rna干扰与鼻咽癌的研究进展(1)

RNARNA 干扰与鼻咽癌的研究进展干扰与鼻咽癌的研究进展(1)(1) 【摘要】RNA 干扰（RNAi）是利用双链小片段 RNA 高效、 特异性地降解细胞内同源 mRNA，阻断体内基因表达，使细 胞出现靶基因缺失的表型1 。近几年，RNA 干扰研究在国 内外迅速开展，并且扩大到许多方面，如抑制病毒的研究、 抑制多药耐药基因的表达、在人体寄生虫研究中的应用、 基因治疗、肿瘤研究等。而鼻咽癌的发病机制与许多致病 因素有关，实验研究表明 RNAi 可以通过多种途径影响鼻咽 癌细胞的生长，因此 RNAi 可能为鼻咽癌治疗提供新的方法。 【关键词】RNA 干扰鼻咽肿瘤小干扰 RNA 1RNAi 的基本过程和作用机制 RNA 干扰是由双链 RNA 介导、特异性地降解相应序列的 mRNA，从而导致转录后水平的基因沉默现象，具有高效性 和高度特异性，已成为基因功能研究中的一种快速、简便 的新方法。目前主要有 3 种作用机制形式，即转录水平、 翻译水平和转录后水平。其中转录后水平是 RNAi 在各种生 物中实现的主要方式。 转录水平其干扰机制是通过改变靶基因染色质结构， 使其基因转录受限，关闭表达系统。dsRNA 被降解成 2123 个核苷酸长的小片段 RNA 时，这些小的 RNA 分子在 细胞核内可以诱导组蛋白 H3 的基因及相应 DNA 的甲基化 2 。这种序列特异性甲基化的信号与 RNA 和 DNA 结合有 关。当 dsRNA 含有与启动子同源的序列，即可使同源靶启 动子序列甲基化，从而使靶启动子失去功能，导致下游基 因沉默，则转录不能进行。若甲基化出现在编码区，转录 能进行，但在转录后水平上沉默。 翻译水平3主要干扰机制是通过抑制相应 mRNA 的 翻译，使相应的蛋白质表达受阻。其中起重要作用的是微 RNA，它是由长度约 70?nt 的 RNA 形成的茎环样前体，经 Dicer 酶作用后形成长约 2125?nt 的单链 RNA，与相关蛋白 结合成诱导沉默复合物4 ，然后识别并结合在 mRNA 的 3末端非翻译区上，阻止核糖体与 mRNA 的结合及核糖体 的移行，从而抑制翻译的进行。 转录后水平目前，转录后水平上的干扰是研究最多、 最清楚的一种机制。其作用大致可分为以下两个阶段。 siRNA 形成阶段外/内源性 dsRNA 通过 Argonaute 家族 基因编码的蛋白质的识别，诱导 dsRNA 与 Dicer 结合。在 ATP 的参与下被 Dicer 酶切成 2123?nt 长度的小干扰 RNA。Billy 等5在小鼠畸胎瘤细胞 F19 和 P19 的细胞质 提取物中发现长 727?bp 的 dsRNA 被剪切为约 2123?nt 片段， 即 siRNA，强烈抑制了同源基因的表达。Zamore 等6报 道，无活性 RISC 存在于胚胎细胞中，并以 250?ku 分子质 量的前体形式存在，在 ATP 激活下加工成 100?ku 的 RISC， 切割底物 mRNA。RISC 与互补的靶 mRNA 结合，在酶的催化 下切割、降解，从而达到干扰基因表达的作用。 扩增循环阶段 RNAi 的扩增循环机制即特异性 siRNA 与 靶 mRNA 结合后，没有被活性酶切割、降解。而是以 siRNA 中的一条链为引物，以靶 mRNA 的研究进展为模板，在 RNA 依赖的 RNA 聚合酶的作用下，延伸形成新的双链 RNA，被 Dicer 内切酶或相关酶切割为新的 2123?ntsiRNA。 2RNAi 的特征 高效性7注入细胞内的 siRNA 比细胞内的 mRNA 量 要少得多。但由于其自身的放大机制，仍可对目的基因产 生有效地阻断。 高特异性由 dsRNA 降解成的小干扰 RNA，除其正义链 3端的两个碱基在序列识别中不起主要作用外，其余碱基 在序列识别中都是必需的，单个碱基的改变即能使 RNAi 失 效，RNAi 能特异性降解 mRNA，针对同源基因共有序列的 RNAi 则可使同源基因全部失活。 共抑制性 RNAi 是双链 RNA 介导的转录后基因沉默机制， 它的启动子相当活跃，外源基因可以转录，但不能正常积 累 mRNA。RNAi 作用不仅使外源基因在转录后水平上失活， 同时诱导与其同源的内源基因沉默。 高穿透性 RNAi 具有很强的穿透能力，能在不同的细胞 间长距离传递和维持。 遗传性已在线虫中观察到 RNAi 效应通过生殖系统传递 到后代，说明 RNAi 具有一定的遗传性。 干扰结果出现快 RNA 干扰基因的表达发生在转录后， 通过降解细胞质中同源 mRNA，阻断该基因的表达，干扰结 果在短时间内就可产生，这是其他实验技术无法比拟的。 双干扰系统哺乳动物中存在有非特异性干扰和特异性 干扰两条独立的途径。非特异性干扰反应是由大于碱基对 的双链 RNA 介导，导致整个细胞中非特异性蛋白合成抑制， RNA 降解；特异性反应由 2125?bp 的小干扰 RNA 介导，可逃 避非特异性干扰系统的监控，只降解与其序列相应的单个 基因的 mRNA。 RNAi 具有 ATP 依赖性 Dicer 对 dsRNA 的切割、RISC 的 形成以及 RdRP 对沉默信号的扩增都需要 ATP 供能。 3RNA 干扰治疗鼻咽癌前景 EB 病毒与 RNA 干扰 EB 病毒又称人类疱疹病毒 4 型，是 双链 DNA 病毒，人类是其唯一的天然宿主。已经被证实 EB 病毒与多种肿瘤相关，如 Burkitt 淋巴瘤、鼻咽癌、何杰 金病、胃癌等，其中 EB 病毒与鼻咽癌的关系尤为密切。几 乎世界各地所有鼻咽癌患者的癌组织中，均可检出 EB 病毒 的 DNA 和 EB 病毒核抗原8 。研究发现，96的鼻咽癌患 者血浆中能够检测到 EBVDNA 的表达和 EB 病毒核抗原，鼻 咽癌患者血清中含有较高滴度的 EB 病毒特异的 VCAIgA 或 EAIgA9 。EB 病毒特异性抗原包括病毒潜伏感染时表达的 抗原 LMP、EBNA 和病毒增殖性感染相关的抗原。其中潜伏 膜蛋白 1 是目前已经被证实在 EBV 所引发细胞癌变和癌转 移过程中的致癌物质。LMP1 生物学功能主要包括下调 E 钙黏蛋白表达，诱导 matrixmetalloproteinases 家族基因 表达10 ，激活 UK 尿激素纤溶酶，增加细胞跨膜移行能 力，从而降低肿瘤细胞粘附力，降解细胞外基质和基底膜， 刺激新血管增生，有助于鼻咽癌发生、生长和转移。Li 等 11用 RNAi 抑制 EB 病毒 LMP1 蛋白的编码基因发现， LMP1mRNA 水平下降 90以上，且