rnaiRNA的干扰
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发布时间：2024-10-11 02:19
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时间：2024-10-21 15:20
RNA干扰（RNA interference, RNAi）的发现近年来极大地推动了反义领域研究的发展。最初在秀丽线虫中被发现的这一自然现象，是通过序列特异性的机制实现基因转录后沉默的强大工具（1）。近年来，RNAi领域取得显著进步，相关综述不断涌现（2-4）。RNA干扰过程由双链RNA分子触发，Dicer酶会将其剪切成21-23个核苷酸的siRNAs（如图所示）。RNaseIII蛋白作为二聚体起作用，切割双链RNA的两条链，生成的siRNAs随后被RNA诱导的沉默复合物（RISC）接纳，引导靶RNA的核酸酶降解。
尽管这种机制在研究多种模式生物基因功能中表现出高效性，但在哺乳动物细胞中的应用一度受限，因为长双链RNA可能导致干扰素应答。Tuschi等人的突破性工作表明，使用21nt的siRNA能特异性地抑制哺乳动物细胞基因表达（5），这一发现促使更多研究者利用RNAi技术对哺乳动物细胞进行研究，因为它相较于传统反义技术，表现出更强的性能。
有趣的是，除了短双链RNA，短发夹RNA（shRNA）经过加工后也能转化为siRNA，从而产生RNA干扰（6, 7）。shRNA可以利用RNA聚核酶III启动子转录，如U6启动子或H1 RNA（11），或通过两段RNA分子分别转录。载体介导的siRNA表达使得哺乳动物细胞内基因长期沉默成为可能，如在稳定转染细胞中，即使在两个月后仍能看到基因沉默的现象（11）。
为了延长siRNA抑制基因表达的时间，研究者会对化学合成的RNA进行核苷酸修饰，以提高其在细胞内的稳定性。例如，对siRNA的两条链末端进行修饰，如5'端2'-O-甲基化和3'端甲基化，可以延长基因沉默的时间（14）。然而，过度甲基化或引入较大体积的烯丙基可能会降低siRNA活性。
RNA干扰在哺乳动物体内应用的早期研究采用高压注射法，将编码shRNA的质粒注入小鼠尾静脉（15, 16）。这种技术已成功抑制多种基因的表达，如Fas基因，用于肝损伤治疗（17）。通过siRNA处理，小鼠的Fas基因沉默能够保护它们免受疾病影响，显示出RNA干扰的有效性。
尽管高压导入方法不适于临床治疗，标准基因治疗技术如反转录病毒载体被用来导入siRNA，以治疗胰腺肿瘤（18）或抑制特定基因表达（19）。RNAi的特异性及组织特异性应用潜力正在逐步展现。然而，在将RNA干扰用于人类疾病治疗前，仍需谨慎对待潜在的长期副作用，借鉴反义技术的研究教训，如确保基因沉默的特异性并充分评估免疫系统的可能影响。
扩展资料
RNAi (RNA interference) 即RNA干涉，是近年来发现的在生物体内普遍存在的一种古老的生物学现象，是由双链RNA（dsRNA）介导的、由特定酶参与的特异性基因沉默现象，它在转录水平、转录后水平和翻译水平上阻断基因的表达。
