锐博生物：RNAi作用机理及药物研发进展

 

RNAi现象早在1993年就有报道：将产生紫色素的基因转入开紫花的矮牵牛中，希望得到紫色更深的花，可是事与愿违，非但没有加深紫色，反而成了白色。当时认为这是矮牵牛本来有的紫色素基因和转入的外来紫色素基因都失去了功能，称这种现象是“共抑制”。1995年，康奈尔大学的Su Guo博士用反义RNA阻断线虫基因表达的试验中发现，反义RNA（anti sense RNA和正义RNA（sense RNA）都阻断了基因的表达，他们对这个结果百思不得其解。直到1998年，Andrew Fire的研究证明，在正义RNA阻断了基因表达的试验中，真正起作用的是双链RNA。这些双链RNA是体外转录正义RNA时生成的。于是提出了RNAi这个词。

 

 

目前RNAi的作用机理主要是在线虫，果蝇，斑马鱼等生物体内阐明的。生物体内的双链RNA可来自于RNA病毒感染，转座子的转录产物，外源导入的基因。这些来源的双链RNA诱发了细胞内的RNAi机制，结果是病毒被清除，转座子的表达被阻断，外源导入基因表达被阻断同时，与其同源的细胞基因组中的基因表达也被阻断。

 

双链RNA进入细胞后，一方面在Dicer酶的作用下被裂解成siRNA，另一方面在RdRP（以RNA为模板指导RNA合成的聚合酶，RNA-directed RNA polymerase）的作用下自身扩增后，再被Dicer酶裂解成siRNA。SiRNA的双链解开变成单链，并和某些蛋白形成复合物，Argonaute2是目前唯一已知的参与复合物形成的蛋白。此复合物同与siRNA互补的mRNA结合，使mRNA被RNA酶裂解。

 

另一方面结合的产物以SiRNA作为引物，以mRNA为模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互补链。结果mRNA也变成了双链RNA，它在Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。这些新生成的siRNA也具有诱发RNAi的作用，通过这个聚合酶链式反应，细胞内的siRNA大大增加，显著增加了对基因表达的抑制。从21到23个核苷酸的siRNA到几百个核苷酸的双链RNA都能诱发RNAi，但长的双链RNA阻断基因表达的效果明显强于短的双链RNA。

 

 

越来越多的研究人员开始采用RNAi技术研究基因功能助学，药物靶点筛选，细胞信号通路分析等。目前较为常用的几种制备siRNA的方法包括：

 

 

 

RNAi已经成为目前基因功能研究，药靶发现以及药物开发的基础，RNAi药物将有望成为的一种更为高效快捷的疾病治疗途径。siRNA在临床上应用必须克服技术上难题，主要包括改善siRNA药物动力学特性，避免脱靶效应和干扰素反应等。核酸化学和导入方面取得了巨大的进展，使得RNAi治疗法更具前景和潜能，RNAi药物势必大大推动临床药物开发进程，为临床治疗带来一场革命性变革。

 

过去的几年里，很多公司在RNAi领域都取得了很大的成就。在建立RNAi研究平台之后，这些公司成功建立了RNAi药物研究平台。有些公司在药物传输系统方面取得了很大进展。

 

初步统计，大约有19个公司正在开发85种siRNA药物，8个公司正在开发64种反义核酸药物。这些药物主要集中在癌症、肿瘤、心血管、眼部、抗病毒、呼吸道、抗菌、糖尿病等方面。目前Sirna、默克、罗氏处于RNAi药物研究的第一阵营，其他大公司也都在开展siRNA药物的研发合作或独立研究。

 

 

2006年6月美国基因治疗学会年会上公布了世界首次 siRNA临床试验获成功这一振奋人心的消息。这项临床试验表明，靶向血管内皮生长因子（VEGF）基因的siRNA能够有效治疗老年性黄斑变性（AMD）。这项试验的成果是RNA疗法发展的一个里程碑，siRNA将在不久成为高效的分子药物应用于临床治疗。近年来，针对多种疾病的siRNA药物已经相继进入临床试验的不同阶段。大家可能注意到，绝大多数RNAi药物都是化学合成siRNA，原因存在多个方面：操作简便、可控；转染效率较高；对细胞毒副作用小；可进行各种修饰、连接；可大规模筛选；可大规模制备等。

 

注：有些网站暂时打不开

 

事实上，很多制药公司在RNAi上投入了大量的资源，以 siRNA 作为治疗手段的前景诱人，siRNA 从发现到现在短短几年的时间内，第一个 RNAi 药物 Bevasiranib （ Acuity 公司）已经诞生 , 用于治疗湿性老年性黄斑变性 (AMD) 。

 

据报道：FDA已经批准了Quark药业用于肾移植病人的试验siRNA药物DGFi的新药临床试验申请。在2008年下半年，I期或II期临床试验已启动。

 

目前Alnylam是RNAi药物研发的领头羊，它的siRNA研究领域比较广，已经有一些RNAi药物在临床阶段，尤其是在抗病毒方面有的已经到临床三期了，预计RNAi药物五年内就可以上市了。Alnylam开发的 RNAi 药物用来治疗呼吸道合胞病毒、流行性感冒、帕金森病和高胆固醇血症等。siRNA作为药物会比一般小分子药物开发要快，选择性会更好，如果能够更好地解决药物靶细胞递送，相信可以治疗许多现在药物治疗效果不理想的疾病。

 

我国在创新药物方面的研究还远远落后于西方国家。而RNAi 技术的发展历史很短，是一项刚刚兴起不久的生物技术，虽然我们目前已经与发达国家有一定差距，但差距仅有几年的时间，如果我们加速发展，完全有条件赶超发达国家，有可能在一定时期内在创新药物开发方面取得突破性进展。特别是，利用这一技术可弥补我国在化学制药方面与发达国家之间的巨大差距。这一项新技术给我们带来了一个千载难逢的发展机遇。

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