外泌体在小RNA基因治疗中的研究进展

小RNA,包括小干扰RNA以及微小RNA,已成为多种疾病的潜在治疗药物。目前,小RNA的运输载体主要是病毒或者合成试剂。然而这类载体往往毒性高且特异性低。外泌体是由内源细胞分泌出来的天然纳米材料,本身能够穿越生物膜并在细胞间传递小RNA。以外泌体为基础的小RNA递送作为一种新的转运方式,能够克服低效率,低特异性以及免疫反应等缺陷,有望成为新型载体。本文简要论述了以外泌体为载体的小RNA递送系统在临床治疗研究中的前沿进展。     

表达登革病毒prM基因小干扰RNA的Vero细胞系的建立

prM蛋白是登革病毒膜蛋白M的前体,膜蛋白M对病毒的组装与成熟有重要作用,针对prM基因设计的小干扰RNA（siRNA）可短期抑制登革病毒复制.为了达到长期抑制登革病毒的效果,本研究构建了插入prM siRNA序列的重组慢病毒,利用流式细胞术分选以及杀稻瘟霉素抗性,筛选出稳定表达prM siRNA的非洲绿猴肾细胞（Vero细胞）系.经逆转录PCR及测序验证siRNA序列表达正确. Vero细胞中prM siRNA的表达率约为976%.当受到登革病毒攻击时,表达prM siRNA的Vero细胞能够明显抑制登革病毒prM基因的表达,并抑制登革病毒在Vero细胞中的复制.建立的Vero细胞系可用于RNA干扰防治登革病毒感染的进一步应用研究.     

Smad4基因siRNA表达载体的构建与鉴定

目的:以Smad4基因为靶标构建小干扰RNA(siRNA)真核表达载体.方法:根据GenBank公布的人Smad4核酸序列及SiRNA设计原则,用AmbionRNAi在线软件,筛选得到2个19 bp片段为靶序列,合成两端带有Bam H Ⅰ、HindⅢ酶切位点的发夹结构寡核苷酸序列,经过退火,将此序列克隆到真核表达质粒pSilencerTM3.1-H1 neo vector中,构建成重组质粒,酶切及测序验证.脂质体介导转染人原代增生性瘢痕成纤维细胞,经G418筛选细胞克隆,并用RT-PCR检测Smad4基因的表达.结果:成功构建了pSilencerTM3.1.H1 neo-Smad4 shRNA表达载体克隆,插入片段测序结果与合成的siRNA序列一致.RT-PCR结果显示转染shRNA1、shRNA2重组质粒的成纤维细胞内Smad4 mRNA水平均降低,其中以pSilencerTM3.1-H1-Smad4 shRNA1更为明显(P＜0.01).结论:构建P-Smad4 shRNA袁达载体成功,为进一步研究Smad4基因的RNA干扰奠定了基础.     

脆性组氨酸三联体基因小干扰RNA的构建及干扰效果检测

目的:构建脆性组氨酸三联体(FHIT)基因的小干扰RNA(siRNA),并检测其对293T细胞内源性FHIT基因表达的干扰效果。方法:根据FHIT基因序列,通过生物信息学网站预测可能的siRNA,从中筛选出2条合理的FHIT-siRNA,将其克隆到siRNA表达载体pSilencer2.1-U6Hygro中,转化大肠杆菌DH5α,挑取阳性克隆进行测序鉴定;将构建成功的FHIT-siRNA重组载体转染人胚肾细胞293T,Western印迹检测siRNA对293T内源性FHIT表达的干扰效果。结果:构建了2个FHIT-siRNA重组质粒,2条siRNA都有干扰作用,其中一条的作用效果可达50%以上。结论:构建的FHIT-siRNA为进一步研究FHIT的功能提供了有利的工具。     

Phospholipase A2 Sensitive Liposomes for Delivery of Small Interfering RNA (siRNA)

Small interfering RNA (siRNA) is potent and highly specific for gene silencing and there is currently a lot of enthusiasm for developing siRNA into a drug. However, for most therapeutic applications of siRNA, delivery systems are needed. These delivery systems have multiple requirements and should on one hand ideally be stable carriers protecting the siRNA from degradation and on the other hand assist the siRNA in overcoming membrane barriers for intracellular delivery to the cytosol. Long-circulating liposomes, which are sensitive to secretory phospholipase A₂ (sPLA₂) are feasible delivery systems for systemic administration of drugs due to their passive targeting to pathological tissue via the enhanced permeability and retention (EPR) effect and their site-specific, enzyme-triggered release of encapsulated drug in response to sPLA₂ which exists locally at elevated levels at, e.g,. sites of inflammation. However, recent data suggest that endosomal membrane destabilizing approaches could be addressed to design sPLA₂-sensitive liposomes as successful delivery systems for siRNA to the RNA interference pathway in the cytoplasm upon systemic administration.     

Biodistribution of Small Interfering RNA at the Organ and Cellular Levels after Lipid Nanoparticle-mediated Delivery

Chemically stabilized small interfering RNA (siRNA) can be delivered systemically by intravenous injection of lipid nanoparticles (LNPs) in rodents and primates. The biodistribution and kinetics of LNP–siRNA delivery in mice at organ and cellular resolution have been studied using immunofluorescence (IF) staining and quantitative polymerase chain reaction (qPCR). At 0.5 and 2 hr post tail vein injection of Cy5-labeled siRNA encapsulated in LNP, the organ rank-order of siRNA levels is liver > spleen > kidney, with only negligible accumulation in duodenum, lung, heart, and brain. Similar conclusions were drawn by using qPCR to measure tissue siRNA levels as a secondary end point. siRNA levels in these tissues decreased by more than 10-fold after 24 hr. Within the liver, LNPs delivered siRNA to hepatocytes, Kupffer cells, and sinusoids in a time-dependent manner, as revealed by IF staining and signal quantitation methods established using OPERA/Columbus software. siRNA first accumulated in liver sinusoids and trafficked to hepatocytes by 2 hr post dose, corresponding to the onset of target mRNA silencing. Fluorescence in situ hybridization methods were used to detect both strands of siRNA in fixed tissues. Collectively, the authors have implemented a platform to evaluate biodistribution of siRNA across cell types and across tissues in vivo, with the objective of elucidating the pharmacokinetic and pharmacodynamic relationship to guide optimization of delivery vehicles.     

沉默Gpr3基因表达对猪卵泡颗粒细胞凋亡的影响

G蛋白偶联受体3（G protein-coupled receptor 3,Gpr3）属于G蛋白偶联受体超家族成员,能够维持卵泡卵母细胞减数分裂的前期阻滞,但在卵泡颗粒细胞中的作用不清。该研究利用RNAi技术,以化学合成的siRNA转染体外培养的猪卵泡颗粒细胞,并利用Real-time PCR和Western blot技术检验Gpr3基因的沉默效果;利用MTT（四甲基偶氮唑盐）、流式细胞术和Real-time PCR技术检测沉默Gpr3基因表达对猪卵泡颗粒细胞凋亡以及凋亡相关基因表达的影响。结果显示,Gpr3-siRNA能够有效地抑制猪卵泡颗粒细胞中Gpr3基因mRNA和蛋白的表达（P〈0.01）;在沉默Gpr3基因表达后,猪卵泡颗粒细胞的细胞活性由0.419升高至0.586,同时细胞凋亡率由2.67%下降至0.42%,并在显著上调Bcl-2表达的同时,下调了Bax的表达（P〈0.05）。结果表明,沉默Gpr3基因的表达抑制了猪卵泡颗粒细胞的凋亡,其机制可能与调控Bcl-2和Bax表达有关。     

从功能部件看小干扰RNA表达载体的发展

RNA干扰作为转录后基因沉默的有效途径,在基因调控、功能分析及疾病防治等领域发挥重要作用。小干扰RNA表达载体的诞生实现了RNA干扰技术持续、稳定和可控性应用,是实现基因沉默的理想选择。目前干扰性小RNA表达载体虽已发展到第二代,也开发出多种商品化的产品,但依然未能很好地解决其高效、安全、可控性方面的矛盾,发展陷入了瓶颈期。因此,从载体自身角度出发,通过系统分析其功能部件的特点,纵观小RNA载体的历史渊源、发展现状、存在问题和发展方向等问题,为干扰性小RNA表达载体的优化与选择提供相关理论指导。     

体外针对X基因的小干扰RNA的抗乙型肝炎病毒效应研究

目的：探讨体外针对乙型肝炎病毒（HBV）X基因的小干扰RNA（siRNA）对HBV复制和抗原表达的抵制作用。方法：利用siRNA表达框架法设计针对HBVX基因的siRNA,转染HepG2．2．15细胞,RT-PCR半定量检测转染前后X基因的表达;ELISA法测定各组24、48、72hHBsAg和HBeAg的含量;荧光定量PCR检测48h时HBVDNA的变化。结果：制备了HBVX基因的siRNA,转染后24、48和72h,HBVX基因mRNA的量分别减少了57％、78％和40％;siRNA能抑制HBsAg和HbeAg的分泌,抑制高峰在48h,抑制率分别为42％和43％;荧光定量PCR证实HBVDNA的复制亦受到抑制。结论：针对HBVX基因的siRNA在体外具有抑制HBV复制和抗原表达的作用。     

综述: 适配子介导的siRNA转运

小分子干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)因能快速抑制哺乳动物特定基因的表达而用于各种疾病的治疗,然而选择合适的载体将siRNA安全有效地转运进入靶细胞仍是制约siRNA应用于临床治疗的重要因素．越来越多的转运载体被开发出来,其中包括针对细胞表面蛋白的适配子(aptamer)．Aptamer是一种能与靶分子高特异性和高亲和结合的寡核苷酸,已经越来越多地用于疾病的诊断和治疗．Aptamer作为载体介导siRNA转运可提高治疗的靶向性并减少副作用,这将为siRNA应用于临床靶向治疗提供一种特异有效的途径．目前,已经发现几种aptamers可以介导siRNA的转运,如anti-PSMA aptamer,anti-HIV gp120 aptamer,anti-CD4 aptamer等．本文将综述aptamer介导siRNA转运的最新研究进展．     

parp10基因RNA干扰有效靶点的筛选及验证

目的：合成并筛选有效抑制parp10表达的siRNA。方法：根据parp10 cDNA序列,设计并合成prap10基因潜在的RNA干扰（RNAi）片段,将合成的寡核苷酸序列构建到pEGFP-C1H1U6载体中;通过双萤光素酶试验、Western blotting筛选有效的干扰序列;进一步用G418对A549细胞进行耐受度筛选,确定最低耐受度;用G418溶液对转染RNAi重组质粒的A549细胞进行筛选,通过RT-PCR鉴定干扰效果。结果：针对617bp处所构建的RNAi载体能够抑制PARP10的表达,用浓度为400μg/mL G418的McCoy′s 5A培养基筛选转染后的细胞,获得了能够表达绿色荧光标签蛋白的A549细胞株,经RT-PCR检测发现,PARP10表达受到抑制。结论：获得了能够有效抑制PARP10表达的特异性小干扰RNA（siRNA）,为进一步研究其生物学功能提供了条件。     

肿瘤睾丸抗原CT45-5基因小干扰RNA表达载体的构建及干扰效果鉴定

目的:构建肿瘤睾丸抗原CT45家族中5号成员基因(CT45-5)的小干扰RNA(siRNA),并检测其对HeLa及HeLa/Fhit细胞内源性CT45-5基因及外源脆性组氨酸三联体(Fhit)基因表达的干扰效果。方法:根据CT45-5基因序列,通过生物信息学方法对靶向CT45-5基因的siRNA进行预测,从中筛选出2对合理的CT45-5-siRNA,将其克隆到siRNA表达载体pSilencer 2.1-U6 Hygro中,转化大肠杆菌DH5α,挑取阳性克隆进行测序鉴定;将构建的CT45-5-siRNA重组载体转染人宫颈癌细胞HeLa及HeLa/Fhit细胞,Western印迹检测siRNA对HeLa及HeLa/Fhit细胞内源性CT45-5及外源Fhit基因表达的干扰效果。结果:构建了2个CT45-5-siRNA重组质粒,其中一条对CT45-5基因具有明显的干扰作用,并且Fhit基因表达也被抑制。结论:构建的CT45-5-siRNA为与CT45-5功能相关的基因研究奠定了基础。     

干扰小RNA序列非依赖性地影响胰腺癌细胞的基因表达

干扰小RNA(small interference RNA, siRNA)是基因敲减的常用工具,广泛用于基因沉默技术和基因功能研究,在临床疾病治疗等方面也有潜在的应用。一般认为,达到一定长度（比如大于27 bp）的双链RNA可以诱导干扰素反应,降低相关基因的表达。目前,siRNA对基因表达的非特异性作用尚不完全清楚。为研究siRNA干扰的非特异基因表达,本研究以胰腺癌细胞HPAC 和BxPC3 为模型,采用高通量测序技术对6种不同干扰小RNA处理及未作处理的HPAC和BxPC3细胞进行转录组测序分析,筛选出干扰小RNA处理后表达量共同下调的基因进行研究。通过生物信息学方法对表达下调基因的功能进行研究,并利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对部分下调基因进行验证。结果表明,短片段双链小RNA能够显著改变细胞的基因表达,而这些基因表达谱的变化是有规律的,特定功能的基因优先发生变化。在表达下调的基因中,某些特定类型的基因变化非常显著,包括氨基酸代谢相关基因、Hedgehog信号途径基因和多巴胺受体D5基因等。这些结果表明,在使用siRNA时需要考虑其序列非依赖性地基因表达调控作用。     

哺乳动物中RNA干扰沉默基因表达的研究进展

RNA干扰及相关基因沉默导致的代谢通路变化已经彻底改变了人们对基因调控的理解。基因沉默技术已经被用来作为一种研究工具来控制某些细胞基因的表达,特异的si RNA导入不同的细胞需要不同的转染载体才能达到最大的转染效率,并且不会产生较大的细胞毒性。近年来尤其是碳纳米管等新型纳米材料载体的应用拓展了人们对传统脂质体和病毒载体的认识。首先介绍RNA干扰技术及其发展历程,随后对利用几种不同的载体来设计和进行RNA干扰试验进行了比较,最后对最初的脂质体到生物病毒再到高分子纳米材料介导的RNA干扰在疾病的治疗和临床诊断进行了展望。     

小干扰RNA抗病毒研究进展

小干扰RNA(siRNA)介导的对同源基因转录后水平的抑制或由此引发的细胞质内同源mRNA降解的转录后基因沉默现象,在抗病毒研究中具有重要意义。由病毒感染引起的各种疾病严重危害着人类的健康,而siRNA在抗病毒感染的研究领域中显示出高度特异性,故受到人们的普遍关注。近年来,siRNA抗病毒方面的研究成为国内外的热点,为临床病毒感染性疾病的防治提供了新的途径。我们就siRNA的机制和特点、siRNA的制备及其抗病毒研究进展做简要综述。     

利用靶定基质蛋白基因m的小干扰RNA抑制2009甲型H1N1流感病毒的复制

目的:设计、构建并筛选针对流感病毒基质蛋白基因m的小干扰RNA(siRNA),检测其对2009甲型H1N1流感病毒复制的抑制效果。方法:设计3条针对流感病毒m基因的siRNA,并克隆到短发夹型(shRNA)siRNA表达载体pSilencer2.1-U6-hygro上;经测序证明构建成功后,将表达3种siRNA的质粒和阴性对照质粒psiRNA-control分别转染MDCK细胞,用潮霉素筛选稳定表达细胞株,用H1N1流感病毒感染细胞,通过Real-time PCR和Western印迹检测干扰效果。结果:构建了3个针对流感病毒m基因的siRNA表达质粒,3种siRNA均使m基因的mRNA水平降低,其中M1-306的抑制效率达60%;3种siRNA均使流感病毒NA蛋白的表达量降低,M2-25、M1-105的抑制效率明显,M1-306略低。结论:针对m基因的siRNA可以有效抑制流感病毒在MDCK细胞中的复制。     

siRNA对乳腺癌细胞Cyclin E表达和生长抑制作用

研究siRNA对乳腺癌MCF-7细胞株cyclin E表达的抑制及对细胞生长的影响。化学合成针对cyclin E基因的小干扰RNA（siRNA）,转染MCF-7细胞株;分别应用荧光定量PCR和免疫印迹测定cyclin E mRNA和蛋白质的表达,CCK-8测定细胞的增殖活性,流式细胞仪检测细胞周期,软琼脂培养检测细胞克隆形成能力。10、50、100nmol／L siRNA-cyclin E分别使MCF-7细胞cyclin E基因表达降低了24．7％、62．5％和71．0％,蛋白质表达降低了40．8％、66．5％和71．3％。转染siRNA-cyclin E后,G1期细胞增多,S期减少,增殖受到抑制,软琼脂克隆形成率降低。结果提示,在MCF-7细胞株中,导入针对cyclin E的siRNA,可有效抑制cyclin E的表达,进而使细胞增殖减缓,逆转其恶性表型。     

双表达小干扰RNA抑制小鼠体内HBV感染

目的运用水压法复制HBV小鼠急性模型,用于研究双表达siRNA在小鼠体内对HBV复制的抑制作用。方法使用HBV质粒DNA对BALB/c小鼠进行尾静脉大剂量快速推注,获得急性HBV体内表达模型。同时使用相同方法对推注后的小鼠进行RNAi干预。对不同处理组动物的HBsAg、HBeAg、HBcAg和HBV DNA进行ELISA、免疫组织化学和实时定量RT-PCR检测。结果水压法复制HBV小鼠急性模型与HBV DNA感染剂量无明显相关。与单表达siRNA相比较,双表达siRNA对HBV抗原表达抑制较为明显。结论双表达siRNA不失为一种体内抑制HBV感染的一种策略。