RNA干扰和HIV-1.pdf

· 159 · 《生命的化学》2010 年30卷2期 CHEMISTRY OF LIFE 2010，30(2) ● 新进展 文章编号: 1000-1336(2010)02-0159-06 R N A 干扰和 H I V-1 陈 彬 1 杨 磊 1,2 谭晓华 2 1石河子大学新疆地方与民族高发病省部共建教育部重点实验室，石河子 832002； 2杭州师范大学医药卫生管理学院，杭州 310036 摘要：RNA 干扰(R N A i n t e r f e r e n c e , R N A i )是指由短双链 RNA 诱导的同源 RNA 降解过程或者是指诱导 DNA 甲基化的方 式对其同源序列的基因表达进行干涉的过程。传统观念认为，这种现象发生在转录后水平又称为转录后基因沉默 (post-transcr ipt iona l gene s i lence, PTGS)。然而，最近研究表明，干扰小RNA(smal l interfer ing RNA, s iRNA)是一些甲基化 转移酶活化的起始信号，能在转录水平调控(沉默)基因的表达(t r a n s c r i p t i o n a l g e n e s i l e n c e , TGS )。该机制广泛存在于从 酵母到哺乳动物的细胞中，能调节多种生物学的过程。新近的研究表明细胞和病毒 m i R N A ( v m i R N A ) 都能调节病毒的 复制；还有研究表明有些病毒，比如 H I V - 1 ，可以直接调控细胞内的 R N A 干扰的能力。R N A 干扰有可能成为一种新 的防治 H I V - 1 感染的基因治疗方法，本文就 R N A 干扰作用机制以及在 H I V - 1 感染方面的应用进行综述。 关键词：H I V - 1 ；小干扰 R N A ；R N A 干扰；微小 R N A ；甲基化 中图分类号：Q 7 4 目前，对HIV-1 的防治性研究已进入攻关性阶 段。虽然不断有新的抗病毒药物进入临床应用，但 是对HIV-1的高变异性使得HIV-1的流行仍然得不到 有效控制，现在的很多治疗手段都不能从根本上清 除体内潜伏的病毒子，而且很容易产生变异株。随 着RNA 干扰机制的发现，科学家利用基因工程手段 将人工合成的siRNA 前体导入细胞使其内源性表达， 大量研究结果表明，此方法能高效的抑制病毒复制， 还能有效的防止病毒的变异株产生。现在RNA 干扰 机制已成为研究基因功能和抗病毒感染的有力工具。 随着的RNA 干扰机制不断阐明和应用，以它为基础 的治疗有望成为攻克HIV-1 感染的有效手段。 1. RNA 干扰的作用机制 RNA 干扰的沉默机制首先是在研究线虫发育缺 陷时发现，最初被描述成对抗外源病毒的一种免疫 防御，抑制转座子活动、调控基因表达的监控机制[1]。 它依赖于一种RNa s e I I I 蛋白和一小段特殊序列，指 导RNA 结合从而沉默靶RNA。研究发现，有两种类 型的小RNA— — 干扰小 RNA(small interfering RNA, siRNA)和微RNA(m i c r oRNA, m iRNA 或 miR)参与了 RNA 干扰。 1.1 siRNA 参与的RNA 干扰 较长的RNA 前体最初在RNase I I I 家族中的Dicer 和 Drosha 酶作用下被加工成19~25 个核苷酸(nt)的有 功能的siRNA。siRNA 前体也可来自于长的双链RNA (dsRNA)或发夹RNA。其分子机制是：双链 siRNA 其 中的一条链可以生成具有引导功能的指导RNA，指 导RNA 与 Dicer 连接蛋白结合，然后与PACT(prote in activator of dsRNA dependent-protein kinase PKR)和 TAR RNA 结合蛋白(transact ivat i on response RNA binding protein, TRBP)构成复合物，并与相关酶复合 物结合形成RN A 诱导的沉默复合物(R N A- i n d u c e d silencing complex, RISC) [2-4]。研究发现，许多RISC 无 明显的生物学特征。然而，RISC 的结构中至少包括 一条单链的连接有Ag o 2 蛋白的指导RN A [ 5 ]。指导 RNA 与靶mRNA 基于完全互补的原则杂交的，通过 收稿日期：2009-09-18 浙江省科技厅国际合作项目(2008 C 1 4G21 5 0 0 1 0 )资助 作者简介：陈彬( 1 9 7 7 - ) ，男，硕士生，E - m a i l : c b 2 15209@s i n a . c o m；杨磊(1