siRNA药物时应特别小心。当然,也有报道通过静脉注射siRNA/shRNA,成功的使小鼠相应基因沉默[10]。
3 siRNA治疗的安全性
siRNA的高度特异性使得它有可能成为安全和特效的治疗药物,然而,它在安全性方面仍然存在很多问题。
3.1 双链RNA对转录和翻译的干扰效应是非特异性的,因此引起了细胞的调亡。已经有报道指出脂质体和某些特定的siRNA序列一样可以增加动物模型的干扰效应[11]。siRNA最佳设计可以减少干扰反应的诱导。
3.2 腺病毒载体介导的siRNA有可能产生与病毒有关的免疫反应[12]。逆转录病毒介导的siRNA可以在肝脏内传递,但是这种病毒由于要与宿主染色体整合,其长期治疗的安全性仍有待进一步观察。
3.3 siRNA的失靶效应现象已经被广泛接受,这也可能会产生安全性的问题[13],因此在设计和筛选靶序列是应特别小心。
3.4 由于siRNA介导的RNA干扰技术与miRNA诱导的基因失活有着共同的组分,在体内高表达的外源性siRNA是否会干扰正常的细胞生理也是一个问题。
4 展望
RNAi技术在今天已成为一种基本的药物开发工具,它使得药物开发过程显著简化、加速了新药的开发、而且使得新药开发在治疗上具有最佳性。目前已经广泛应用于肿瘤、感染性疾病、与年龄相关的黄斑性视力退化的药物研究,基于RNAi的药物必将重新规划药物开发的未来。
【参考文献】
[1] Anderson J. and Akkina R. (2005). HIV1 resistance conferred by siRNAcosuppression of CXCR4 and CCR5 coreceptors by a bispecificlentiviral vector. AIDS Res. Ther. 2, 1.
[2] Bennasser Y., Le S.Y., Benkirane M. and Jeang K.T. (2005). Evidencethat HIV1 encodes an siRNA and a suppressor of RNA silencing.Immunity 22, 607~619.
[3] Birmingham A., Anderson E.M., Reynolds A., IlsleyTyree D., Leake D.,Fedorov Y., Baskerville S., Maksimova E., Robinson K., Karpilow J.,Marshall W.S. and Khvorova A. (2006).
[4] 3' UTR seed matches, butnot ove