RNA干扰在疾病治疗方面的应用研究

RNA干扰是由双链RNA引起的序列特异的基因沉默现象。由于RNA干扰能在细胞组织及动物模型中沉默疾病相关基因,因此,RNA干扰也是各种疾病治疗的有效手段。在哺乳动物细胞内诱导RNA干扰可以通过导入小干扰RNA（siRNA）,或是以质粒、病毒为载体表达短的发夹RNA（shRNA）而实现。本文介绍了RNA干扰在疾病治疗方面的应用,并就其面临的挑战进行讨论。     

干扰RNA的非靶免疫副作用及其siRNA序列设计与化学修饰

siRNA介导的RNA干扰技术已经成为基因功能研究和开展疾病治疗的有用工具.近年发现,siRNA在哺乳动物体内可激活天然免疫系统,诱导干扰素等炎症因子的分泌,并且可非特异性抑制某些非靶基因的表达,有可能极大限制RNA干扰技术的应用.进行高效特异性siRNA的设计和修饰,以保持或者增强siRNA的特异性靶基因沉默作用,又消除siRNA对机体的非靶免疫副作用,成为使siRNA安全有效应用于临床治疗的关键.     

RNA干扰技术的原理与应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)所引起的序列特异性基因沉默,是真核生物中一种非常保守的机制,它与协同抑制(cosuppression)、转座子沉默(transposon silencing)以及发育等许多重要的生物学过程密切相关。RNA干扰依赖于小干扰RNA(Small interference RNA,siRNA)与靶序列之间严格的碱基配对,具有很强的特异性,涉及众多基因和蛋白复合物,构成了一个以小RNA为核心的真核基因表达调控系统,它可以在染色质水平、转录水平、转录后水平和翻译水平参与基因表达的调节。RNA干扰技术为人们迅速、准确的剖析基因的功能,分析基因之间错综复杂的联系和相互作用提供了极为有用的工具,同时也为人们预防和治疗癌症和病毒疾病提供了新的思路。     

siRNA抑制乙肝病毒的研究进展

乙型肝炎作为一种发病率高、死亡率高的传染性疾病,已严重威胁人类健康,乙肝病毒（hepatitis B virus,HBV）是诱发乙型肝炎的重要病因。目前,最主要的治疗方法是运用抗病毒药物控制病情,但这些药物都不能完全治愈乙型肝炎且复发率高。近年来,RNA干扰技术（RNA interference, RNAi）逐渐成为有效、快速治疗乙型肝炎的新疗法。利用RNA干扰技术体外合成针对HBV基因的siRNA,选择适当的载体将其运送至靶细胞,使HBV基因沉默,从而抑制病毒复制,可有效达到治疗乙肝的效果。本文围绕siRNA沉默HBV基因的设计原理、递送载体、靶向策略、以及治疗效果与应用前景等方面进行了系统综述,为今后siRNA治疗乙肝的临床应用提供参考。     

基因枪在RNA干扰中的应用研究进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指双链RNA（double-strand RNA,dsRNA）特异性降解同源mRNA,从而引发基因转录后水平沉默的现象,是一种高效、高特异性抑制基因表达的途径。自1998年Fire等发现RNA干扰现象以来,其特异性降解目的基因的优势吸引了众多研究者的目光。本文在简要综述RNAi技术在基因功能研究、抗病毒治疗,肿瘤基因治疗等领域的应用后,重点归纳了基因枪技术在RNAi研究即siRNA导入细胞中的应用,并简单分析其优势与意义。     

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.     

各种RNA干扰库的构建及比较

不同种类的RNA干扰库已经被用于基因功能的研究之中,根据其构建方式和分子形式的不同,可将RNA干扰库分为4种类型,即化学合成的小干扰RNA（siRNA）库、化学合成的小发夹RNA（shRNA）表达库、酶切法构建的siRNA库和酶切法构建的shRNA表达库。简要介绍上述RNA干扰库的构建方法及其特点和局限。     

siRNA与miRNA在生物基因调控中的沉默机制比较

siRNA和miRNA的沉默机制是生物基因调控的重要手段之一. 小干扰RNA（small interfering RNA,siRNA）是RNA干扰的引发物,激发与之互补的目标mRNA沉默. 非编码RNA中的微小RNA（microRNA,miRNA）,能够识别特定的目标mRNA,通过与mRNAs的3′ 非翻译区结合,影响该目标蛋白的翻译水平. siRNA和miRNA的基因调控机制对生物学研究及疾病的病因和治疗等有直接影响. 本文主要对siRNAs和miRNAs的生物起源及沉默机制进行比较性论述：提出Dicers酶蛋白、Ago蛋白以及20 nt~25 nt的双链RNAs的 3类大分子是RNA沉默的特征结构,并进行了说明性论述|总结性叙述了siRNA和miRNA的2类小分子经典沉默机制,并提出其异同点. 最后,本文根据近期研究进展,对siRNA和miRNA的生物起源及沉默机制提出了新的疑问.     

RNA干扰技术在哺乳动物中的应用

RNA干扰(RNAi)是生物界普遍存在的一种抵御外来基因和病毒感染的进化保守机制.RNAi是由双链RNA触发的转录后基因沉默机制,具有序列特异性,在哺乳动物细胞中,RNAi由21～23个核苷酸组成的双链RNA引发.小干扰RNA(siRNA)可以在体外合成或通过表达载体在哺乳动物细胞内合成.由于RNAi技术具有快速、简单和特异性强等特点,在基因功能研究、抗病毒治疗和抗肿瘤治疗等方面有广泛的应用前景.     

Short interfering RNA-directed inhibition of hepatitis B virus replication

RNA interference (RNAi) is the process by which double-stranded RNA directs sequence-specific degradation of mRNA. In mammalian cells, RNAi can be triggered by 21-nucleotide duplexes of short interfering RNA (siRNA). We examined effects of siRNA on hepatitis B virus (HBV) replication. Human hepatoma cells were transfected with HBV DNA and siRNA against HBV-pregenome RNA. Transfection experiments demonstrated that the siRNA reduced the amount of HBV-pregenome RNA and resulted in reduction of the levels of replicative intermediates and viral protein. Our results indicate that siRNA-mediated gene silencing inhibits HBV replication through suppression of viral RNA, which may be useful as a potential therapeutic modality.     

Design and quality control of short interfering RNA

This review is devoted to analyzing design rules, as well as quality controls, in the development of highly effective and specific short interfering RNA (siRNA). Four crucial steps in the development of this siRNA are discussed, i.e., selecting target RNA and designing sense and antisense strands, as well as assessing the activity and specificity of corresponding siRNA. Special consideration is given to the principles of siRNA construction based on both structural and thermodynamical features and the nucleotide composition of siRNA, as well as structural and thermodynamical properties of target RNA and features of experimental performance. Bioinformatics resources for developing siRNA are also discussed. Information from this review can be useful for the development of highly effective and specific siRNA, short hairpin RNA (shRNA), and/or artificial microRNA (amiRNA) sequences for experimental gene therapy and functional genomics.     

siRNA降低肿瘤细胞端粒酶活性的研究

利用T7RNA聚合酶在体外转录合成针对端粒酶模板RNA(hTR)的两条互补单链RNA,经退火形成siRNA.采用TRAP法检测端粒酶活性,分析siRNA在肿瘤细胞裂解液的干扰作用.结果表明:T7RNA聚合酶可以高效地转录出短的单链RNA,制备的siRNA可明显地降低肿瘤端粒酶的活性,其降低肿瘤端粒酶活性的作用强于等量的反义链RNA.该法廉价、高效、简易,有可能为肿瘤的基因治疗提供一种新的探索途径.     

Similar behaviour of single-strand and double-strand siRNAs suggests they act through a common RNAi pathway

RNA interference (RNAi), mediated by either long double-stranded RNA (dsRNA) or short interfering RNA (siRNA), has become a routine tool for transient knockdown of gene expression in a wide range of organisms. The antisense strand of the siRNA duplex (antisense siRNA) was recently shown to have substantial mRNA depleting activity of its own. Here, targeting human Tissue Factor mRNA in HaCaT cells, we perform a systematic comparison of the activity of antisense siRNA and double-strand siRNA, and find almost identical target position effects, appearance of mRNA cleavage fragments and tolerance for mutational and chemical backbone modifications. These observations, together with the demonstration that excess inactive double-strand siRNA blocks antisense siRNA activity, i.e. shows sequence-independent competition, indicate that the two types of effector molecules share the same RNAi pathway. Interest ingly, both FITC-tagged and 3′-deoxy antisense siRNA display severely limited activity, despite having practically wild-type activity in a siRNA duplex. Finally, we find that maximum depletion of target mRNA expression occurs significantly faster with antisense siRNA than with double-strand siRNA, suggesting that the former enters the RNAi pathway at a later stage than double-strand siRNA, thereby requiring less time to exert its activity.     

siRNA的体内递送

siRNA是一种由siRNA介导的转录后基因沉默。自利用RNAi沉默目的基因获得成功以来, 体内应用RNAi的研究受到高度重视。由于siRNA本身的不稳定性以及体内的复杂环境, siRNA递送的安全性与有效性成为目前关注的重点。文章就目前报道的siRNA体内递送方式进行了综述。