小激活RNA上调抑癌基因p21表达及其应用前景

小激活RNA (small activating RNA, saRNA)是新近发现的能够靶向作用于基因启动子区域,并在转录水平诱导基因表达的小分子双链RNA。RNA激活通过重新开启内源性基因的表达、恢复蛋白质的天然功能来发挥治疗作用,在医学上具有巨大的应用前景。抑癌基因p21的主要作用是使细胞周期停滞于G1/S和G2/M期,从而抑制细胞增殖。该文就saRNA上调抑癌基因p21表达的生物学意义及saRNA药物应用的可行性作一综述。     

RNA激活效应研究

RNAa(RNA activation)即RNA激活效应,是指某些小分子非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)在转录水平上激活基因表达的现象,这种发挥激活作用的小RNA分子又叫激活小RNA(small activating RNA,saRNA)。saRNA与干扰小RNA(small interfer-ing RNA,siRNA)同属小分子双链非编码RNA家族,既有相似的分子特征,在靶序列、作用动力学和调控方式等方面又有显著差别。虽然RNAa的作用机制尚未完全明了,但其在肿瘤治疗中的应用前景吸引了人们的关注。本文就RNAa近年的研究进展进行了简要综述。     

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.     

RNA干扰技术及其在肝纤维化中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是近几年发展起来的新技术,是外源和内源性双链RNA在生物体内诱导同源靶基因的mRNA特异性降解,因而抑制相应基因表达,导致转录后基因沉默的现象.尽管RNA干扰发现的时间较短,但由于其具有操作简单、成本低、特异性高和高效性等特点,因而发展迅速.小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)的可制备使RNAi在很多领域有了应用的前景,尤其是在复杂多变的肝脏疾病中.肝纤维化(hepatic fibrosis,HF)是多种慢性肝病发展的共同病理基础,RNAi技术在其基因治疗领域拥有广阔的前景.RNAi具有能够调节细胞增殖、抑制致病基因的表达、影响细胞的信号转导等方面的作用,可能成为肝纤维化有效的潜在治疗手段.     

RNA干涉分子机制研究进展

RNA干涉（RNA interference,RNAi）是生物体内的一种通过双链RNA(dsRNA)来抵抗病毒入侵和抑制转座子活动的自然机制.双链RNA与同源mRNA互补结合而使特定基因失活,这一过程已经在包括拟南芥、线虫和真菌等多种模式生物中得到揭示.近来研究表明,21～25 nt的小干涉RNA（small interference RNA, siRNA）可介导哺乳动物细胞特异性基因沉默.RNAi具有高效性和高度特异性,可能成为关闭基因的新技术而在基因功能研究和疾病基因治疗中发挥重要作用.     

基于CRISPR/Cas9的激活系统研究进展

基因编辑技术自问世以来就一直作为生物技术领域的研究热点。基因编辑工具成簇的规律间隔短回文重复序列及其相关系统(CRISPR/Cas系统)具有特异性、简便性和灵活性等优点,为研究人员提供了丰富的遗传操作工具,也让CRISPR/Cas系统的应用在多种生物中得到了飞速发展。特别是将转录激活因子与失活的Cas蛋白结合,可在RNA转录水平实现基因表达特异性调控,为生物技术在医学研究及农业领域的发展做出了重要的贡献。外源基因的过表达是验证基因功能和基因调控的常用方法,然而由于载体容量的限制难以实现多基因过表达。基于CRISPR/Cas9激活系统可在不同向导RNA的引导下对多个基因进行调控,实现调控水平验证基因功能。本文通过对CRISPR/Cas9激活系统组成及不同激活策略进行总结,整理针对过度激活的解决方案,为CRISPR/Cas9激活系统应用于棉花遗传改良及除草剂抗性研究提供更多参考。     

环状RNA: 新型生物标记物与治疗靶点

环状RNA(circular RNAs,circ RNAs)是一类在真核细胞中广泛存在的非编码RNA,具有结构稳定、丰度高及细胞或组织特异性表达等特征,可能通过多种作用方式参与基因表达调控.例如,有些circ RNA富含微小RNA(mi RNAs)结合位点,可充当竞争性内源RNA(ce RNA)结合mi RNA并阻断其对靶基因表达的抑制作用.自2013年以来,circ RNA逐渐成为RNA领域的研究热点并得到广泛关注.最新研究表明,circ RNA的表达及作用与多种疾病的发生发展、生物组织发育及细胞衰老等相关.circ RNA在不同生物样本中的表达差异使其可能成为用于疾病诊断、组织发育鉴定等方面理想的生物标记物,其在疾病中作用方式的逐步阐明,使之具有成为有效治疗靶点的潜力.circ RNA数据库的构建、预测工具的开发及对其作用方式的更深入研究,必将使之具有更广阔的应用前景.     

siRNA在治疗学中的应用

小干扰RNA（small interfering RNA,siRNA）是外源性双链RNA（double strand RNA,dsRNA）的加工产物,在细胞内能介导RNA干扰（RNA interference,RNAi）效应,识别特异性mRNA,沉默同源基因表达。其特异性和高效性显示出很高的实用价值,siRNA已成为许多疾病潜在的治疗手段。对于siRNA的应用,尽管还需要在减少非特异反应,发掘高效递药载体,应对新的基因变异等方面进行深入研究,但其可望在抗病毒、神经系统疾病和肿瘤治疗等许多领域发挥治疗作用。     

RNA干扰在肿瘤基因研究中的应用进展

RNA干扰是真核生物基因转录后水平的一种表达调控机制,它通过内源性或外源性的ds RNA介导细胞内靶标m RNA发生特异性降解或翻译抑制,从分子水平影响靶标基因的表达。该技术不仅广泛用于肿瘤基因结构与功能的探索研究,也为肿瘤基因靶向特异性治疗提供了新的技术手段。本文就RNA干扰的原理和特点,合成方法,以及目前RNA干扰在肿瘤基因研究中的应用方法及情况进行综述。     

环状RNA:潜在的新型miRNA活性调控分子

环状RNA(circular RNA,circRNA)是近年来RNA领域最新的研究热点.它是一类由特殊的选择性剪切产生且在真核细胞中广泛表达的环形内源性RNA分子.研究发现,circRNA富含microRNA(miRNA)结合位点,可以发挥竞争性内源RNA作用,作为miRNA"海绵"来解除对其靶基因的抑制效应.近年来,circRNA作为一种新型调控分子调控miRNA功能的发挥,受到众多研究者的青睐.本文综述circRNA的产生机制,及其调控miRNA的最新研究进展与研究方法等.     

miRNA，siRNA，saRNA与基因表达调控

近年来的研究发现,生物体内存在着大量的非编码RNA（non．codingRNAs,ncRNA）,它们在染色质修饰、基因转录、RNA剪接和mRNA翻译等多种水平上参与了基因表达的调控。ncRNA中的小分子RNA如miRNA能够识别特定的目标mRNA,通过与mRNAs3’非翻译区结合,影响mRNA转录及蛋白质翻译;siRNA是RNA干扰的引发物,能够导致与dsRNA同源的mRNA降解,进而抑制相应基因表达;saRNA是目前最新发现的一种靶向目的基因启动子区的在转录水平激活目的基因表达的dsRNA。miRNA、siRNA和saRNA在生成机制、作用途径等方面关系密切,既区别又相互联系,小分子RNA的研究将是今后分子生物学的研究热点之一。     

长非编码RNA在基因调控和肿瘤形成中的作用

哺乳动物中,只有小部分基因转录成为编码蛋白质的RNA,大量的基因则转录为不能编码蛋白质的RNA,即ncRNA。长非 编码RNA(lncRNAs)是分子长度在200-100000 nt 之间的一类ncRNA。lncRNAs 的数量超过蛋白质编码基因的数量。目前,对长非 编码RNA(lncRNAs)的生物学特性,转录调控以及其在肿瘤发生发展中的作用机制的研究任然是RNA研究的热点。lncRNAs 通 过控制染色质重塑,转录调控和录转录后调控而在基因的转录调节中发挥了重要作用。lncRNAs 与多种肿瘤相关,并且在抑制因 素和促进因素中都具有重要的作用。众多文献报道的结果表明lncRNAs 参与调控基因表达,在正常细胞与肿瘤细胞的转换中起 到至关重要的作用。     

Targeted p21(WAF1/CIP1) Activation by RNAa Inhibits Hepatocellular Carcinoma Cells

RNA activation (RNAa) is a mechanism of gene activation triggered by promoter-targeted small double-stranded RNA (dsRNA), also known as small activating RNA (saRNA). p21(WAF1/CIP1) (p21) is a putative tumor suppressor gene due to its role as a key negative regulator of the cell cycle and cell proliferation. It is frequently downregulated in cancer including hepatocellular carcinoma (HCC), but is rarely mutated or deleted, making it an ideal target for RNAa-based overexpression to restore its tumor suppressor function. In the present study, we investigated the antigrowth effects of p21 RNAa in HCC cells. Transfection of a p21 saRNA (dsP21-322) into HepG2 and Hep3B cells significantly induced the expression of p21 at both the mRNA and protein levels, and inhibited cell proliferation and survival. Further analysis of dsP21-322 transfected cells revealed that dsP21-322 arrested the cell cycle at the G(0)/G(1) phase in HepG2 cells but at G(2)/M phase in Hep3B cells which lack functional p53 and Rb genes, and induced both early and late stage apoptosis by activating caspase 3 in both cell lines. These results demonstrated that RNAa of p21 has in vitro antigrowth effects on HCC cells via impeding cell cycle progression and inducing apoptotic cell death. This study suggests that targeted activation of p21 by RNAa may be explored as a novel therapy for the treatment of HCC.     

Small RNA-induced INTS6 gene up-regulation suppresses castration-resistant prostate cancer cells by regulating β-catenin signaling

Small RNAs play an important role in gene regulatory networks. The gene suppressive effect of small RNAs was previously the dominant focus of studies, but during the recent decade, small RNA-induced gene activation has been reported and has become a notable gene manipulation technique. In this study, a putative tumor suppressor, INTS6, was activated by introducing a promoter-targeted small RNA (dsRNA-915) into castration-resistant prostate cancer (CRPC) cells. Unique dynamics associated with the gene upregulation phenomenon was observed. Following gene activation, cell proliferation and motility were suppressed in vitro. Downregulation of Wnt/β-catenin signaling was observed during the activation period, and the impairment of β-catenin degradation reversed the tumor suppressor effects of INTS6. These results suggest the potential application of small activating RNAs in targeted gene therapy for CRPC.