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siRNA治疗原发性肝癌研究进展

关键词小干扰RNA原发性肝癌

原发性肝细胞癌(PHCC)在世界范围内居常见肿瘤的第五位。近年来，随着

分子生物学、免疫学、基因治疗学的发展，小干扰RNA（siRNA）以其特有的

生物学特性及潜在的生物医学应用价值在PHCC治疗研究中成为热点。本文从

siRNA的分子机制、原发性肝癌基因治疗原理及siRNA治疗肝癌的问题与展望

几个方面做一阐述。

siRNA的背景及机制

siRNA相关背景：RNA是生物体内最重要的物质基础之一，它与DNA和蛋

白质一起构成生命的框架。它可通过互补序列的结合反作用于DNA，从而关闭

或调节基因的表达。甚至某些小分子RNA可以通过指导基因的开关来调控细胞

的发育时钟。

RNA干涉（RNAi）现象早在1993年就有报道，1995年，康奈尔大学的Su

Guo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现，反义RNA(antisenseRNA)

和正义RNA(senseRNA)都阻断了基因的表达，他们对这个结果百思不得其解。

直到1998年，AndrewFire的研究证明，在正义RNA阻断了基因表达的试验中，

真正起作用的是双链RNA。于是提出了RNAi这个词。目前RNAi的作用机理

主要是在线虫、果蝇、斑马鱼等生物体内阐明的［1］。

siRNA发生的分子机制：siRNA发生详细机制和过程目前还不完全清楚，大

致分为以下几个阶段进行。①siRNA的形成阶段：此阶段需要Rde-1、Rde-4和

dsRNA特异性的核酸内切酶Dicer等共同参与。Rde-1、4编码的蛋白识别外源

dsRNA，引导dsRNA与Dicer结合，然后，Dicer将dsRNA解旋，再将其裂解

为21-25nt大小的siRNA。Dicer定位于胞浆中，但核内mRNA剪切修饰后在向

核外运输过程中也存在RNAi现象，可能有其他类似功能的酶发挥作用。现认为

21-25nt大小并在3′端带有2-3个碱基悬端且5′端磷酸化的siRNA诱导的RNAi

效应最强。Dicer家族在进化上非常保守，有N-端RNA解旋酶结构域、1个PAZ

结构域(PAZ)、2个RNaseⅢ结构域和C端dsRNA结合基序5个组成部分［2］。

②RNA诱导的沉默复合物(RISC)形成阶段：生成的siRNA和RNAi特异性酶如

AGO-2、MUT-7、RED-1、PAZ蛋白和DNA-RNA螺旋酶结合形成RISC，具有

序列特异性核酸内切酶、核酸外切酶和解旋酶活性，能特异地降解与siRNA同

源的靶mRNA。③效应阶段：siRNA引导RISC与同源性的mRNA结合，在ATP

及解旋酶(如qde-3、mut-6、mut-14)的作用下使siRNA链解离，并使RISC由250kD

大小的前体形式变成约100kD左右活性形式，同时解旋酶催化同源mRNA与

siRNA的正义链相互交换，核酸酶在mRNA与反义RNA所形成的双链区的5′

起始端下游7-10个核苷酸处切断mRNA，起到特异的抑制基因表达的效果。④

扩增阶段：该反应以siRNA中的一条链为引物，以靶mRNA为摸板，在RNA

依赖的RNA聚合酶(RdRP)作用下，扩增靶mRNA，产生新的二级siRNA，而这

些siRNA又能继续反作用于靶mRNA［3］。RdRP不仅能增加siRNA的拷贝数，

而且能将异常的单链RNA转变dsRNA。RdRP还是一个重要的“sensor”，它能识

别正常和异常的RNA。转基因RNA和病毒RNA都是在RdRP的识别下启动

RNAi的反应过程［4］。

siRNA在肝癌基因治疗中的作用

抑制癌基因表达：癌基因的过度激活和异常表达在导致细胞癌变中起重要作

用。某些细胞