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川大最新文章：siRNA在癌症基因治疗方面的前景

2015-04-26 01:04 毕业

    生物谷：来自4川大学华西医学中心微生物学教研室，成都生物制品研究所（Institute  of  Chengdu  Biological  Products）的研究人员通过构建质粒pAd-hTR证明了hTR  siRNA在HeLa细胞系中有效和特异的端粒酶的敲除，从而指出了这种siRNA表达重组腺病毒系统在癌症基因治疗方面的前景。这1研究成果公布在Cancer  Gene  Therapy杂志上。

    领导这1研究的是4川大学华西医学中心微生物学教研室主任李明远教授，其早年毕业于华西医科大学医学专业，之后在美国著名的St.  Jude  Children’s  Research  Hospital学习，学习了基因敲除、转基因和基因沉默等现代分子生物技术。目前担任4川大学华西医学中心微生物学教研室主任，中华医学会微生物学与免疫学会第6届委员会常委，《中国病原生物学杂志》、《4川大学学报（医学版）》、《国际检验医学杂志》和《西部医学》等杂志编委，《中国普外基础与临床杂志》审稿人，国家自然科学基金同行评审专家。

    RNA沉默是存在于生物中的1种古老现象,  是生物抵抗异常DNA(病毒、转座因子和某些高重复的基因组序列)的保护机制,  同时在生物发育过程中扮演着基因表达调控的角色，它可以通过降解RNA、抑制翻译或修饰染色体等方式发挥作用。

    RNA沉默存在两种既有联系又有区别的途径:  siRNA(small  interference  RNA)途径和miRNA(microRNA)途径。siRNA途径是由dsRNA(double-stranded  RNA)引发的,  dsRNA被1种RNaseⅢ家族的内切核酸酶(RNA-  induced  silencing  complex,  Dicer)切割成21~26  nt长的siRNA,  通过siRNA指导形成RISC蛋白复合物(RNA-induced  silencing  complex)降解与siRNA序列互补的mRNA而引发RNA沉默。而miRNA途径中miRNA是含量丰富的不编码小RNA(21~24个核苷酸),  由Dicer酶切割内源性表达的短发夹结构RNA(hairpin  RNA,  hpRNA)形成。miRNA同样可以与蛋白因子形成RISC蛋白复合物,  可以结合并切割特异的mRNA而引发RNA沉默。尽管引发沉默的来源不同,  但siRNA  和miRNA  都参与构成结构相似的RISC,在作用方式上2者有很大的相似性。

    由于RNAi可以作为1种简单有效的代替基因敲除的工具，在功能基因组学研究、基因治疗等领域得到了越来越多的重视。为此被Science评为2001年最重要成果之1。RNAi，即引入双链RNA，通过特异性结合互补链从而抑制基因表达/引发转录后沉默。许多的研究人员开始用RNAi作为1种工具研究基因功能。较早的哺乳动物RNAi实验中，siRNAs通过化学方法合成。进1步的，开始有了商业化的体外转录方法合成siRNA的试剂盒提供，比化学合成方法经济。现在已有研究小组开发表达载体，能够在哺乳动物细胞中持续表达siRNAs。

    在RNAi实验中，化学合成与体外转录方法都是在体外得到siRNA后再导入细胞内，但是这两种方法主要有两方面无法克服的缺点：siRNA进入细胞后容易被降解；进入细胞siRNA在细胞内的RNAi效应持续时间短。针对这种情况，出现了质粒、病毒类载体介导的siRNA体内表达。该方法的基本思路是：将siRNA对应的DNA双链模板序列克隆入载体的RNA聚合酶III的启动子后，这样就能在体内表达所需的siRNA分子。这种方法总体的优点在于不需要直接操作RNA，能达到较长时间的基因沉默效果。 

    通过质粒表达siRNAs大都是用Pol  III启动子启动编码shRNA(small  hairpin  RNA)的序列。选用Pol  III启动子的原因在于这个启动子总是在离启动子1个固定距离的位置开始转录合成RNA，遇到4—5个连续的U即终止，非常精确。当这种带有Pol  III  启动子和shRNA模板序列的质粒转染哺乳动物细胞时，这种能表达siRNA的质粒确实能够下调特定基因的表达，可抑制外源基因和内源基因。采用质粒的优点在于，通过siRNA表达质粒的选择标记，siRNA载体能够更长时间地抑制目的基因表达。当然还有1点，那就是由于质粒可以复制扩增，相比起其它合成方法来说，这就能够显著降低制备siRNA的成本。

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