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双链Rna干涉技术使致病基因静默
http://www.100md.com 2002年10月7日 自然
     随着人类对自身RNA序列密码的破解和基因功能的了解,危害人类健康和生命的5000多种遗传病及与遗传密切相关或与基因功能相关的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病和一些致病病毒引起的艾滋病、肝炎、流感等,都将会得益于基因治疗或基因水平的早期诊断。截至今年5月20日的一份国际基因治疗统计资料显示,已有505个基因治疗方案处于不同阶段的临床研究之中。其中,癌症的基因治疗方案有319个,占63.2%;艾滋病的基因治疗方案有37个,占7.3%。这些基因治疗方案中绝大部分是用功能性基因进行治疗。而最近,在国际上又出现了一种新的基因治疗手段,即采用小的双链RNA干涉(RNAi)技术特异性地抑制如艾滋病病毒基因、肝炎病毒基因、癌基因、癌相关基因或突变基因的过度表达,使这类基因保持在静默或休眠状态,从而有望用这种新的手段治疗艾滋病、肝炎、流感和恶性肿瘤等疑难病症。

    DNA通常是双链的,RNA通常是单链的,基因通常是由DNA通过转录形成单链信使RNA,随着翻译形成蛋白质才起作用的。去年德国科学家艾尔伯夏等人在《自然》杂志上发表了用小的21~23个核苷酸合成的双链RNA可特异性似瀑布式地降解破坏哺乳类细胞中某种基因转录形成的信使RNA,使之不能翻译形成蛋白质。这种很小的双链RNA在作用48~72小时后,该基因表达形成的蛋白质可减少90%以上,而其他基因则不受任何影响。如果将双链RNA中的一个核苷酸改变,则丧失RNA干涉作用,因此特异性、专一性和靶向性很强,人们形象地称用这种双链RNA干涉技术可使基因敲低、基因静默或休眠。
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    今年,国际上许多科学研究工作者已将双链RNA干涉技术应用于抑制艾滋病病毒基因表达、抑制肝炎病毒基因表达和抑制癌基因、癌发生或生长的相关基因及突变基因表达。

    今年5月,美国科学家李等人报道,采用21个核苷酸双链DNA形成双链RNA,加入到感染艾滋病病毒的细胞中,24小时后,可减少艾滋病病毒基因表达90%以上,这种双链RNA可阻断艾滋病病毒感染培养的细胞。因此认为,这种双链RNA干涉技术是一种潜在的强有力的选择性抑制艾滋病病毒基因表达、抑制艾滋病病毒感染细胞的新手段,具有选择性地抑制艾滋病病毒的功能。

    我国第二军医大学南京军医学院分子医学研究所的徐根兴教授采用21个核苷酸的双链RNA直接抑制癌细胞中特定基因的表达,在加入低浓度合成的双链RNA于培养的癌细胞中作用48小时后,检测到该类基因表达产物蛋白质的量仅在对照组的10%以内,这意味着由于双链RNA的放大效应,微量的双链RNA可抑制靶向的癌基因表达高达90%以上。采用合成的双链RNA和通过载体将双链DNA形成小发夹状的双链RNA,对抑制癌相关基因也同样达到类似的结果。
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    今年7月4日,《自然》杂志又介绍了美国科学家麦卡弗里等人,将合成的双链RNA和通过载体将双链DNA形成小发夹状的双链RNA直接注入鼠的肝脏,并将肝炎C病毒与标志基因相连后感染鼠肝脏,这种双链RNA或双链发夹状RNA对标志基因的表达抑制分别达到81%和92.8%,表明这两种双链RNA均可明显地抑制成体鼠肝脏内导入的肝炎C病毒基因的表达。由此可以证明,这种双链RNA干涉技术不仅可抑制体外细胞中特定基因的表达,而且也可抑制体内特定基因的表达。

    今年9月,科学家采用这项技术完全清除了生长在试管中的所有癌细胞,而未伤及正常细胞。随着这一研究结果近日的公布,另一个小组的研究人员正设计这一技术在世界上的第一次临床试验,将在一组艾滋病患者中进行。由于双链RNA干涉通过使有害的基因“静默”而奏效,因而科学家认为,可用其来关闭感染的病毒基因或已转为恶性的肿瘤细胞,从而使它们变得无害。近日发表在《肿瘤》杂志上的一项研究表明,双链RNA干扰可以有效地关闭人乳头瘤病毒基因,该基因可触发妇女的宫颈癌。研究发现,生长在试管中的癌细胞全部死亡,只留下了丝毫未损的正常细胞。

    一些科学家预言,一旦双链RNA干涉技术能用于临床治疗艾滋病、肝炎和恶性肿瘤,这将是病毒性、寄生病原性、突变基因和癌基因表达等所引起的疾病在基因治疗方面的一场新的革命。, http://www.100md.com