Nat Materials: 新型RNAi傳遞系統
日期：2012-02-29 08:35:00
RNA 干擾（RNA interference，RNAi）是指通過反義RNA與正鏈RNA形成雙鏈RNA特異性抑制靶基因的轉錄后表達的現象，它通過人為地引入與內源性靶基因具有相同序列的雙鏈 RNA，誘導內源靶基因的mRNA降解，改變染色質的結構，達到關閉相應序列基因表達或使其沉默的目的。
RNA干擾（RNAi）技術的出現讓科學家們掌握了一種人為控制基因表達的手段，也因此RNAi發現者獲得了2006年諾獎。這一技術改變了許多領域研究的面貌，癌癥疾病的研究就是其中之一。在過去的10年里，科學家們一直致力于利用RNAi技術開展靶向癌癥治療研究。然而，長期以來面臨的一個重大挑戰就是：缺乏一種有效傳遞RNA的系統。
大多數時候，短干擾RNA(siRNA)——一種在RNAi通道中的起中心作用的小RNA分子——會被機體內防御RNA病毒感染的酶快速降解。
“嘗試設計出能夠導入siRNA的傳送系統無異于一場戰斗，尤其是我們希望其能靶向身體的特定部位，”麻省理工學院工程學教授Paula Hammond說。
現在Hammond和她的同事們開發出了一種新型的傳遞系統，利用這一系統可將RNA緊密裝入到微球體中，保護這些RNA在到達目的地之前都不會被降解。研究人員證實新系統敲除特異基因表達的效力與當前常用的傳遞方法相當，所需要的微粒量卻小得多。研究人員在2月26日的《自然材料》（Nature Materials）雜志上詳細地描述了這一系統。
Hammond說：“這一系統不僅為治療癌癥提供了新途徑，而且還適用于由‘異常基因’導致的其他慢性疾病。RNAi為治療包括癌癥、神經性障礙和免疫疾病等在內多種疾病帶來了巨大的希望。”
長期以來，科學家們都致力于開發多種途徑，希望能人為重現RNAi靶向特異基因這一過程。其中一種方法就是將siRNA裝入到由脂質或無機材料構成的納米顆粒中。盡管取得了一些成功，然而其中一個重大的障礙就是無法緊密壓縮這些短鏈RNA，因此很難將大量的siRNA裝載到那些載體上。
為了解決這一難題，Hammond研究小組采用了一種稱為滾環轉錄的RNA合成新技術，合成出了一條由21個核苷酸重復串聯形成的極長鏈RNA。RNA長鏈合成的過程中，可以同時折疊，自組裝到微小的、緊密的球體中。多達50萬拷貝的RNA序列可以被壓縮到直徑僅為2微米的球體里。在球體組裝完成后，研究人員再在其表面包裹一層帶正電的聚合物，幫助球體進一步壓縮，并進入到細胞中。在微球進入到細胞后，再利用Dicer酶將長鏈的RNA裂解成siRNA核苷酸片段。
肯塔基大學NIH納米醫學研發中心主任表示該研究最讓人感到興奮的是Hammond開發了一種RNA微粒自組裝技術，這使得這些微粒能夠縮小到接近50納米，從而使進入細胞的效率大大增高。
在這篇文章中，研究人員還利用這一系統敲除小鼠中的特異性基因成功地抑制了腫瘤細胞的生長，其基因敲除效力與常規的納米傳遞系統相當，然而納米數量卻減少到了1/1000.
研究人員表示在后續的研究中，他們將進一步改善這一系統用于特異性靶向腫瘤細胞或其他疾病細胞。他們同時也在開展DNA傳遞系統研究，以期未來有潛力應用到基因治療中去。
