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淺議RNAi與siRNA轉(zhuǎn)染試劑的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間： 2023-08-23 點(diǎn)擊次數(shù)： 1694次RNAi（RNA interference，RNA干擾）是近年來(lái)生命科學(xué)領(lǐng)域最為重大的發(fā)現(xiàn)之一。它是指小分子雙鏈RNA可以特異性地降解同源mRNA,從而抑制或關(guān)閉特定基因表達(dá)的現(xiàn)象。人們只要知道了某種疾病的致病基因，就可以設(shè)計(jì)出針對(duì)該基因mRNA的小分子干擾RNA（Small interfering RNA，siRNA），抑制或封閉該致病基因的表達(dá)，從而達(dá)到治療疾病的目的。顯然，在理論上，通過(guò)siRNA可以治療所有的疾病，包括腫瘤、傳染病、遺傳性疾病等等，因而siRNA受到學(xué)術(shù)界普遍的關(guān)注，是目前最為熱門的生命科學(xué)研究領(lǐng)域，也是未來(lái)最有發(fā)展前途的新藥開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。因?yàn)閟iRNA在生物功能研究、疾病治療和新藥研發(fā)方面具有非常重大的應(yīng)用價(jià)值，2002年，著名的美國(guó)≤科學(xué)≥雜志將其評(píng)為世界拾大科技成果之-首。2006年，發(fā)現(xiàn)RNA干擾現(xiàn)象的美國(guó)科學(xué)安德魯·法厄被授予諾貝爾生理及醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。一般地，科學(xué)家從成果發(fā)表到獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)需要等待20多年以上的時(shí)間，但安德魯·法厄從發(fā)現(xiàn)RNA干擾現(xiàn)象到獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)只用了8年的時(shí)間，是迄今為止獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)最快的科學(xué)家，這充分證明了國(guó)際科學(xué)界對(duì)RNA干擾成果的認(rèn)可。
一、siRNA載體的應(yīng)用分析
如上所述，作為抑制基因表達(dá)的有效工具，siRNA具有非常廣泛的應(yīng)用。目前，幾乎所有的分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室和核酸藥物開(kāi)發(fā)廠商，都會(huì)用到siRNA作為研究手段。但是，siRNA不能單獨(dú)應(yīng)用，它必須與運(yùn)載工具也就是載體搭配才能轉(zhuǎn)運(yùn)到機(jī)體組織和細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。因而，siRNA的應(yīng)用領(lǐng)域就是其載體的應(yīng)用領(lǐng)域。具體地說(shuō)， siRNA與載體結(jié)合可用于以下研究：
1、基因功能研究： 由于siRNA具有很好的特異性和有效的干擾活力，可以使特定基因沉默，獲其功能喪失或降低突變，因此可以作為功能基因組學(xué)的一種強(qiáng)有力的研究工具。已有研究表明siRNA能夠在哺乳動(dòng)物中抑制特定基因的表達(dá)，而且抑制基因表達(dá)的時(shí)間可以控制在發(fā)育的任何階段，產(chǎn)生類似基因敲除的效應(yīng)。與傳統(tǒng)的基因敲除技術(shù)相比，這一技術(shù)具有投入少，周期短，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。因而，近年來(lái)，越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始使用siRNA研究基因的功能，并將之用于構(gòu)建轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的模型。
2、病毒性疾病的治療：
研究表明，人們通過(guò)合成一段針對(duì)特定病毒基因的siRNA，并將之導(dǎo)入該病毒感染的細(xì)胞，能夠有效地抑制該病毒的復(fù)制，阻斷病毒對(duì)細(xì)胞的感染。并且，可貴的是，siRNA在病毒感染的早期就能發(fā)揮抑制作用。因而，siRNA可用來(lái)治療病毒性疾病。目前，美國(guó)加州大學(xué)在研究使用siRNA治療艾滋?。贿€有人在研究用siRNA治療脊髓灰質(zhì)炎、肝炎和嚴(yán)重急性呼吸綜合征(severe acute respiratory syndrome，SARS)。可見(jiàn)，siRNA在病毒性感染疾病的治療方面具有非常重要的意義。
3、遺傳性疾病的治療：
如前所述，siRNA可以特異性地抑制某個(gè)基因的表達(dá)，因而是治療缺陷表達(dá)或過(guò)量表達(dá)性遺傳病的最好手段。目前，美國(guó)衣阿華大學(xué)正在研究用siRNA治療脊髓小腦運(yùn)動(dòng)失調(diào)。美國(guó)西北大學(xué)也在用人工合成的siRNA治療脆性Ｘ染色體綜合征。學(xué)界認(rèn)為，遺傳性疾病的治療將成為基因治療的又一大熱點(diǎn)。
4、腫瘤病的治療：
腫瘤是多個(gè)基因相互作用的基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的結(jié)果，傳統(tǒng)技術(shù)誘發(fā)的單一癌基因的阻斷不可能全抑制或逆轉(zhuǎn)腫瘤的生長(zhǎng)，而RNAi可以利用同一基因家族的多個(gè)基因具有一段同源性很高的保守序列這一特性，設(shè)計(jì)針對(duì)這一區(qū)段序列的siRNA分子，只注射一種siRNA即可以產(chǎn)生多個(gè)基因同時(shí)剔除的效果，也可以同時(shí)注射多種siRNA而將多個(gè)序列不相關(guān)的基因同時(shí)剔除。顯然，與傳統(tǒng)的基因治療方法相比，siRNA是更為理想和有效的治療手段。目前，國(guó)外已有較多大學(xué)和制藥公司在開(kāi)展siRNA治療癌癥的研發(fā)工作，如乳腺癌、白血病、黑色素瘤、肝癌等等。
5、在整形外科中的應(yīng)用：
siRNA還可用于整形，如瘢痕疙瘩是一種較為難治的疾病，目前尚無(wú)有確切有效的治療方法。使用特異性siRNA可以有效抑制瘢痕疙瘩的形成。另外，使用特異的siRNA還可以抑制黑色素的分泌，達(dá)到皮膚美白的效果。
6、新藥開(kāi)發(fā)研究：
如上所述，siRNA可用于病毒性疾病、遺傳病和惡性腫瘤等的治療，因而可被進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成治療各種疾病的藥物。目前，國(guó)外多家公司都在開(kāi)發(fā)此類藥物，其中美國(guó)Alnylam pharmaceuticals 公司開(kāi)發(fā)的治療老年性黃班的藥物已經(jīng)進(jìn)入二期臨床，治療肺癌的藥物已進(jìn)入一期臨床。
綜上所述，siRNA與載體結(jié)合可廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)研究、疾病治療和藥物開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。除此之外，siRNA技術(shù)還可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)等多種領(lǐng)域，進(jìn)行良種培育、良種篩選和疾病治療等。可見(jiàn)，siRNA載體的應(yīng)用非常廣泛，具有巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間。目前，應(yīng)用較廣的siRNA轉(zhuǎn)染載體為品牌T公司的Lipo2000和Lipo3000 ，但該類載體細(xì)胞毒性較大，而且轉(zhuǎn)染效率偏低。有公司在國(guó)際上率-先研發(fā)成功了Starvio系列siRNA納米轉(zhuǎn)染載體，該載體細(xì)胞毒性低，轉(zhuǎn)染后細(xì)胞死亡率不到10%，siRNA轉(zhuǎn)染效率高，基因敲除效率可達(dá)90%以上，有效彌補(bǔ)了Lipo2000和Lipo3000在性能上的不足，是目前比較理想的siRNA轉(zhuǎn)染載體。
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