RNA聚合酶Ⅱ启动子调控RNA 干扰在肿瘤治疗中的应用前景

RNA干扰是双链RNA介导的特异性转录后基因表达沉默现象.由于双链小干扰RNA介导的RNA干扰技术设计简便、作用迅速、效果明显,目前已被广泛应用于基因功能和重大疾病治疗的研究,尤其为肿瘤治疗提供了一条新途径.利用RNA干扰技术通过调节肿瘤发生发展相关基因的表达可制定出一系列有效的抗癌策略.然而在现行大多数策略中往往采用不可调控的RNA聚合酶Ⅲ启动子(H1,U6)表达经典的发夹结构RNA,经由Dicer酶切割成功能性siRNA,因此缺乏组织细胞靶向性和抗癌效率.最新研究表明,采用RNA聚合酶Ⅱ启动子可弥补由RNA聚合酶Ⅲ启动子调控RNA干扰缺陷和不足.此外,运用病毒载体特别是具有靶向和溶瘤效应的肿瘤特异性复制腺病毒,介导RNA聚合酶Ⅱ启动子调控表达siRNA有望成为更有效的治疗手段.     

小发夹RNA在稀有(鱼句)鲫胚胎中的表达

由小的干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA)介导的RNA干扰(RNA interference,RNAi)是近年来快速发展的一种转录后基因沉默方法,已被广泛的应用于基因功能的研究,基因网络调控的探讨以及疾病的治疗等方面.多数的siRNA表达载体依赖RNA聚合酶Ⅲ启动子中的一种,操纵一段短发夹结构RNA(Small hairpin RNA,shRNA)在细胞或体内表达.这一类启动子主要包括人源和鼠源的U6启动子和人H1启动子等.为了探明鱼类自身的RNA聚合酶Ⅲ启动子是否能有效驱动shRNA在鱼体内表达,从而更好地利用RNAi进行鱼类基因功能和抗病毒研究,研究利用斑马鱼的H1和u6启动子以及草鱼的H1启动子,以草鱼呼肠孤病毒(Grass carp reovirus,GCRV)外衣壳蛋白VP7基因为靶基因,以增强型绿色荧光蛋白(eGFP)为报告基因,分别构建了三个shRNA表达载体:pZH1siGCRV-CMVeGFP、pZU6siGCRV-CMVeGFP和pCH1siGCRV-CMVeGFP.通过显微注射将三种表达载体分别导入稀有(鱼句)鲫(Gobiocypris rarus)受精卵中.由于siRNA片段很短,其表达检测非常困难,研究采用stem-loop RT-PCR方法,对稀有(鱼句)鲫胚胎发育不同时期的shRNA表达进行了检测.研究结果表明,采用的三种鱼类自身的RNA聚合酶Ⅲ启动子均能有效驱动GCRVsiRNA的表达;在取样的各个胚胎发育时期均能检测到GCRV siRNA的表达;stem-loop RT-PCR方法可以便捷检测siRNA的表达.研究构建的鱼类胚胎siRNA有效持续表达载体,建立的简易快捷siRNA检测方法,为进一步的抗GCRV转基因鱼研制以及siRNA的病毒复制干扰机制研究奠定了重要基础并提供有力的技术支撑.     

RNAa:一种新型的反标准ncRNA调控基因表达模式

RNA激活(RNA activation, RNAa)是目前最新发现的一种反标准非编码RNA(non-coding 牋RNA, ncRNA)调控模式, 它由双链RNA(double-stranded RNA, dsRNA)分子介导, 在转录水平激活目的基因表达.有别于传统的RNA调控方式, RNAa调控中既存在dsRNA与靶基因间的空间偶合作用, 又具有RNA干扰(RNA interference, RNAi)样的序列互补依赖性, 在保持较高特异性的前提下, 能够人为地选择多个靶位点实现目的基因激活.RNAa靶向于基因启动子的非CpG岛及 Alu区, 并受组蛋白H3的甲基化及乙酰化状态影响, 和RNAi的沉默效果相比, RNAa的激活作用更为持久, 为肿瘤、代谢及遗传性疾病的治疗提供了一个新的方法.现就RNAa的发现、作用机制以及应用前景进行了综述, 并比较了RNAa与传统ncRNA调控的联系与区别.     

RNAi技术的医疗应用潜力

RNA干扰是指双链RNA在细胞内特异性地诱导同源互补的mRNA降解,从而阻断相应基因表达的现象。RNAi发展成为一种新型的基因治疗方式的进程取决于哺乳动物砌RNAi的研究进展。在大多数哺乳动物细胞中,直接导入长dsRNA引发的非特异性基因沉默掩盖了RNAi效应,而多种有效的双链RNA导入方式在一定程度上解决了这一问题。初步的实验结果表明,用RNAi治疗癌症、病毒感染等疾病的设想有可能变成现实。     

RNA干扰研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指由双链RNA(double-strandedRNA,dsRNA)启动的序列特异的转录后基因沉默现象,广泛存在于真菌、植物和动物中。它是细胞内由双链RNA诱导降解与其配对的特定mRNA的过程。细胞内双链RNA在酶的作用下,形成20-25碱基大小的小干扰RNA(siRNAs),由siRNAs进一步掺入多组分核酸酶并使其激活,从而精确降解与siRNAs序列相同的mRNA,抑制该基因在细胞内的翻译表达。RNAi技术是近年来迅速发展起来的高效、特异、易操作的基因沉默技术。与反义寡核苷酸等传统方法相比,RNAi技术有着无可比拟的优势。本文就其近年的研究进展作一综述。     

LOX-1特异性小发夹RNA 表达载体的构建及其对巨噬细胞源性泡沫细胞形成的影响

[摘　要]　目的：靶向血凝素样氧化型低密度脂蛋白受体-1基因的发卡样siRNA(shRNA)表达载体及其对巨噬细胞源性泡沫细胞形成的影响。方法：(1)采用DNA重组技术,将LOX-1 shRNA双链与线性化pGenesil-1质粒表达载体连接,脂质体法转染小鼠单核巨噬细胞（RAW264.7）,半定量逆转录聚合酶链反应法检测LOX-1 mRNA的表达,Western blot法检测LOX-1蛋白的表达。(2) Ox-LDL诱导巨噬细胞建立泡沫细胞模型, LOX-1-shRNA进行干预,干预组使用脂质体法进行细胞转染,转染24小时后,再加入Ox-LDL作用24小时,用油红O染色法及细胞内游离胆固醇及总胆固醇测定法观察对泡沫细胞形成的影响,倒置荧光显微镜观察转染LOX-1 shRNA后RAW264.7细胞对Dil-ox-LDL的摄取率。结果：测序鉴定发现插入的发卡样序列正确,成功合成了发卡样LOX-1基因RNA干扰表达载体;靶向LOX-1基因的发卡样shRNA表达载体转染RAW264.7细胞后,其LOX-1基因和蛋白表达显著下调, 同时可抑制巨噬细胞源性泡沫细胞形成及对Dil-ox-LDL的摄取。结论：成功构建了能有效抑制LOX-1 mRNA表达的发卡样LOX-1基因RNA干扰表达载体,并在一定程度上能抑制巨噬细胞源性泡沫细胞的形成,为进一步利用RNA干扰技术防治动脉粥样硬化提供理论基础。     

靶向Smad4基因shRNA质粒表达载体的构建及筛选

目的:构建编码Smad4mRNA的shRNA真核表达载体,并筛选出基因沉默效果最明显的shRNA质粒表达载体.方法:根据GenBank提供的人Smad4基因的mRNA序列构建2个shRNA质粒表达栽体和1个阴性对照质粒表达载体,并通过基因测序进行鉴定.经鉴定后转染体外培养人成纤维细胞,western-blot检测Smad4蛋白水平抑制表达效果.结果:构建质粒表达载体测序结果显示,插入片段测序结果与合成的shRNA序列一致;靶向Smad4基因shRNA质粒表达栽体对所转染的人成纤维细胞中Smad4蛋白水平表达均有抑制作用,其中shRNA1最为明显.结论:成功构建了靶向Smad4基因shRNA质粒表达栽体,其中抑制Smad4基因表达效果最为明显的是shRNA1,为进一步研究Srnad4基因的RNA干扰奠定了基础.     

基于BP神经网络的siRNA活性预测

RNA干扰(RNAinterference,RNAi)是由双链RNA(dsRNA)引起的基因沉默现象,它通过降解具有同源序列的mRNA来起作用,特殊设计的siRNA能使靶基因发生特异性沉默,起到确定基因功能或沉默致病基因从而治疗疾病的目的。在RNAi技术的应用中,通常采用的是长度为19bp,正、反义链3'端各有2个不配对碱基的双链RNA(siRNA)。但针对靶基因不同位点设计的siRNA作用效果差别很大。影响siRNA效果的因素是多方面的,这些因素的作用又是非线性的。本文在研究影响siRNA作用效果的各种因素的基础上,对已经公开发表的实验数据进行特征提取,作为BP神经网络的训练数据,并将训练好的BP神经网络用于siRNA活性预测。     

大肠杆菌严谨型RNA聚合酶的筛选及体内转录活性测定

利用选择性培养基筛选大肠杆菌自然突变菌株,经噬菌体P1转导和蛋白质互补试验,发现一株突变体(LCH001)的突变基因发生在编码RNA聚合酶β′亚基的rpoC基因上,经DNA序列分析,发现突变位点发生在第3406个碱基上,由G变成了T,导致编码的氨基酸由甘氨酸(GGT)变成半胱氨酸(TGT)。体内转录试验表明该突变RNA聚合酶转录严谨型启动子控制基因的活性显著降低,其β-半乳糖苷酶的活性是野生型菌株的18%,而转录非严谨型启动子控制基因的活性显著提高,其β-半乳糖苷酶的活性约是野生型菌株的5倍。研究结果对探讨RNA聚合酶结构与功能的关系以及RNA聚合酶在细菌严谨反应过程中的作用具有重要意义。     

丝状真菌中的RNA干扰及其应用技术

RNA干扰是真核生物中相对保守的一种基因特录后表达调控机制,它通过双链RNA介导细胞内mRNA发生特异性降解或翻译抑制,从而调控靶基因的表达.对丝状真菌中RNA压制和减数分裂沉默等现象的研究表明,与动、植物一样,丝状真菌中也存在RNA干扰现象.通过对RNA压制缺失突变株和减教分裂沉默缺失突变株的一系列分子生物学研究,获得了与之密切相关的一系列蛋白,而这些蛋白在结构和功能上与动、植物RNA干扰途径的蛋白高度相似,这些结果证明了丝状真菌中的RNA存在干扰现象.RNA干扰技术作为丝状真菌分子生物学研究或遗传改造的工具具有特殊的意义,因为丝状真菌具有多核和发生非同源重组频率高的特点,难以用基因敲除手段进行改造.系统地介绍丝状真菌中的RNA干扰途径以及使用RNA干扰对真菌进行遗传改造的方法.     

Comparison of bovine RNA polymerase III promoters for short hairpin RNA expression

RNA interference (RNAi) mediated by DNA-based expression of short hairpin RNA (shRNA) is a powerful method of sequence-specific gene knockdown. A number of vectors for expression of shRNA have been developed that feature promoters from RNA polymerase III (pol III)-transcribed genes of mouse or human origin. To advance the use of RNAi as a tool for functional genomic research and for future development of specific therapeutics in the bovine species, we have developed shRNA expression vectors that feature novel bovine RNA pol III promoters. We characterized two bovine U6 small nuclear RNA (snRNA) promoters (bU6-2 and bU6-3) and a bovine 7SK snRNA promoter (b7SK). We compared the efficiency of each of these promoters to express shRNA molecules. Promoter activity was measured in the context of RNAi by targeting and suppressing the reporter gene encoding enhanced green fluorescent protein. Results show that the b7SK promoter induced the greatest level of suppression in a range of cell lines. The comparison of these bovine promoters in shRNA expression is an important component for the future development of bovine-specific RNAi-based research.     

Schistosoma mansoni U6 gene promoter-driven short hairpin RNA induces RNA interference in human fibrosarcoma cells and schistosomules

RNA interference (RNAi) mediated by short hairpin-RNA (shRNA) expressing plasmids can induce specific and long-term knockdown of specific mRNAs in eukaryotic cells. To develop a vector-based RNAi model for Schistosoma mansoni, the schistosome U6 gene promoter was employed to drive expression of shRNA targeting reporter firefly luciferase. An upstream region of a U6 gene predicted to contain the promoter was amplified from genomic DNA of S. mansoni. A shRNA construct driven by the predicted U6 promoter targeting luciferase was assembled and cloned into plasmid pXL-Bac II, the construct termed pXL-BacII_SmU6-shLuc. Luciferase expression in transgenic fibrosarcoma HT-1080 cells was significantly reduced 96 h following transduction with plasmid pXL-BacII_SmU6-shLuc, which encodes luciferase mRNA-specific shRNA. In a similar fashion, schistosomules of S. mansoni were transformed with the SmU6-shLuc or control constructs. Firefly luciferase mRNA was introduced into transformed schistosomules after which luciferase activity was analyzed. Significantly less activity was present in schistosomules transfected with pXL-BacII_SmU6-shLuc compared with controls. The findings revealed that the putative S. mansoni U6 gene promoter of 270 bp in length was active in human cells and schistosomes. Given that the U6 gene promoter drove expression of shRNA from an episome, the findings also indicate the potential of this putative RNA polymerase III dependent promoter as a component regulatory element in vector-based RNAi for functional genomics of schistosomes.     

Transiently expressed short hairpin RNA targeting 126 kDa protein of tobacco mosaic virus interferes with virus infection

RNA-interference (RNAi) silences gene expression by'guiding mRNA degradation in asequence-specific fashion.Small interfering RNA (siRNA),an intermediate of the RNAi pathway,has beenshown to be very effective in inhibiting virus infection in mammalian cells and cultured plant cells.Here,wereport that Agrobacterium tumefaciens-mediated transient expression of short hairpin RNA (shRNA) couldinhibit tobacco mosaic virus (TMV) RNA accumulation by targeting the gene encoding the replication-asso-ciated 126 kDa protein in intact plant tissue.Our results indicate that transiently expressed shRNA efficientlyinterfered with TMV infection.The interference observed is sequence-specific,and time-and site-dependent.Transiently expressed shRNA corresponding to the TMV 126 kDa protein gene did not inhibit cucumbermosaic virus (CMV),an unrelated tobamovirus.In order to interfere with TMV accumulation in tobaccoleaves,it is essential for the shRNA constructs to be infiltrated into the same leaves as TMV inoculation.Ourresults support the view that RNAi opens the door for novel therapeutic procedures against virus diseases.We propose that a combination of the RNAi technique and Agrobacterium-mediated transient expressioncould be employed as a potent antiviral treatment in plants.     

小鼠Smad6基因RNAi慢病毒载体的构建与鉴定

构建小鼠Smad6基因RNA干扰（RNAi）慢病毒载体,有效沉默骨髓树突状细胞（BMDC）的Smad6基因表达,为构建骨髓致耐受DC用于哮喘等自身免疫疾病的研究。设计小鼠Smad6 shRNA序列,合成、退火,得到双链DNA,与经酶切后的Psih1-H1-copGFP shRNA Vector载体连接产生LV-shSmad6慢病毒载体,并测序鉴定。转染293TN细胞,包装产生慢病毒,测定滴度。感染小鼠骨髓树突细胞,检测Smad6基因的表达状况成功构建Smad6 shRNA的慢病毒载体LV-shSmad6。包装慢病毒,并显著抑制Smad6 mRNA水平及蛋白水平的表达。成功构建出小鼠Smad6基因shR-NA慢病毒载体,为后期研究Smad6基因在哮喘发病机制及新治疗方法提供了稳定的转染细胞载体。