要闻点评2013-8-31：RNA干扰治疗转甲状腺素蛋白淀粉样变性（transthyretin amyloidosis）

2013年9月2日 | Filed under: 要闻点评,文献综合 | Posted by: 编辑 D

作者：吕顺

【图示】通过外源性导入、转基因、病毒感染等途径引入的双链RNA（dsRNA）被细胞胞质中的核酸内切酶Dicer在ATP辅助下被切割成长约21 ~23 bp 具有特定结构由正反义链组成的双链小分子干扰RNA（ small interfering RNA, siRNA）。小片段的siRNA 的5忆端被内源性激酶快速磷酸化后，其双链被依赖ATP 的RNA 解旋酶解开，释放出正、反义单链。反义siRNA 再与体内包括内切酶、外切酶、解旋酶等酶结合，形成RNA 诱导的沉默复合物。反义RNA 单链引导RISC 遵循碱基互补原则寻找互补的mRNA, 在核酸内切酶的作用下降解mRNA。

【新闻事件】：《新英格兰医学杂志》8月29日报道，以de Santo Antonio 医院神经学家 Teresa Coelho领导的一项新研究证实，采用RNA干扰疗法可以显著且安全地降低一种罕见肝病致病蛋白的水平。这种叫做转甲状腺素蛋白淀粉样变性（transthyretin amyloidosis）的致命遗传疾病是由于肝细胞泵出过量转甲状腺素蛋白（transthyretin）引起。通常情况下，转甲状腺素蛋白参与体内甲状腺素的运输和维生素A的代谢，但额外的蛋白质会在神经、心脏和身体其他部位发生累积。尽管肝移植能够延长某些患者的生命，这一疾病仍然无法治愈。研究人员给24名转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者注入了一种特定的siRNA ，这种 siRNA 可以抑制细胞生成转甲状腺素蛋白。在转甲状腺素蛋白淀粉样变性患者组，采用这种siRNA 治疗7天后将转甲状腺素蛋白的水平降低了38%。而把同一种siRNA制成脂质纳米颗粒能使转甲状腺素蛋白的水平降低 87%。虽然研究人员还不能确定 siRNA 疗法是否减慢了疾病的进程，但这确实导致了转甲状腺素蛋白的显著减少。他们将在一项长达15个月，在美国、欧洲和南美开展的随访研究中对此进行检测。

【相关事实】：
• RNA干扰（RNA interference，缩写为RNAi），也称为转录后基因沉默（post-transcriptional gene silencing，PTGS）是通过双链RNA阻碍特定基因的翻译或转录的一种基因沉默现象。当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时，该mRNA发生降解而导致基因表达沉默。

• RNAi 是抵御转基因或外来病毒侵犯的防御机制，是真核生物一种高度保守并具有特异序列的RNA 降解系统。

• 和mRNA不同，siRNA不参与动物体的正常生长和发育，只有在病毒或其它dsRNA诱导情况下才产生并起作用。是mRNA的完善和补充。

【药源解析】：RNAi技术已经在标靶的发现和确认领域得到广泛的应用。生物制药公司通常利用RNAi文库感染，然后通过观察细胞的表型变化来发现具有功能的基因。比如通过RNAi文库介导的肿瘤细胞生长来发现能抑制肿瘤的基因，一旦所发现的基因属于可成药（druggable）的靶标，将继续在细胞或动物水平认证。与反义寡核苷酸、核酶或脱氧核酶等其他基因敲除技术相比，RNA干扰技术具有高特异性、高效性、高稳定性、可传播性和可遗传性的分子生物学特征，siRNA本身也被应用于包括肿瘤、帕金森、病毒感染、类风湿、内分泌等疾病的治疗。

【未来影响】：相信很多人都被有机化学老师忽悠过，就是如果我们有足够多的时间，可以人工合成自然界任何存在或能想象到的有机分子。实际上完全不是这回事儿，尤其在新药研发领域，不仅一个项目不可能给我们太多的时间，更有很多实际的技术挑战。另外，除了缺少优质靶点，按照我们目前的药物化学、药理毒理、临床开发技术水平也不是总能开发任何靶点的新药。还有很多诸如活性、选择性、过膜性、以及无可解释的毒性等技术难关，经常在短时间内找不到具有成药性的分子。一些蛋白-蛋白相互作用的靶点也可列入 “nondruggable”靶点之列。幸运的是，现代生物学的飞速发展带给了我们更多的选择，比如有了好靶点，即使找不到可逆配体，也可能找到共价不可逆配体，找不到小分子药物还可以设法寻找生物大分子。无法在蛋白水平调控还可能在RNA，基因水平上调控。笔者以为，就目前研究水平而言，RNA干扰作为一种新疗法主要针对那些一时找不到合适druggable药物的靶点。

实际上， RNAi疗法在多个疾病的研究领域都有了长足的进步。比如在抗肿瘤领域，通过构建特异性地靶向UHRF1的双链RNA，并转染乳腺癌细胞MCF，结果明显地抑制UHRF1基因的表达，诱导了癌细胞的凋亡【1】，同时增强了癌细胞对铂类化疗药物的敏感性，而对正常癌细胞却没有影响。采用RNA干扰技术能有效地逆转MDRl基因介导的胰腺癌和胃癌耐药细胞株的多药耐药。在眼科领域，RNAi 技术能够有效地阻止视网膜新生血管的形成，抑制增生性玻璃体视网膜病变的发生或进展，诱导视网膜母细胞瘤细胞的凋亡【2】。尽管RNAi 已经成为阻断或抑制基因表达的首选工具，但因为dsRNA 分解的siRNA 与细胞内其他非靶正常基因存在部分序列同源，能导致脱靶效应等非特异性反应。另外，双链RNA还能激活天然免疫系统，诱导IFN2、TNF2、IL26 等炎症因子，抑制细胞的生长并产生毒副作用。RNA还有稳定性差、吸收效率低等成药缺点，致使RNA干扰疗法迟迟未能进入临床。但是，随着药物输送技术的进展，RNA干扰疗法相信在不久的将来会有巨大突破。

虽然RNA干扰技术在临床应用方面进展相对缓慢，但作为全基因组致病基因的筛选已经有重大进展。来自洛克菲勒大学的研究人员最近报道，他们构建了一种汇集了多个小发夹 RNA的组合RNA干扰技术，他们把这些短 RNA 片段通过病毒导入妊娠小鼠胚胎，这些RNA片段能够终止来自特异基因的信息，阻止基因合成蛋白质。他们又对每个小发夹 RNAs进行了定量，利用它来衡量这些小发夹 RNA对于生长过程的相对重要影响。这使研究人员能够用较少的小鼠来筛查更多的基因。该研究小组只用 100 窝的小鼠筛查了超过 1.6 万个基因，确定了大约 200 个对于皮肤恶性生长特别重要的基因。