銳博生物：RNAi作用機(jī)理及藥物研發(fā)進(jìn)展

 

RNAi現(xiàn)象早在1993年就有報(bào)道：將產(chǎn)生紫色素的基因轉(zhuǎn)入開紫花的矮牽牛中，希望得到紫色更深的花，可是事與愿違，非但沒有加深紫色，反而成了白色。當(dāng)時認(rèn)為這是矮牽牛本來有的紫色素基因和轉(zhuǎn)入的外來紫色素基因都失去了功能，稱這種現(xiàn)象是“共抑制”。1995年，康奈爾大學(xué)的Su Guo博士用反義RNA阻斷線蟲基因表達(dá)的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，反義RNA（anti sense RNA和正義RNA（sense RNA）都阻斷了基因的表達(dá)，他們對這個結(jié)果百思不得其解。直到1998年，Andrew Fire的研究證明，在正義RNA阻斷了基因表達(dá)的試驗(yàn)中，真正起作用的是雙鏈RNA。這些雙鏈RNA是體外轉(zhuǎn)錄正義RNA時生成的。于是提出了RNAi這個詞。

 

 

目前RNAi的作用機(jī)理主要是在線蟲，果蠅，斑馬魚等生物體內(nèi)闡明的。生物體內(nèi)的雙鏈RNA可來自于RNA病毒感染，轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，外源導(dǎo)入的基因。這些來源的雙鏈RNA誘發(fā)了細(xì)胞內(nèi)的RNAi機(jī)制，結(jié)果是病毒被清除，轉(zhuǎn)座子的表達(dá)被阻斷，外源導(dǎo)入基因表達(dá)被阻斷同時，與其同源的細(xì)胞基因組中的基因表達(dá)也被阻斷。

 

雙鏈RNA進(jìn)入細(xì)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為模板指導(dǎo)RNA合成的聚合酶，RNA-directed RNA polymerase）的作用下自身擴(kuò)增后，再被Dicer酶裂解成siRNA。SiRNA的雙鏈解開變成單鏈，并和某些蛋白形成復(fù)合物，Argonaute2是目前唯一已知的參與復(fù)合物形成的蛋白。此復(fù)合物同與siRNA互補(bǔ)的mRNA結(jié)合，使mRNA被RNA酶裂解。

 

另一方面結(jié)合的產(chǎn)物以SiRNA作為引物，以mRNA為模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互補(bǔ)鏈。結(jié)果mRNA也變成了雙鏈RNA，它在Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。這些新生成的siRNA也具有誘發(fā)RNAi的作用，通過這個聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，細(xì)胞內(nèi)的siRNA大大增加，顯著增加了對基因表達(dá)的抑制。從21到23個核苷酸的siRNA到幾百個核苷酸的雙鏈RNA都能誘發(fā)RNAi，但長的雙鏈RNA阻斷基因表達(dá)的效果明顯強(qiáng)于短的雙鏈RNA。

 

 

越來越多的研究人員開始采用RNAi技術(shù)研究基因功能助學(xué)，藥物靶點(diǎn)篩選，細(xì)胞信號通路分析等。目前較為常用的幾種制備siRNA的方法包括：

 

 

 

RNAi已經(jīng)成為目前基因功能研究，藥靶發(fā)現(xiàn)以及藥物開發(fā)的基礎(chǔ)，RNAi藥物將有望成為的一種更為高效快捷的疾病治療途徑。siRNA在臨床上應(yīng)用必須克服技術(shù)上難題，主要包括改善siRNA藥物動力學(xué)特性，避免脫靶效應(yīng)和干擾素反應(yīng)等。核酸化學(xué)和導(dǎo)入方面取得了巨大的進(jìn)展，使得RNAi治療法更具前景和潛能，RNAi藥物勢必大大推動臨床藥物開發(fā)進(jìn)程，為臨床治療帶來一場革命性變革。

 

過去的幾年里，很多公司在RNAi領(lǐng)域都取得了很大的成就。在建立RNAi研究平臺之后，這些公司成功建立了RNAi藥物研究平臺。有些公司在藥物傳輸系統(tǒng)方面取得了很大進(jìn)展。

 

初步統(tǒng)計(jì)，大約有19個公司正在開發(fā)85種siRNA藥物，8個公司正在開發(fā)64種反義核酸藥物。這些藥物主要集中在癌癥、腫瘤、心血管、眼部、抗病毒、呼吸道、抗菌、糖尿病等方面。目前Sirna、默克、羅氏處于RNAi藥物研究的第一陣營，其他大公司也都在開展siRNA藥物的研發(fā)合作或獨(dú)立研究。

 

 

2006年6月美國基因治療學(xué)會年會上公布了世界首次 siRNA臨床試驗(yàn)獲成功這一振奮人心的消息。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)表明，靶向血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）基因的siRNA能夠有效治療老年性黃斑變性（AMD）。這項(xiàng)試驗(yàn)的成果是RNA療法發(fā)展的一個里程碑，siRNA將在不久成為高效的分子藥物應(yīng)用于臨床治療。近年來，針對多種疾病的siRNA藥物已經(jīng)相繼進(jìn)入臨床試驗(yàn)的不同階段。大家可能注意到，絕大多數(shù)RNAi藥物都是化學(xué)合成siRNA，原因存在多個方面：操作簡便、可控；轉(zhuǎn)染效率較高；對細(xì)胞毒副作用��；可進(jìn)行各種修飾、連接；可大規(guī)模篩選；可大規(guī)模制備等。

 

注：有些網(wǎng)站暫時打不開

 

事實(shí)上，很多制藥公司在RNAi上投入了大量的資源，以 siRNA 作為治療手段的前景誘人，siRNA 從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在短短幾年的時間內(nèi)，第一個 RNAi 藥物 Bevasiranib （ Acuity 公司）已經(jīng)誕生 , 用于治療濕性老年性黃斑變性 (AMD) 。

 

據(jù)報(bào)道：FDA已經(jīng)批準(zhǔn)了Quark藥業(yè)用于腎移植病人的試驗(yàn)siRNA藥物DGFi的新藥臨床試驗(yàn)申請。在2008年下半年，I期或II期臨床試驗(yàn)已啟動。

 

目前Alnylam是RNAi藥物研發(fā)的領(lǐng)頭羊，它的siRNA研究領(lǐng)域比較廣，已經(jīng)有一些RNAi藥物在臨床階段，尤其是在抗病毒方面有的已經(jīng)到臨床三期了，預(yù)計(jì)RNAi藥物五年內(nèi)就可以上市了。Alnylam開發(fā)的 RNAi 藥物用來治療呼吸道合胞病毒、流行性感冒、帕金森病和高膽固醇血癥等。siRNA作為藥物會比一般小分子藥物開發(fā)要快，選擇性會更好，如果能夠更好地解決藥物靶細(xì)胞遞送，相信可以治療許多現(xiàn)在藥物治療效果不理想的疾病。

 

我國在創(chuàng)新藥物方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方國家。而RNAi 技術(shù)的發(fā)展歷史很短，是一項(xiàng)剛剛興起不久的生物技術(shù)，雖然我們目前已經(jīng)與發(fā)達(dá)國家有一定差距，但差距僅有幾年的時間，如果我們加速發(fā)展，完全有條件趕超發(fā)達(dá)國家，有可能在一定時期內(nèi)在創(chuàng)新藥物開發(fā)方面取得突破性進(jìn)展。特別是，利用這一技術(shù)可彌補(bǔ)我國在化學(xué)制藥方面與發(fā)達(dá)國家之間的巨大差距。這一項(xiàng)新技術(shù)給我們帶來了一個千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。

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