基因治疗“联手”RNAi

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    [生物通讯]爱荷华大学的科学家们首次将基因治疗策略与干扰活体动物中基因的表达，使之沉默即关闭的技术结合起来使用。这个诱使基因沉默的过程天然发生于许多生物体中，被称为RNA干扰。

    爱荷华大学的这项研究为新抗病毒疗法以及某些遗传性疾病的新治疗方法的产生提供了基础。这项技术还有助于研究人员了解新发现的基因的功能。有关研究发表在9月16日期《自然生物技术》（Nature Biotechnology)杂志上。

    正常情况下，当一个基因被打开即表达时，会伴随有一系列分子事件发生，产生所需的蛋白质。众所周知,RNA在生命活动中具有重要的作用，它和蛋白共同负责基因的表达和表达过程的调控。近年来研究表明,一些小的双链RNA可以阻断体内基因表达，促进RNA降解，可在细胞内发挥基因敲除的作用，称为RNA干扰(RNA interference，RNAi）。 尤其是一种叫做小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA) 的发夹形分子能够与mRNA高效、特异结合，将之敲除。结果，产生的蛋白就很少甚至没有，这就是基因的表达沉默了。这样的基因沉默对于阻止对机体有害的蛋白的产生是很有用的。

    而选择性关闭某些基因的能力对于多种人类疾病的治疗如病毒疾病和某些遗传性疾病等特别有用。然而，要想利用RNA干扰来沉默机体特异组织中的基因，必需要开发出能够指引细胞产生适量干扰RNA分子的方法。

    爱荷华大学的内科学系主任Beverly Davidson博士和他的同事利用他们的专业技术构建了一个基因治疗载体来将遗传信息传送到小鼠细胞中，令这些细胞产生特殊的siRNA分子。

    “我们的实现显示通过这种方法我们能够降低正常情况下在小鼠中表达的基因的表达量，也能够降低在转基因小鼠中过量表达的基因的表达水平。”Davidson解释说。“这是首次将基因沉默技术用于转基因载体，也是首次将基因沉默技术用于动物组织，实验的成功表明这种方法有着光明的治疗前景。”

    尤为值得一提的是，爱荷华大学研究小组沉默的是小鼠的大脑和肝脏细胞。Davidson也是爱荷华大学的一名内科学、神经学、生理学和生物物理学教授，他认为基于siRNA的一个可能疗法就是减少肝炎中的病毒的“军火”，即通过基因疗法运送到肝脏细胞中的siRNA使与病毒感染有关的基因沉默。

    这项技术对于显性遗传疾病也有着重要的治疗意义。显性遗传疾病是指基因的突变拷贝（继承自一个亲本）相对于正常基因（继承自另一亲本）呈显性，这就会引起后代的遗传性疾病。

    研究小组通过siRNA降低了一组叫做多谷氨酸延伸疾病（polyglutamine expansion disease）显性遗传性神经退行性疾病的细胞模型中的基因表达。至少有9种这类疾病，包括几种脊髓小脑共济失调（spinocerebellar ataxias）和亨廷顿氏症等，都是由多谷氨酸的延伸增引起的。

    这类疾病中的遗传缺陷会产生一种突变蛋白，突变蛋白有一个异常长的谷氨酸氨基酸链。这些多谷氨酸领地的延伸扩张使该蛋白对脑细胞产生毒性，引起蛋白质聚集到一起形成聚合体。

    研究小组通过基因疗法使产生多谷氨酸疾病蛋白的脑细胞中也产生特异siRNA 分子，使脑细胞中有关的基因表达水平显著降低，因而产生的毒蛋白数量也就大大减少了，形成的蛋白聚合体也就少了许多。

    Davidson解释说，降低多谷氨酸疾病中突变蛋白产生的量为阻止这类神经退行性疾病造成的破坏提供了一种可能的方法。

    “我们从动物研究中已经得知，如果你能够适当降低突变基因拷贝的表达水平，就能对疾病的严重程度产生巨大影响。”Davidson说。

    爱荷华大学的这项研究表明，siRNA能够区分一个基因的小鼠版和人类版。Davidson补充说，这项实验为研究人员精确导入siRNA到特异组织或细胞类型，从而使干扰RNA只在这些部位打开打下了基础。

    “siRNA似乎对于多种细胞类型的许多不同基因都有作用，它可以精炼和最优化，使其可以将靶基因的表达降低到极低的水平，从而减少蛋白质的表达量。”Davidson 解释说。“这项研究最激动人心之处就在于它展示了这种技术用于治疗目的 ，以及用于了解新识别基因的功能及其在疾病发育中起着何种作用的可能性。”

    除Davidson外，爱荷华大学这支研究小组的成员还包括研究助理Haibin Xia博士、研究员Qinwen Mao博士等，3人都是这篇文章的领导作者。此外神经学助教Henry Paulson也参与了研究。这项研究由美国国家卫生研究院和Roy J. Carver Trust基金会资助。

消息来源：爱荷华大学健康中心

生物通摘译自BIO.COM