RNAi在药物研究中的应用

摘　要 ：RNA干扰是双链RNA分子在mRNA水平上诱发的序列特异性的转录后基因表达沉默。在哺乳动物细胞里，RNAi可以由21－25个核苷酸长度的小干扰RNA (siRNA)触发，在后基因组时代的基因功能研究和药物开发中具有广阔的应用前景。现针对近年RNAi在药物研究中的应用包括应用RNAi发现新药靶、辅助确认药靶、RNAi药物、RNAi与耐药性等方面作一综述。 关键词 ：RNAi；药物靶点；高通量筛选；RNAi药物；多药耐药性 Development and applications of RNAi technology in drug research Wang Lina, Yuan Chonggang* (College of Life Science, East China Normal University, Shanghai 200062, China) Abstract : RNA interference (RNAi) is a process in which double-stranded RNA (dsRNA) induces sequencespecific posttranscriptional gene silencing of homologous transcripts. In mammalian cells, RNAi can be triggered by 21-25 nucleotide duplexes of small interfering RNA (siRNA). In the postgenome era, RNAi has broad application prospect in probing gene function and drug research. This review summarises development and applications of RNAi technology in drug research，such as drug-target discovery and identification, RNAi reagent, multidrug resistance over the past few years. Key words : RNA interference; drug target; high throughput screening; RNAi reagent; multidrug resistance RNA 干扰 (RNAi)是双链RNA (double stranded RNA，dsRNA)分子在mRNA 水平上诱发的序列特异性的转录后基因表达沉默[1-4]。RNAi 现象自从1998 年Fire 等[5]在秀丽隐杆线虫(Caenortutbditis elegans)中首次发现以来，人们已在不同种属的 生物 中进行了广泛而深入的研究，结果证实RNAi 现象广泛存在于植物、真菌、线虫、果蝇和脊椎动物等多种 生物 中。随着人们对RNAi 研究的深入，RNAi 的分子机制逐步被揭示出来，如 Zamore[6]和Dykxhoorn 等 [7]详尽准确地阐述了这一分子机制。可以简单地归纳为：在RNAi 的起始阶段，长链dsRNA 被特异性的内切酶Dicer 识别并水解切割为21 － 23nt 的小干扰RNA 片段 (small interfering RNA，siRNA)。Dicer 促进siRNA 结合到核酶复合物形成RNA 诱导沉默复合物(RNA induced silencing complex，RISC)。RISC 包含了双链siRNA 解旋所必需的蛋白，将双链siRNA 解旋后，解开的链识别与之互补的靶mRNA，RISC 同时具有 核酸酶 活性，在距离siRNA 3" 端第10 和11 位 核苷酸 之间切割靶向mRNA，使其降解，从而引起转录后基因沉默[1-5]。由于RNAi 能够高效并且特异地导致基因沉默，从而可以推断该基因的功能，该技术已经广泛应用于功能基因组学等基础研究领域，帮助人们找到一些与疾病相关的靶蛋白，同时由于RNAi 可以阻止外源性基因，如病毒等进入体内，可以抑制病毒基因及抑制内源基因的转录和蛋白翻译，从而成为治疗肿瘤、病毒疾病等人类疾病的新型药物，并且RNAi 技术可以作为一种简单、高效、大规模、高通量的药物研究的工具，所以越来越多的研究显示了RNAi 用于基因治疗和药物研究与开发的潜在优势。

1　RNAi在药物研究中的应用 1.1　RNAi用于发现新药靶 　寻找药物靶点和对药靶的鉴定是新药研发的第一步，也是药物筛选及药物定向合成成败的关键因素之一。在过去十年里，已经获得了许多重要的候选药靶和化合物。然而新药研发受到复杂药物调节机制的制约，临床上药物疗效还涉及到药物代谢以及药物的毒副作用，导致药物在临床试验中的失败率仍然很高，上市时间也没有缩短。新药研发往往以高额的代价告终，因此迫切需要寻求更好的策略来确定优良的药靶和候选药物。RNAi 特异高效地抑制基因表达，获得去基因功能表型，这种技术仅需要少量的核酸序列信号，而且不被蛋白结构影响。另外，siRNA 的合成和控制较基因敲除或其他方法简单易行、资金消耗少、周期短，使得我们能够在短时间内大规模筛选靶点，重要的是可以通过质粒或病毒载体表达的小发卡RNA(small hairpin RNA, shRNA)达到干扰目的基因，从而实现了在细胞水平和动物水平筛选药靶和评定药靶[8-9] 。RNAi 用于高通量筛选药靶首先要针对靶基因设计高效的 siRNA 序列，然后体外合成siRNA或通过体内表达载体获得siRNA，构建RNAi 文库，进行高通量药物靶点的筛选。