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。     

小干扰RNA靶向EGFR基因逆转卵巢癌细胞顺铂耐药的研究

目的：探讨载体表达的小干扰RNA（siRNA）影响卵巢癌耐药细胞株EGFR基因的表达并逆转其顺铂耐药的可行性。方法：体外构建EGFR小发卡状RNA（shRNA）的表达质粒,脂质体法介导将其转染入SKOV3/DDP细胞。实验分为正常对照组、空质粒转染组、非特异性转染组和特异性转染组。采用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测EGFR mRNA的表达;使用免疫细胞化学法（ICC）检测EGFR蛋白的表达;使用四甲基偶氮唑蓝法（MTT）测定各组细胞对顺铂的半数抑制浓度（IC50）。结果：EGFR shRNA转染组细胞EGFR mRNA的表达与其他两组相比明显减弱（P〈0.01）,EGFR蛋白表达明显下调（P〈0.01）;顺铂敏感性比正常对照组提高了约2.5倍。结论：针对EGFR合成的siRNA能够有效地抑制EGFR mRNA和蛋白的表达,并能恢复其对顺铂的敏感性。应用RNAi技术,能够逆转卵巢癌细胞对化疗药物的耐药性。     

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.     

T7启动子-11碱基突变对转录影响的研究

T7噬菌体启动子能被T7RNA聚合酶和真核生物RNA聚合酶Ⅱ系统启动转录 ,为研究两个系统转录的关键碱基 ,将合成的T7噬菌体启动子 1 1变异体与报道基因CAT基因连在一起。体内CAT和体外狭缝RNA杂交实验显示 : 1 1碱基是T7RNA聚合酶和真核生物RNA聚合酶Ⅱ系统启动T7启动子的关键碱基之一。     

条件性RNA干扰技术研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种由与靶基因同源的双链RNA引起的,具有序列特异性的转录后基因沉默技术。目前,RNAi已被广泛应用于基因功能的研究中。为了使基因沉默具有时空特异性,可以通过构建基于Cre重组酶的Cre/lox P系统、可被小分子药物诱导的Tet诱导系统以及两者组合形成的高级诱导RNAi系统来条件性的控制小发夹状RNA(sh RNA)的表达,使其靶基因的表达可受外界调控,在特定组织细胞中或者特定的生长发育时期被抑制,从而更好地进行基因功能研究。目前,条件性RNAi基因沉默策略具有多样化,精确性和组合式的特点。本文就条件性RNAi基因沉默技术的多元策略做一综述。     

靶向HIV-1 vif的高效人工miRNA的构建及慢病毒介导的体外抗病毒研究

RNAi在HIV-1的治疗研究中得到了广泛的应用,构建高效并且安全的RNAi抗病毒元件是开展相关研究的基础。vif37是以前的研究中筛选获得的靶向HIV-1 vif的高抑制效率兼具保守性的RNAi靶点。miRNA在抑制效率和启动子的选择上比常用的shRNA具有优势。本研究探索以人工miRNA结构引发vif37靶点对应的RNAi。本研究以天然的miR-155前体为骨架,采用步移的方式设计了3个靶向vif37的人工miRNA,以RNA聚合酶Ⅱ类启动子指导表达。miRNA表达质粒和HIV-1的感染性克隆pNL4-3共转染的结果显示,3个人工miR-NA中只有miR-vif37H具有抑制效果,效率与shRNA-vif37相当。与携带靶序列的荧光素酶报告质粒共转染实验证明miR-vif37H具有良好的抑制特异性。用表达miR-vif37H的重组慢病毒转导HIV-1的敏感细胞MT-4,克隆化后获得稳定表达miR-vif37H的细胞株MT-4-miR37H,该细胞可以有效抑制HIV-1的体外复制。实时RT-PCR检测结果显示,与shRNA-vif37相比,miR-vif37H的表达水平明显下降,安全性更好。进一步的实时RT-PCR检测结果还显示,miR-vif37H在细胞内的稳定表达不会影响内源代表性miRNA(miR-181和miR-16)的加工以及干扰素应答相关基因Stat1的mRNA水平。miR-vif37H是一个特异的高效RNAi元件,为vif37靶点的进一步应用研究奠定了基础。     

miRNA在肿瘤分子诊断和治疗中的研究进展

微小RNA(miRNA)是一类真核生物内源性、长18~25个核苷酸的小分子单链RNA,能够通过与靶mRNA特异性的碱基互补配对引起靶mRNA的降解或者翻译抑制,miRNA调节的紊乱将对细胞产生重要的影响。在肿瘤中,抑癌性miRNA的缺失会增加其靶向致癌基因的表达,而致癌miRNA(被称为oncomirs)的升高能够降低其靶向肿瘤抑制基因的表达。这一认识使得应用靶向致癌性miRNA与恢复抑癌性miRNA的功能来治疗肿瘤成为可能。随着临床研究的不断深入,miRNA不断为肿瘤分子诊断和治疗提供新的思路和治疗手段。     

Beclin-1 shRNA对低氧诱导的SH-SY5Y细胞自噬的影响

目的：构建Beclin-1基因短发夹干扰RNA（shRNA）慢病毒载体,感染人SH-SY5Y细胞,观察沉默Beclin-1基因后低氧对SH-SY5Y细胞自噬的影响。方法：构建特异性靶向Beclin-1基因的shRNA慢病毒表达载体和阴性对照序列慢病毒载体;再将载体转染入SH-SY5Y细胞;RT-PCR检测Beclin-1的mRNA表达;Western blot检测Beclin-1蛋白表达;CCK-8法测定Beclin-1 shRNA对SH-SY5Y细胞活力的影响。再将空白对照、阴性对照、转染型三种细胞分别以21%常氧及5%低氧培养,Western blot检测各组细胞LC3蛋白表达;电镜观察自噬小体。结果：Beclin-1 shRNA能明显抑制SH-SY5Y细胞Beclin-1的mRNA及蛋白的表达;沉默Beclin-1基因后,Beclin-1 shRNA组细胞存活率与阴性对照组相比无差异;成功建立了稳定表达Beclin-1 shRNA的SH-SY5Y细胞。5%低氧处理后,与阴性对照组相比较,Beclin-1 shRNA组细胞中LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值下调,细胞内自噬小体数量减少。结论：慢病毒介导的Beclin-1shRNA对SH-SY5Y细胞的活力无影响,但可以抑制低氧诱导的自噬。     

条件性RNA干扰的原理和方法

RNA干扰(RNAinterference,RNAi)是通过抑制转录后水平的基因表达而诱导功能缺失表型的有力工具。由于传统RNAi方法不能对小干扰RNA(smallinterferingRNA,siRNA)或短发夹状RNA(shorthairpinRNA,shRNA)的表达进行调控,在对细胞生存、细胞周期调控和细胞发育起重要作用的基因进行功能分析时受到一定限制。利用药物诱导系统对启动子进行修饰、利用Cre-LoxP系统对启动子或shRNA进行修饰而构建的条件性RNAi系统中,shRNA可根据研究者的需要在特定的时间和空间表达,克服了传统RNAi方法的局限,显著拓展了RNAi技术在功能基因组学和基因治疗等方面的应用范围。     

RNA干扰在昆虫中的作用机理及应用进展

RNA干扰（RNAi）是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为抵抗病毒的免疫机制,广泛存在于生物体内。RNAi在秀丽隐杆线虫中的发生机制已明确,但昆虫的系统性RNAi不同于线虫,在昆虫中尚未发现线虫跨膜蛋白SID．2的同源蛋白,且果蝇中不存在依赖于RNA的RNA聚合酶（RdRP）,但存在具有相似活性的物质。昆虫发生RNAi的效率不仅与靶标基因自身及双链RNA的选择有关,而且与虫体的发育状态及摄入双链RNA的剂量相关。随着RNAi在昆虫中作用特点的阐明,RNAi的应用价值也逐渐体现。近年来,通过RNAi沉默靶标基因,不但促进了昆虫基因功能研究的发展,而且被广泛用于重要农业害虫抗药性基因的研究。最新研究表明,RNAi结合第2代测序技术,针对非模式昆虫,能迅速找到具有致死效应的靶标序列,加快了利用RNAi技术生产生物农药的步伐。     

RNA干扰的研究进展

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种由双链RNA诱发的转录后水平的基因沉默现象,是近几年发展起来的基因表达调节新机制。RNAi广泛存在于真菌、植物和动物中,这种调控可以由siRNA、shRNA及miRNA等小分子RNA参与。在此主要对RNAi的研究进展如背景、分子调控机制、存在的问题和应用前景等进行了综述。