tiRNA：一种通过翻译抑制实现高效可控基因沉默的新技术

为解决RNA靶向治疗中非降解性基因沉默技术设计复杂、缺乏通用规则的问题，中南大学湘雅药学院研究人员开发了一种基于适配体的翻译抑制RNA(tiRNA)技术。该技术通过将eIF4G靶向适配体与目标基因5'-UTR反向互补序列连接，特异性抑制mRNA翻译而不降解RNA，其效果与siRNA相当且可被中和链逆转。这项研究为癌症、基因治疗等领域提供了精准、安全、可控的蛋白表达调控新工具。

　　

基因表达调控是现代生物医学研究的核心课题，RNA靶向治疗因其精准性成为近年来的研究热点。现有技术如siRNA、ASO等主要通过RNA降解发挥作用，而空间阻断寡核苷酸(SBOs)虽能实现非降解性调控，却面临设计复杂、缺乏通用规则的瓶颈。特别是针对mRNA翻译过程的调控，现有方法往往需要精确分析mRNA二级结构、关键位点分布及RNA结合蛋白相互作用，这严重限制了其广泛应用。

中南大学湘雅药学院的研究团队在《New Biotechnology》发表的研究中，创新性地提出了一种称为翻译抑制RNA(tiRNA)的新技术。该技术巧妙利用真核生物典型的m⁷G帽子结构依赖的翻译起始机制，通过将eIF4G靶向适配体与目标mRNA 5'-UTR互补序列连接，形成"分子锚"将翻译起始因子eIF4G固定在mRNA特定位置，从而阻断eIF4F复合物的形成，实现特异性翻译抑制。

研究人员主要采用Western Blot验证蛋白表达抑制效果，通过RNA pull-down实验证实tiRNA-eIF4G相互作用，利用HPG掺入实验评估全局蛋白合成影响，并设计中和链实现功能可逆调控。在肿瘤细胞模型中，采用流式细胞术检测凋亡、CCK-8法分析增殖、Calcein AM/PI双染评估细胞活力等多项技术进行功能验证。

2.1. tiRNA可行性验证

通过设计靶向GFP的四种tiRNA变体(tiR2/14/17/19)，研究人员证实所有变体均能显著降低GFP表达，其中tiR17效果最佳。RNA pull-down实验显示tiRNA能特异性结合eIF4G，qPCR证实其不降低mRNA水平，HPG实验表明其不影响非靶蛋白合成，确证了翻译抑制机制。

2.2. tiRNA设计优化

系统优化显示：12nt的cUTR、3nt的Linker、靶向5'UTR近5'端区域为最佳设计参数。距离5'端0nt的tiRNA-d0抑制效果优于37nt(d37)和74nt(d74)位点，表明靠近帽子结构更利于发挥功能。时效性实验显示48小时为最佳观察时间点。

2.3. 内源基因抑制效果

在MDA-MB-231和A549细胞中，靶向Cyclin D1、Survivin和Bcl-2的tiRNAs均呈现剂量依赖性抑制效果，Western Blot显示其效率与siRNA相当。功能实验证实tiRNA-Survivin/Bcl-2联用可显著促进肿瘤细胞凋亡、抑制增殖并降低存活率。

2.4. 可逆调控系统

设计的中和链(N-strand)能有效逆转tiRNA的翻译抑制效果，Western Blot显示靶蛋白表达恢复，细胞凋亡减少、增殖能力回升。这种"分子开关"机制为精准时空调控提供了新思路。

该研究建立的tiRNA技术突破了传统SBOs的设计局限，仅需改变cUTR序列即可靶向不同mRNA，无需考虑复杂二级结构或蛋白互作网络。其非降解特性避免了RNAi途径的副作用，而可逆调控功能则大大提升了治疗安全性。特别值得注意的是，tiRNA对eIF4G的"功能性占用"而非抑制机制，确保了对非靶标蛋白合成的零影响，这种精准性在基因治疗领域具有重要意义。研究为癌症等蛋白质过表达相关疾病提供了新型分子工具，也为RNA靶向药物的开发开辟了新路径。