RNA干擾技術的研究進展

徐帥　陳宏波　向陽

摘要：RNA干擾技術是發現的一種由雙鏈RNA引起的基因沉默現象，是目前分子生物學領域研究的熱點之一。本文對RNA干擾的歷史、作用機制、生物學特點、動物中RNA干擾的特點、RNA干擾技術在動物中的應用作一綜述。

關鍵詞：RNA干擾；研究進展；綜述

中圖分類號Q75 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2016）06-0022-01

RNA干擾（RNAi）是由小分子雙鏈RNA引發的轉錄后基因沉默現象。RNA干擾與動物或真菌中的共抑制、基因沉默、基因阻抑一樣，都是生物體內普遍存在的一種生理機制。RNAi干擾技術現已在基礎研究領域廣泛應用，本文對RNA干擾技術作一綜述。

1.RNA干擾的發現

Jorgensen等報道，在牽牛花中導入紫色素合成基因，結果發現，導入的基因沒有表達，色素合成基因也受到一定程度的抑制，這種現象被稱為共抑制。直到1998年，Fire等的研究結果表明，在一種秀麗線蟲體內注入雙鏈RNA（dsRNA）后，發現dsRNA誘導了靶向基因專一性的基因表達沉默，讓實了上述現象是由于ssRNA中混有dsRNA所導致，純化的dsRNA的抑制效果要比asRNA的抑制效果強約兩個數量級。研究人員運用RNAi技術在錐蟲、果蠅蟲中進行了大量研究，實驗結果證實了dsRNA介導的基因表達阻抑，不同長度的dsRNA可明顯降低不同類型細胞的靶向基因表達。由此，RNA干擾這門新技術逐漸發展起來。2002年，《science》雜志將RNA干擾技術的發現評為年度世界十大科學成就之首。

2.RNA干擾的作用機制

RNA干擾的作用機制分為啟動、效應、擴增、擴散4個階段。啟動階段：這一階段是指Dicer酶特異性識別進入到細胞后的dsRNA，并以ATP依賴的方式裂解成21～23個核苷酸的小干擾RNA。效應階段：這一階段是指siRNA雙鏈與Dicer酶的雙鏈RNA結合成RNA對沉默復合物進行誘導。當沉默復合物被激活后，通過解螺旋酶的作用將核苷酸的小干擾RNA的雙鏈分開，隨后在特異的位點切割目的基因mRNA，最終降解目的基因mRNA。擴增、擴散階段：這一階段是指核苷酸的小干擾RNA的反義鏈與目的mRNA結合會激活RNA依賴的RNA聚合酶介導的單鏈RNA的合成，導致雙鏈RNA大量產生，而這些雙鏈RNA雙被切割成許多小干擾RNA，這些小干擾RNA被循環利用，因此，只需少量的雙鏈RNA就能誘發整個生物體的基因沉默。

3.RNA干擾的生物學特點

3.1高效性

少量的雙鏈RNA就能誘發整個生物體的基因沉默，原因在于RAN干擾存在級聯放大效應，與普通的小分子干擾RNA相比，產生的RNA干擾效應更強，在RNA多聚酶的作用下，雙鏈RNA得到復制，從而產生了更多的雙鏈RNA。

3.2穩定性較強

RNA干擾基因的表達發生在轉錄后，小分子干擾RNA分子式3端有突出的非配對堿基的雙鏈分子，與義寡聚核苷酸相比，半衰期明顯延長，可在細胞內穩定存在3d～4d。

3.3操作簡便

RNA干擾技術與傳統的技術相比，難度低，費用低，試驗周期較短，操作簡單，效果明顯，且RNA干擾還有對mRNA的切割位點確定性高、對細胞調控系統無影響，作用快速等特點。

4.RNA干擾技術在動物中的應用

4.1RNA干擾在分析動物基因功能方面的應用

由于RNA干擾的序列專一性具有高度性，對靶基因沉默具有特異性，獲得功能喪失或降低突變，因此，RNA干擾可以作為基因功能研究的強有力的研究手段。大量臨床研究表明，RNA干擾通過轉染小干擾性RNA入哺乳動物細胞引起動物的RNA干擾效應。

4.2RNA干擾在動物抗病性方面的應用

將HBV質粒和能抑制同源HBV基因表達的小發夾結構RNA一起轉染入小鼠肝臟進行RNA干擾技術，結果發現HBV表面抗原在小鼠血清中明顯降低，RNA和蛋白表達水平也明顯降低，研究結果表明RNA干擾技術為抵制肝炎基因和感染的基因治療提供了新的手段。

5.展望

RNA干擾技術近20年的發展過程中，在醫療、農業各領域的發展非常迅速，目前對RNA干擾技術的作用機制、作用特點等還未完全明確，但隨著社會科技知識的價值日益顯現，基因工程日臻完善，相信RNA干擾技術也必將不斷完善。