RNA干扰技术与结肠癌
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靳西凤, 冉志华
RNA干扰;PTGS;siRNA;shRNA,靳西凤,冉志华,通讯作者:,电话:,收稿日期:,接受日期:,摘要,关键词:,3.1肿瘤相关基因,3.2凋亡相关基因
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靳西凤, 冉志华, 上海交通大学医学院附属仁济医院 上海市消化疾病研究所 上海市 200001
通讯作者: 冉志华, 200001, 上海市, 上海交通大学医学院附属仁济医院, 上海市消化疾病研究所. violetmoodee1210@126.com
电话: 021-63260930
收稿日期: 2006-04-13 接受日期: 2006-05-24
摘要RNAi技术具有特异性和高效性, 已经成为研究基因功能的重要工具, 在肿瘤的治疗中发挥重要作用, 但同时也存在其不足. 现就近年来RNAi在结肠癌的基因治疗中的运用作一综述.
关键词: RNA干扰; PTGS; siRNA; shRNA
靳西凤, 冉志华. RNA干扰技术与结肠癌. 世界华人消化杂志 2006;14(20):2003-2008
0 引言
RNA干扰技术RNAi曾几度被评为世界科技热点新闻, 自从RNA干扰技术被《Science》杂志评选为2002年度世界十大科学成就之首以来, RNA干扰在结肠癌的应用方面有了长足的进步. 针对细胞信号转导、细胞凋亡、细胞周期调控分子、端粒酶、细胞因子及其受体基因等不同位点而设计的小干扰RNA对结肠癌细胞均有明显的阻抑作用.
1 RNA干扰现象及其机制
RNA干扰(RNA interference, RNAi)是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象, 他是指当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA(double stranded RNA, dsRNA)时, 该mRNA发生降解而导致基因表达沉默的现象, 这种现象发生在转录后水平, 又称为转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing, PTGS). 这种现象在线虫秀丽隐杆线虫首次被发现[1], 很多有机体中普遍存在. 外源dsRNA进入细胞后, 就被切割成大约22核苷酸长的小分子干扰RNA(small interfering RNA, siRNA), siRNA的反义链和多种核酸酶形成了沉默复合物(RNA-induced silencing complex, RISC), RISC具有结合和切割mRNA的作用而介导RNA干扰的过程.
依据RNA干扰现象, 科学家建立了RNA干扰技术, 即人为设计合成针对某特定基因序列的dsRNA来关闭或抑制该基因的表达. 科学家通常使用2个方法来引发RNAi. (1)创造化学上修饰过的短链siRNA, 这些siRNA带有药物的特性; (2)创造带有发夹结构的shRNA. siRNA发挥作用的时间较短, shRNA则作用时间较为持久[3]. RNA干扰已被证实是一种特异、高效、经济的使基因表达受抑的技术手段. 科学家也证实了RNAi的其他机制: siRNA的一股链与靶mRNA 分子退火时, 使得RdRP(RNA指导的RNA聚合酶)利用靶mRNA作为模板, siRNA作为引物来产生新的双链mRNA, 这能够被Dicer所切割, 因此促成了siRNA库. 这种正反馈对于RNAi作用的高效性有深远的意义[2].
随着RNAi现象的发现, 科学家很快意识到内源性基因也能产生双链发夹结构, 干扰特异基因的功能. 这些内源性的siRNAs, 称作微RNA或小调节RNA或异染色质RNA[4-6], 主要影响翻译的效率而不是mRNA的稳定性. miRNA长度上有70 nt, 以自身的编码基因通过自身互补配对结合形成双链茎环发夹结构分子来转录[7]. miRNA的发夹结构经Dicer加工, 被置入RISC[8]. 大多数哺乳动物miRNA通过结合到靶转录本的3'未翻译区域(UTR)抑制蛋白的合成, 造成翻译终止[9]. 单独一个碱基的错配可能完全阻止siRNA沉默[10], 但miRNA引起的翻译抑制可允许与mRNA靶序列的一个错配[11]. 因此, 单独一个miRNA能够调节许多不同的基因, 这可能促进siRNA的非靶向作用[12]. Kawasaki [13]指出: siRNA能够通过直接的DNA甲基化降低靶基因的转录. dsRNA参予了RNA合成、降解和蛋白质合成的主要过程. ......
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