RNA干扰: 希望与挑战
RNA干扰在基因调控和生长发育过程中均起到重要作用,该技术对基础和临床医学的发展均有着深远的影响,为帮助读者更好地理解RNA干扰对医学发展的影响,我们特请英国南安普顿大学的徐云鹤博士对此进行了解读。
Andrew Fire和Craig Mello在蠕虫中发现RNA干扰(RNAi)机制后不到 9年即被授予诺贝尔生理学或医学奖,这充分肯定了该科学发现在生物学和医学上的重要意义。RNAi的发现不仅揭示了一种在植物、动物和人体内普遍存在的生物学机制,更重要的是,其为研究基因功能提供了一种强有力的工具,为治疗疾病提供了一种潜在的新手段。
随着人类基因组全序列测序工作的完成,用基因工程学的方法修正或替换缺陷基因的基因疗法已成为基础和临床医学研究的热门课题。实施基因疗法的前提是了解疾病相关基因,并用特定技术,如基因敲除(knock-out)验证其功能。用RNAi技术进行基因敲除省时、省力、经济且简单易行,其大大提高了基因功能研究的速度,且必将促进基因疗法的发展。
多数药物的作用靶点为蛋白质,要研制这类药物必须对蛋白质的功能和结构有深入了解,而研制以mRNA为靶点的RNAi疗法则不会受制于蛋白质结构研究的进展。RNAi在低等生物中是一种抵抗病毒感染的重要机制,但其在人体抗病毒感染中的作用尚有待研究。
用化学方法合成的21~23个核苷酸的双链RNA(siRNA)和以质粒或病毒为载体的siRNA表达系统都可在人或动物细胞中诱发RNAi,如能用此方法将某种关键病毒蛋白的合成或癌基因的表达抑制或阻断,病毒感染或癌症即可被控制。已有研究结果显示,RNAi可抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)在体外培养的人体细胞中的复制和致病作用,还可抑制严重急性呼吸综合征(SARS)病毒在细胞内的复制,用RNAi技术抑制癌细胞生成的研究也取得了令人鼓舞的结果。此外,RNAi技术在治疗神经、心血管和内分泌疾病的研究方面也逐步开展起来。鉴于RNAi在控制机体发育和细胞分化中的作用,有学者预言,有效的RNAi疗法将在10年内问世。
虽然以RNAi为基础的疗法已进入临床试验阶段,但目前尚无成功的报道。阻碍RNAi技术用于临床的主要因素有二,其一是缺乏将RNAi安全、高效地导入靶器官、组织或细胞的技术,其二则是,RNAi的特异性不及预期。RNAi的靶外作用可能是因siRNA与非靶mRNA分子的部分核苷酸序列一致或其直接作用于mRNA的3'-非翻译区导致的。现已有研究表明,经化学修饰的siRNA特异性和稳定性均有所提高。
总之,人们目前对RNAi机制的认识也许只是冰山一角,RNAi技术对医学的影响也仅仅是霞光初露。, 百拇医药
Andrew Fire和Craig Mello在蠕虫中发现RNA干扰(RNAi)机制后不到 9年即被授予诺贝尔生理学或医学奖,这充分肯定了该科学发现在生物学和医学上的重要意义。RNAi的发现不仅揭示了一种在植物、动物和人体内普遍存在的生物学机制,更重要的是,其为研究基因功能提供了一种强有力的工具,为治疗疾病提供了一种潜在的新手段。
随着人类基因组全序列测序工作的完成,用基因工程学的方法修正或替换缺陷基因的基因疗法已成为基础和临床医学研究的热门课题。实施基因疗法的前提是了解疾病相关基因,并用特定技术,如基因敲除(knock-out)验证其功能。用RNAi技术进行基因敲除省时、省力、经济且简单易行,其大大提高了基因功能研究的速度,且必将促进基因疗法的发展。
多数药物的作用靶点为蛋白质,要研制这类药物必须对蛋白质的功能和结构有深入了解,而研制以mRNA为靶点的RNAi疗法则不会受制于蛋白质结构研究的进展。RNAi在低等生物中是一种抵抗病毒感染的重要机制,但其在人体抗病毒感染中的作用尚有待研究。
用化学方法合成的21~23个核苷酸的双链RNA(siRNA)和以质粒或病毒为载体的siRNA表达系统都可在人或动物细胞中诱发RNAi,如能用此方法将某种关键病毒蛋白的合成或癌基因的表达抑制或阻断,病毒感染或癌症即可被控制。已有研究结果显示,RNAi可抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)在体外培养的人体细胞中的复制和致病作用,还可抑制严重急性呼吸综合征(SARS)病毒在细胞内的复制,用RNAi技术抑制癌细胞生成的研究也取得了令人鼓舞的结果。此外,RNAi技术在治疗神经、心血管和内分泌疾病的研究方面也逐步开展起来。鉴于RNAi在控制机体发育和细胞分化中的作用,有学者预言,有效的RNAi疗法将在10年内问世。
虽然以RNAi为基础的疗法已进入临床试验阶段,但目前尚无成功的报道。阻碍RNAi技术用于临床的主要因素有二,其一是缺乏将RNAi安全、高效地导入靶器官、组织或细胞的技术,其二则是,RNAi的特异性不及预期。RNAi的靶外作用可能是因siRNA与非靶mRNA分子的部分核苷酸序列一致或其直接作用于mRNA的3'-非翻译区导致的。现已有研究表明,经化学修饰的siRNA特异性和稳定性均有所提高。
总之,人们目前对RNAi机制的认识也许只是冰山一角,RNAi技术对医学的影响也仅仅是霞光初露。, 百拇医药