RNA干ひ扰

慢病毒びょうどく递送设计的てきshRNA和わ在ざい哺乳ほにゅう动物细胞中ちゅう的てきRNA干ひ扰的机つくえ制せい。

RNAi示しめせ意い图

RNA干ひ扰（RNA interference，缩写为RNAi）是ぜ指ゆび一いち种分子生物学ぶんしせいぶつがく上うえ由ゆかり双そう链RNA诱发的てき基もと因いん沉默现象，其机制せい是ぜ通どおり过阻碍そがい特定とくてい基もと因いん的てき转录或ある翻こぼし译来らい抑制よくせい基もと因いん表ひょう达。当とう细胞中ちゅう导入与あずか内うち源みなもと性せいmRNA编码区く同どう源みなもと的てき双そう链RNA时，该mRNA发生降くだ解かい而导致基因いん表ひょう达沉默。与あずか其它基もと因いん沉默现象不同ふどう的てき是ぜ，在ざい植物しょくぶつ和わ線せん蟲ちゅう中ちゅう，RNAi具有ぐゆう传递性せい，可か在ざい细胞之の间传播，此現象げんしょう被ひ稱しょう作さく全身ぜんしん性せいRNA干ひ擾（systemic RNAi）。在ざい秀しゅう丽隐杆线虫ちゅう上うえ实验时还可か使つかい子こ一いち代だい产生基もと因いん突变，甚至於可用よう喂食細菌さいきん給きゅう線せん蟲むし的てき方式ほうしき讓ゆずる線せん蟲むし得とく以產生せいRNA干ひ擾現象げんしょう。RNAi现象在ざい生物せいぶつ中ちゅう普遍ふへん存在そんざい。2006年ねん，安德あんとく鲁·法ほう厄やく（Andrew Z. Fire）与あずか克かつ雷かみなり格かく·梅うめ洛らく（Craig C. Mello）由ゆかり于在秀しゅう丽隐杆线虫ちゅう的てきRNAi机つくえ制せい研究けんきゅう中ちゅう的てき贡献而共同どう获得诺贝尔生理せいり及医学がく奖。

RNAi与あずか转录后きさき基もと因いん沉默（post-transcriptional gene silencing and transgene silencing）在ざい分子ぶんし層そう次じ上じょう被ひ证实是ぜ同一どういつ种现象ぞう。

发现

在ざい转基因いん的てき矮牵牛うし花はな中ちゅう所しょ观察到的てきRNA干ひ扰现象ぞう

RNA干ひ扰现象ぞう是ぜ1990年ねん由ゆかり约根森もり（Jorgensen）研究けんきゅう小しょう组在研究けんきゅう查尔酮合成ごうせい酶对花はな青あお素もと合成ごうせい速度そくど的てき影かげ响时所しょ发现，为得到いた颜色更さら深ふか的てき矮牵牛うし花はな而过量りょう表ひょう达查尔酮合成ごうせい酶，结果意外いがい得え到いた了りょう白色はくしょく和白わじろ紫むらさき杂色的てき矮牵牛うし花はな，并且过量表ひょう达查尔酮合成ごうせい酶的矮牵牛うし花中はななか查尔酮合成ごうせい酶的浓度比ひ正常せいじょう矮牵牛うし花中はななか的てき浓度低てい50倍ばい。约根森もり推测外がい源げん转入的てき编码查尔酮合成ごうせい酶的基もと因いん同どう时抑制せい了りょう花はな中内なかうち源はじめ查尔酮合成ごうせい酶基因いん的てき表ひょう达。

1992年ねん，罗马诺（Romano）和かずMacino也在粉こな色しょく麵包黴菌ばいきん中ちゅう发现了りょう外がい源げん导入基もと因いん可か以抑制よくせい具有ぐゆう同どう源みなもと序列じょれつ的てき内ない源みなもと基はじめ因いん的てき表ひょう达。1995年ねん，Guo和わKemphues在ざい线虫中也ちゅうや发现了りょうRNA干ひ扰现象ぞう。

1998年ねん，安德あんとく鲁·法ほう厄やく（Andrew Z. Fire）等とう在ざい秀しゅう丽隐杆线虫ちゅう（C.elegans）中ちゅう进行反はん义RNA抑制よくせい实验时发现，作さく为对照あきら加入かにゅう的てき双そう链RNA相しょう比ひ正せい义或反はん义RNA显示出で了りょう更さら强的ごうてき抑制よくせい效果こうか。从与靶mRNA的てき分子ぶんし量りょう比ひ考こう虑，加入かにゅう的てき双そう链RNA的てき抑制よくせい效果こうか要よう强きょう于理论上1:1配はい对时的てき抑制よくせい效果こうか，因いん此推测在双そう链RNA引导的てき抑制よくせい过程中ちゅう存在そんざい某ぼう种扩增ぞう效こう应并且有某ぼう种酶活性かっせい参与さんよ其中。并且将はた这种现象命名めいめい为RNA干ひ扰。

2006年ねん，安德あんとく鲁·法ほう厄やく与あずか克かつ雷かみなり格かく·梅うめ洛らく（Craig C. Mello）由ゆかり于在RNAi机つくえ制せい研究けんきゅう中ちゅう的てき贡献获得诺贝尔生理せいり及医学がく奖。

机つくえ制せい

siRNA

RNA干ひ扰现象ぞう的てき机つくえ理り

RNA干ひ扰作用よう是ぜ通どおり过一类较稳定的中间介质实现的。对植物しょくぶつ的てき研究けんきゅう证明，双そう链RNA复合体がったい先さき降くだ解かい成なり为35nt左右さゆう的てき小しょうRNA分子ぶんし，然しか后きさき他た们通过序列じょれつ互补与mRNA结合，从而导致mRNA降くだ解かい。对果はて蝇的てき研究けんきゅう证明，长度为21～23nt的てき小しょうRNA分子ぶんし是ぜ引起RNA干ひ扰现象ぞう的てき直接ちょくせつ原因げんいん。这种小しょうRNA分子ぶんし被ひ称しょう之の为小しょう干ひ扰RNA（small interfering RNA，siRNA）。

在ざいRNA干ひ扰中一いち个非常ひじょう重要じゅうよう的てき酶是ぜRNaseIII核かく酶家族かぞく的てきDicer。它可与あずか双そう链RNA结合，并将其剪切きり成なり21～23nt及3'端はし突出とっしゅつ的てき小しょう分子ぶんしRNA片かた段だん，即そくsiRNA。随ずい后きさきsiRNA与あずか若干じゃっかん个蛋白しろ组成的てき，RNA引起的てき称しょう之の为RNA誘導ゆうどう沉默複ふく合體がったい（RNA-induced silencing complex，簡稱RISC）结合，解かい旋成单链，并由该复合体がったい主ぬし导RNAi效こう应。RISC被ひ活かつ化か后きさき，活かつ化か型がたRISC受已成なり单链的てきsiRNA引导（guide strand），序列じょれつ特とく异性地ち结合在ざい标靶mRNA上じょう并切断せつだん标靶mRNA，引发靶mRNA的てき特とく异性分解ぶんかい。

迄まで今こん为止已やめ鉴定出で包括ほうかつDicer在ざい内的ないてき若干じゃっかん个与RNAi有ゆう关的蛋白たんぱく因子いんし。在ざい果はて蝇（Drosophila melanogaster）RISC中ちゅう，已やめ知ち存在そんざい着ぎ称しょう为Argonaute2（AGO2）的てき因子いんし，AGO2蛋白たんぱく的てき表ひょう达受到抑制よくせい时，RNAi效こう应缺失しつ，也就是ぜ说AGO2是ぜ果はて蝇RNAi机つくえ制せい的てき必须因子いんし。研究けんきゅう表明ひょうめいArgonaute家族かぞく蛋白たんぱく具有ぐゆうRNA切きり割わり酶活性せい（slicer activity），RNAi机つくえ制せい正せい是ぜ由よしArgonaute家族かぞく蛋白たんぱく的てきRNA切きり割わり酶活性せい主しゅ导。另外，几个RNA解かい旋酶（RNA helicase）也被鉴定为参与さんよRNAi机つくえ制せい的てき因子いんし。在ざい秀しゅう丽隐杆线虫ちゅう（C. elegans）的てきRNAi中ちゅう必须的てき因子いんし有ゆうEGO1，这是一いち种RdRP（RNA-dependent RNA Polymerase），植物しょくぶつ中也ちゅうや存在そんざい该蛋白しろ同系どうけい物ぶつ。RNAi中ちゅうRdRP是これ将はた标靶mRNA作さく为模板ばん，以导入いれ的てきdsRNA（或あるsiRNA）作さく为引物ぶつ合成ごうせいRNA，在ざい细胞内ない针对于标靶mRNA合成ごうせい新しんsiRNA的てき酶。这一反应在一些生物的RNAi中ちゅう为必须，但ただしRdRP活性かっせい在ざい人ひと和わ果はて蝇的てきRNAi中ちゅう是非ぜひ必须的てき，这说明あきら在ざい不同ふどう物ぶつ种之间RNAi机つくえ制せい的てき基本きほん框かまち架か虽然相しょう同どう，但ただし存在そんざい着ぎ微妙びみょう差さ异。

microRNA

在ざい真ま核かく生物せいぶつ当とう中なか，还存在そんざい另外一いち种小分子ぶんしRNA（microRNA）也能引起RNA干ひ扰现象ぞう。microRNA大だい多た20-22nt长，前ぜん体からだ具有ぐゆう类似发夹性せい的てき茎くき环结构。microRNA产生于该茎くき环结构的双そう链区。其特点てん与あずかsiRNA基本きほん上相かみや同どう。

RNA干ひ扰的作用さよう

2001年ねん，Tuschl等とう将はたsiRNA导入到いた哺乳ほにゅう动物细胞中ちゅう并由此解决了在ざい哺乳ほにゅう细胞内ない导入长的双そう链RNA时引发的干ひ扰素效こう应，由ゆかり此拓展てん了りょうRNAi在ざい基もと因いん治ち疗上应用前景ぜんけい。RNAi机つくえ制せい普遍ふへん存在そんざい于动植物しょくぶつ，尤ゆう其是低てい等とう生物せいぶつ中なか。因よし此被认为是ぜ进化上相かみや对保守ほしゅ的てき基もと因いん表ひょう达调控ひかえ机つくえ制せい。一いち种假说为，RNAi机つくえ制せい是ぜ作さく为在RNA水平すいへい上じょう抵御病毒びょうどく入いれ侵おかせ的てき防御ぼうぎょ机つくえ制せい而存在そんざい的てき。在ざい病毒びょうどく自身じしん基もと因いん组所包含ほうがん的てき，或ある在ざい病毒びょうどく复制过程中ちゅう产生的てき双そう链RNA可か以被Dicer识别，从而引起病毒びょうどくRNA降くだ解かい。但ただし是ぜ许多病毒びょうどく为抵抗こう宿主しゅくしゅ的てきRNA干ひ扰机制せい，会かい产生抑制よくせい宿主しゅくしゅRNA干ひ扰的蛋白たんぱく，以保护病毒びょうどく基もと因いん在宿ざいしゅく主体しゅたい内ない的てき顺利复制。已やめ经发现的可か以抑制よくせい宿主しゅくしゅRNA干ひ扰的病毒びょうどく蛋白たんぱく有ゆうpotyviruses编码的てきHC-PRO蛋白たんぱく、马铃薯いもX病毒びょうどく编码的てきCmv2b蛋白たんぱく、兽棚病毒びょうどく编码的てきB2蛋白たんぱく等ひとし。

RNA干ひ扰也是ぜ抑制よくせい破やぶ坏基因いん结构的てき一いち种DNA片かた段だん转錄子こ活性かっせい的てき重要じゅうよう方式ほうしき。转錄子こ通常つうじょう以逆转錄的てき方式ほうしき在ざい基もと因いん组中扩增。在ざい逆ぎゃく转錄过程中ちゅう产生的てき双そう链RNA分子ぶんし可か以被Dicer识别，从而被ひ降くだ解かい。

目前もくぜん发现，RNAi机つくえ制せい中ちゅう的てき相しょう关一些因子如内源性双链RNA及蛋白しろ因子いんし可か以在多た种层次じ上じょう对基因いん表ひょう达进行ぎょう调控，其范围已经超越こし了りょうPTGS（post transcriptional gene silencing），如RNAi机つくえ制せい同どう样参与さんよ了りょう转录水平すいへい上じょう的てき基もと因いん表ひょう达调控ひかえ过程中ちゅう。

应用

RNAi在ざい基もと因いん靜しずか默だま（silent gene）方面ほうめん具有ぐゆう高だか效こう性せい和わ简单性せい，所以ゆえん是ぜ基もと因いん功こう能のう研究けんきゅう的てき重要じゅうよう工具こうぐ。

大だい多数たすう药物属ぞく于標しめぎ靶基因いん（或ある疾病しっぺい基もと因いん）的てき抑制よくせい剂，因いん此RNAi模も拟了药物的てき作用さよう，这种功こう能のう丢失（LOF）的てき研究けんきゅう方法ほうほう比ひ传统的てき功こう能のう获得（GOF）方法ほうほう更さら具ぐ优势。因よし此, RNAi在ざい今こん天てん的てき制せい药产业中是ぜ药物靶标确认的てき一いち个重要よう工具こうぐ。同どう时，那な些在靶标实验中ちゅう证明有效ゆうこう的てきsiRNA/shRNA本身ほんみ还可以被进一步开发成为RNAi药物。

在ざい药物標しるべ靶发现和确认方面ほうめん，RNAi技わざ术已获得了りょう广泛的てき应用。生物せいぶつ技わざ术公司こうし或ある制せい药公司こうし通常つうじょう利用りよう建立こんりゅう好このみ的てきRNAi文ぶん库来引入细胞，然しか后きさき通どおり过观察细胞的表ひょう型がた变化来らい发现具有ぐゆう功こう能のう的てき基もと因いん。如可通どおり过RNAi文ぶん库介导的肿瘤细胞生せい长来发现能のう抑制よくせい肿瘤的てき基もと因いん。一旦所发现的基因属于可用药的靶标（如表达的蛋白たんぱく在ざい细胞膜まく上じょう或ある被ひ分泌ぶんぴつ出で细胞外がい），就可以针对此靶标进行大だい规模的てき药物筛选。此外，被ひ发现的てき靶标还可用ようRNAi技わざ术在细胞水平すいへい或ある动物体内たいない进一いち步ほ确认。

在ざい疾病しっぺい治ち疗方面めん，双そう链小分子ぶんしRNA或あるsiRNA已やめ被ひ用よう于临床ゆか测试用よう于几种疾病びょう治ち疗，如老年ろうねん视黄斑むら退化たいか、肌はだ肉にく萎縮いしゅく性せい側がわ索さく硬化こうか症しょう、类风湿性しっせい关节炎えん、肥胖症ひはんしょう等ひとし。在ざい抗こう病毒びょうどく治ち疗方面めん，帕金森かなもり病びょう等とう神かみ经系统疾病びょう已やめ经开始はじめ初步しょほ采さい用ようRNA干ひ扰疗法ほう。肿瘤治ち疗方面めん也已经取得しゅとく了りょう一いち些成果せいか。

参考さんこう文献ぶんけん

来らい源みなもと

期き刊かん文章ぶんしょう

• Recent develpment of RNAi in drug target discovery and validation, Drug Disvoery Today: Technologies.(2006)3:293-300.
• Development of new RNAi therapeutics, Histology and Histopathology. (2007)22:211-217.

书籍

• 《新しん药药物ぶつ靶标开发技わざ术》，2006年版ねんばん，高等こうとう教育きょういく出版しゅっぱん社しゃ，ISBN 7-04-018953-4

参まいり见

• 小しょう干ひ扰RNA（siRNA）
• 小しょう发夹RNA（shRNA）