RNA干扰技术在肿瘤治疗中的应用研究

RNA干扰技术的研究及进展

RNA干扰是近几年兴起的一种新技术，它是由双链核糖核酸引起的抑制基因表达的一种现象。这种新技术在抗病毒、抗癌症和基因病等医学领域表现出了广阔的应用前景。本文就RNA干扰的作用机制 、研究进展进行综述。

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RNA 干扰（RNA interference，RNAi）是近年来发现的一种高效特异地阻断基因表达的新技术。RNAi 是指一些小的双链 RNA（dsRNA）在细胞内 Dicer 内切酶的识别、结合、酶切下，产生有活性的长度为 21～23nt 干扰性 RNA（short

interfering RNA ，siRNA），与互补的目的基因的 mRNA 结合并使之降解，从而到达抑制目的基因表达的作用，是一种由双链 RNA诱发的“基因沉默”现象。本文旨在讲述RNA干扰的作用机制及研究进展。

1. RNA干扰技术的作用机制

RNAi是指细胞中导入与内源性mRNA编码区某段序列同源的双链 RNA

（double—stranded RNA，dsRNA）片段，可致该mRNA发生特异性降解从而导致基因表达沉默的现象[1]。其作用机制是：外源性 （如病毒）或内源性的dsRNA在细胞内与一种具有dsRNA特异性的RNA酶Ⅲ内切核酸酶

（RNaseUIendnuclease）——Dicer结合为酶dsRNA复合物 ，随即被切割成21～23nt的RNA片段 ，即siRNA。siRNA与 Dicer形成 RISC。siRNA 作为引导序列，按照碱基互补原则识别靶基因转录出的mRNA，并引导RISC复合体结合mRNA.随后siRNA与mRNA在复合体中换位，核酸酶 Dicer将mRNA切割成21～23nt的片段 ，从而可以破坏特定目的基因转录产生的mRNA，使其功能沉默，即基因沉默（gene silencing）。而新产生的siRNA片段可再次与Dicer酶形成RISC复合体 ，介导新一轮的同源mRNA降解 ，从而产生级联放大效应 ，显著增强了抑制基因表达的作用

RNA干扰技术的发展与应用前景

RNA干扰技术是一种革命性的分子生物学技术，它可以对基因进行定向的靶向沉默和调控，成为了分子医学领域的研究热点。RNA干扰技术的发展迅猛，应用领域不断扩大，具有广阔的前景和潜力。

1. RNA干扰技术的发展历程

RNA干扰技术最早由美国科学家Fire和Mello于1998年发现，并于2006年共同获得诺贝尔生理学或医学奖。随后，该技术在基因沉默、基因表达调控、病毒防御等方面的应用得到广泛研究。特别是人基因组的完成，使得RNA干扰技术在人类基因疾病的治疗和抑制病毒感染等领域具有重要的应用前景。

2. RNA干扰技术的作用原理

RNA干扰技术利用双链RNA介导靶向沉默和调控基因。简单来说，就是利用已知基因的序列信息设计合成siRNA（双链RNA分子），siRNA可以通过RNA诱导的靶向效应，精确地连接并分解目标mRNA分子，阻断蛋白质的合成。此外，还可以通过shRNA(plasmid RNA)、miRNA等形式对基因进行调控，改变基因表达。

3. RNA干扰技术的应用前景

3.1 基因表达调控

RNA干扰技术可以对有害基因进行靶向沉默，治疗基因疾病；对抗受到变异或缺少的有益基因，促进胚胎或干细胞分化或肿瘤恶化的扩散；整合与维持基因座位中的基因表达变化的遗传编程过程，将自组织的产生与维持致密的生物体的结构和功能联系起来。

3.2 细胞治疗

RNA干扰技术利用RNA引物的靶向性去除特定的细胞，与基于抗体等方法相比，其安全、便捷、经济的特性也使得其应用潜力巨大。

3.3 抗病毒治疗

RNA干扰技术在抗病毒方面的应用也尤为重要。利用siRNA沉默病毒基因，可以有效治疗多种病毒感染，如HIV、乙型肝炎、甲型肝炎和流感等。此外，RNA干扰技术还可以用于生物免疫检测，特别是高危感染病毒的快速检测，如新冠肺炎等，具有广阔的市场前景。

4. RNA干扰技术的挑战

RNA干扰技术的应用离不开四个因素：RNA引物、传递载体、细胞浓度、基因网络。RNA引物的质量决定了RNA干扰技术的稳定性和效率。传递载体要保证引物的稳定性，同时还要提高细胞摄取的效率。细胞浓度在RNA干扰技术的应用中起关键作用，细胞过稀或过浓都会导致干扰效果不佳。基因网络的存在往往会干扰RNA干扰技术，从而影响其临床应用。此外，在RNA干扰技术应用过程中，还需考虑对基因组结构与网络的潜在影响。

RNA干扰技术的应用与风险

RNA干扰技术是一种先进的生物学技术，它可以选择性地沉默目标基因的表达，从而影响细胞的功能和生物体的表现。这种技术的应用范围非常广泛，涉及基础研究、药物开发、农业生产等多个领域。然而，随着技术的不断推广和使用，人们也开始关注其可能带来的风险和副作用。

一、RNA干扰技术的基本原理

RNA干扰技术是一种基于RNA分子的生物学技术。简单来说，它的基本原理是通过特定的RNA分子干扰目标基因的表达，进而影响生物体的生命活动。这些RNA分子可以分为两种，一种是小分子RNA（siRNA），另一种是microRNA（miRNA）。它们都具有类似的结构和功能，能够与靶基因的RNA分子结合，并通过一系列酶的协作作用，在细胞内引发RNA降解或RNA抑制反应。

二、RNA干扰技术的应用领域

RNA干扰技术是一种非常灵活和精准的生物学工具，它的应用范围非常广泛。在基础研究领域，RNA干扰技术可以帮助生物学家研究基因功能和信号通路等生物过程。在生物制药领域，RNA干扰技术可以帮助制药公司开发更为有效和安全的新药。在农业生产领域，RNA干扰技术可以帮助育种者培育更为高产、富营养和抗病的作物品种。

三、RNA干扰技术的风险和副作用

尽管RNA干扰技术有着广泛的应用前景，但它也带来了一些潜在的风险和副作用。其中最主要的是基因沉默的不确定性。由于RNA干扰技术只能选择性地干扰目标基因的表达，而不会带来DNA序列上的改变，所以其影响往往是暂时的、可逆的，甚至可以被遗传。然而，由于基因网络的复杂性和不确定性，RNA干扰技术可能会在不经意间引发意外的生物反应，甚至导致细胞死亡、免疫反应等副作用。

此外，RNA干扰技术的应用还存在着一些技术性和伦理性的问题。例如，人们需要对RNA干扰技术的效果和副作用进行全面的评估和监测，以确保其安全性和有效性。同时，RNA干扰技术的应用也会对社会、文化、伦理等诸多方面产生影响，需要充分考虑各方面的利益和权益。

实用肝脏病杂志2012年2月第15卷第1期JClinHepatol，Feb.2012.Vol.15No.1··

自1998年由Fire等[1]首次发现基因沉默现象以来，RNA

干扰技术发展迅速，RNA干扰（RNAinterference，RNAi）是指

由与靶基因序列同源的双链RNA（double-strandedRNA，

dsRNA）引发的广泛存在于生物体内的序列特异性基因转录

后的沉默过程。

原发性肝癌是最常见的恶性肿瘤之一，是多因素、多阶

段、多基因相互作用的结果，包括病毒感染、致癌物的作用、

癌基因的激活和抑癌基因的失活、细胞的凋亡和增殖调节失

控、修复基因结构和功能缺陷等[2]。在其癌变、增殖、转移、复

发等一系列过程中伴随着不同阶段的癌基因或抑癌基因变

异，引起相关因子表达的紊乱。针对这些生物学特性，已经

有许多RNA干扰技术应用于肝癌的基因治疗与研究。RNAi

因其特有的高效性、特异性、低毒性，为肝癌基因治疗的研

究开辟了一条新的途径。

一、RNAi概述

（一）RNAi的发现1995年Guo等[3]人在阻断秀丽新小

杆线虫中par-1基因表达的研究中发现，对照实验组注射正

义RNA不但不增加该基因的表达，反而产生与反义RNA同

样的结果，即特异性阻断该基因的表达。1998年，由Fire等[1]

证实，正义RNA抑制基因表达的现象是由于体外转录的

RNA中污染了少量dsRNA而引起的，并发现纯化后的dsR-

NA具有比正义链或反义链更强的基因沉默效应，故将dsR-

NA能导致转录后基因沉默的这一现象首次称为RNAi现

象。随后在一些植物和低等无脊椎动物中陆续发现RNAi效

应存在[4]。早期研究者采用较长序列的dsRNA总是导致基因

的非特异性抑制，以致认为在哺乳动物细胞中是不能以RNAi技术诱导特异性基因抑制的[5]。2001年，Elbashir等[6]将

人工合成的19-21nt的小干扰RNA（smallinterferingRNA，