RNAi两篇热点文章回顾

　　

生物通报道：自从Andrew Fire 和Craig Mello于1998年提出了RNAi概念后，怎样将小RNA插入哺乳动物细胞成为萦绕科学家心头的一道难题。siRNA可以破坏特定基因的信号，为实现精致的以遗传为基础的治疗带来希望。面临的挑战包括寻找不涉及其他途径、绕过免疫反应，且穿过细胞膜的恰当机制。

面对活体生时，研究人员需要从细胞膜着手。Intradigm公司Martin Woodle说：“我们主要关心的是高电量核酸进入细胞到达有靶标活性的蛋白的困难。”

突破障碍

这篇热点文章证明了包装和运载siRNAs到达特异细胞靶标的各种方法。两种方法都可以通过对小鼠静脉注射实现离散的siRNA递送和沉默。2004年，Woodle与同事们设计和构建了一个纳米颗粒“集装箱（shipping container）”，利用吸附在聚乙二醇（PFG）远端的Arg-Gly-Asp (RGD)小肽配体，靶向表达整合素的肿瘤新生血管。这些纳米颗粒传递一组以消除血管新生为目的的siRNA。他们利用纳米颗粒靶向肿瘤中的新生血管和传递能够消除血管新生的siRNA。

一年后，哈佛大学CBR生物医学研究所的研究人员将靶向抗体的HIV囊膜的Fab片段与包装精子核酸的（鱼）精蛋白（protamine）连在一起。他们利用这种鱼精蛋白-抗体融合蛋白（F105-P），将siRNA递送到目的细胞中并沉默特定基因。

尽管这两篇文章只代表了应用于人类治疗的第一步，但某些信息提示这种步伐越来越快。Woodle说，依据其研究小组工作设计的人类治疗措施有可能在明年走上临床。

Woodle小组能够抑制移植了肿瘤细胞的小鼠的血管内皮生长因子受体-2（vascular endothelial growth factor receptor-2 ，VEGF R2)。Woodle等在移植肿瘤细胞后一周内，每三天向小鼠尾静脉血管注射40mg的siRNA纳米束（nanoplex，生物通编者译）。与未曾治疗过的对照组小鼠和注射过自由siRNA（free siRNA）的小鼠相比，接受纳米颗粒siRNA的小鼠，在两周后肿瘤血管显著缩小。表达分析结果显示肿瘤中90％的基因被抑制。

文章作者Puthupparampil Scaria说，如果实验顺利的话，2012年有望得到切实可行的治疗方案。并且，他强调“纳米颗粒的魅力在于很容易研制第二种药物；靶项其它肿瘤组织，只需改变siRNA配体。”
 
为了利用不受HIV感染的小鼠进行检测，Lieberman研究小组将转染HIV囊膜的B16黑素瘤细胞注射到小鼠体内。他们将靶向三种RNA途径（c-myc、MDM2和VEGF）的siRNA结合起来，将这种融合蛋白注射到小鼠体内。结果，肿瘤体积只有对照组的1/7。siRNA对不表达HIV囊膜的肿瘤细胞没有显著效果。“我们已经普及了这种方法，”Lieberman说。他们还检测了抵抗Erb2+乳腺癌细胞的抗Erb2融合蛋白。

停留在靶标

进入细胞是第一项挑战。St. Louis大学病理系教授Ratna Ray说，她担心高水平siRNA有毒性。俄亥俄州Lerner研究所Brian Silverman说“体内可能会引发干扰素反应”，导致干扰素刺激的基因下调。传递siRNA能够潜在地激活非特异性炎症反应，但Lieberman说她所在的研究小组重复实验，证明融合蛋白递送系统只是靶向目的细胞。“如果每种药物都能靶向特定细胞，药物的毒性就会下降，总剂量也会下降，” Lieberman说。Ray希望纳米颗粒能够提供一个缓慢释放siRNA的系统，降低毒性的几率。

两支小组仍需要证明的是，这些siRNA治疗剂是否有脱靶效应。2003年，Rosetta Inpharmatics公司Aimee Jackson发表了一份重要警告，Jackson研究小组设计了靶向IGF1R编码区的16种不同的siRNA和靶向MARK14的8个siRNA，结果编码相似核酸序列的非靶向转录本也出现了沉默现象，即便只有6－8个核酸匹配。比如靶向荧光素酶的siRNA，人类基因组缺少荧光素酶靶标，但siRNA仍能够调节几种基因的途径。

Woodle说，脱靶的原因在于所有的实验都是体外的，因此不足以预测siRNA在动物模型特别是人体中的功效。Scaria和Woodle说在其他VEGF途径中，小鼠模型的siRNA相互作用最小，且没有生理学副作用，精确靶向细胞会使该方法更有利用价值。（生物通 小粥）

                        

图：注射过F105-P和FITC-siRNA的组织的高显微图片，其中细胞质中有荧光着色

参考文章：
1. R.M. Schiffelers et al., "Cancer siRNA therapy by tumor selective delivery with ligand-targeted sterically stabilized nanoparticle," Nucleic Acid Res, 32:e149, 2004. (Cited in 87 papers) | [PubMed]
2. E. Song et al., "Antibody-mediated in vivo delivery of small interfering RNAs via cell-surface receptors," Nat Biotechnol, 23:709-17, 2005. (Cited in 90 papers) | [PubMed]
3. A.L. Jackson et al., "Expression profiling reveals off-target gene regulation by RNAi," Nat Biotechnol, 21:635-7, 2003. | [PubMed]