
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:对虾养殖中RNAi递送系统的比较评述及未来方向
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月21日 来源:Fish & Shellfish Immunology 3.9
编辑推荐:
本综述系统探讨了RNA干扰(RNAi)技术在对虾病毒性疾病防控中的应用潜力,重点比较了dsRNA、siRNA、miRNA等多种RNAi分子的作用机制,分析了体外转录、细菌体内生产等dsRNA制备技术,并评估了注射、浸泡、口服及纳米颗粒递送等系统的效率与可行性,为RNAi技术在水产养殖中的规模化应用提供了重要参考。
RNA干扰(RNAi)是真核生物中保守的基因沉默机制,通过对特定mRNA的降解或翻译抑制实现基因表达调控。在对虾病毒防控中应用的RNAi分子主要包括双链RNA(dsRNA)、小干扰RNA(siRNA)、微RNA(miRNA)、短发夹RNA(shRNA)和长发夹RNA(lhRNA)。其中dsRNA被Dicer酶切割生成siRNA,进而引导RNA诱导沉默复合体(RISC)靶向降解病毒基因。研究表明,针对白斑综合征病毒(WSSV)的vp28、vp26、orf89等结构基因以及宿主Penaeus monodon Rab7等感染相关基因的RNAi能有效抑制病毒复制。
dsRNA的大规模制备是RNAi应用的前提。目前主要生产方式包括体外转录(IVT)、化学合成、Dicer酶解生成siRNA以及体内细菌表达系统。IVT法利用DNA模板通过T7 RNA聚合酶转录生成dsRNA,成本较高但纯度优异;化学合成适用于短序列siRNA但规模受限;而利用重组菌株(如HT115E. coli)进行体内dsRNA生产则具有显著的成本优势,可通过发酵大规模制备,更适合水产养殖场景的应用需求。
尽管实验室中注射递送显示高效基因沉默效果,但其操作强度大且不适用于规模化对虾养殖。目前研究的替代方案包括:1)口服递送:通过表达dsRNA的工程菌株或微胶囊化饲料投喂;2)浸泡法:将虾苗浸没于dsRNA溶液中;3)纳米颗粒载体:利用壳聚糖、阳离子聚合物等材料包封dsRNA提升稳定性与细胞摄取率。细菌递送系统尤其受到关注,既可表达靶向病毒基因的dsRNA,又能作为免疫刺激剂增强对虾抗病能力。
RNAi技术在对虾养殖中展现出高度特异性、环境友好性和抗病毒有效性,其口服递送方式更具规模化应用潜力。农业领域已有成功先例(如表达DvSnf7 dsRNA的转基因玉米),为水产应用提供参考。然而细菌菌株选择、dsRNA稳定性、投喂策略以及长期安全性等问题仍需优化。特别是针对不同对虾发育阶段(育苗期/成虾期)需要制定差异化的递送方案。
未来研究应聚焦于:1)开发高效稳定的口服递送载体;2)优化细菌发酵与dsRNA提取工艺以降低成本;3)探索多重靶向策略(如同时沉默病毒基因与宿主因子);4)建立标准化效果评价体系;5)加强环境安全性与抗性演化风险评估。通过多学科协作推进RNAi技术从实验室向养殖场的转化,有望重塑对虾疾病防控体系。
RNAi技术为对虾病毒性疾病防控提供了革命性解决方案。通过比较多种递送系统,口服与纳米颗粒递送展现出良好的应用前景。虽然目前仍存在生产成本、稳定性和给药方案优化等挑战,但随着细菌表达系统和制剂技术的进步,RNAi有望成为对虾养殖中替代传统防控手段的可持续策略。
生物通微信公众号
知名企业招聘