銳博生物：RNAi作用機理及藥物研發進展

 

RNAi現象早在1993年就有報道：將產生紫色素的基因轉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。當時認為這是矮牽牛本來有的紫色素基因和轉入的外來紫色素基因都失去了功能，稱這種現象是“共抑制”。1995年，康奈爾大學的Su Guo博士用反義RNA阻斷線蟲基因表達的試驗中發現，反義RNA（anti sense RNA和正義RNA（sense RNA）都阻斷了基因的表達，他們對這個結果百思不得其解。直到1998年，Andrew Fire的研究證明，在正義RNA阻斷了基因表達的試驗中，真正起作用的是雙鏈RNA。這些雙鏈RNA是體外轉錄正義RNA時生成的。于是提出了RNAi這個詞。

 

 

目前RNAi的作用機理主要是在線蟲，果蠅，斑馬魚等生物體內闡明的。生物體內的雙鏈RNA可來自于RNA病毒感染，轉座子的轉錄產物，外源導入的基因。這些來源的雙鏈RNA誘發了細胞內的RNAi機制，結果是病毒被清除，轉座子的表達被阻斷，外源導入基因表達被阻斷同時，與其同源的細胞基因組中的基因表達也被阻斷。

 

雙鏈RNA進入細胞后，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RNA合成的聚合酶，RNA-directed RNA polymerase）的作用下自身擴增后，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合物，Argonaute2是目前唯一已知的參與復合物形成的蛋白。此復合物同與siRNA互補的mRNA結合，使mRNA被RNA酶裂解。

 

另一方面結合的產物以SiRNA作為引物，以mRNA為模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互補鏈。結果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RNAi的作用，通過這個聚合酶鏈式反應，細胞內的siRNA大大增加，顯著增加了對基因表達的抑制。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RNAi，但長的雙鏈RNA阻斷基因表達的效果明顯強于短的雙鏈RNA。

 

 

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

 

 

 

RNAi已經成為目前基因功能研究，藥靶發現以及藥物開發的基礎，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在臨床上應用必須克服技術上難題，主要包括改善siRNA藥物動力學特性，避免脫靶效應和干擾素反應等。核酸化學和導入方面取得了巨大的進展，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進程，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方面取得了很大進展。

 

初步統計，大約有19個公司正在開發85種siRNA藥物，8個公司正在開發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藥物的研發合作或獨立研究。

 

 

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

 

注：有些網站暫時打不開

 

事實上，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 從發現到現在短短幾年的時間內，第一個 RNAi 藥物 Bevasiranib （ Acuity 公司）已經誕生 , 用于治療濕性老年性黃斑變性 (AMD) 。

 

據報道：FDA已經批準了Quark藥業用于腎移植病人的試驗siRNA藥物DGFi的新藥臨床試驗申請。在2008年下半年，I期或II期臨床試驗已啟動。

 

目前Alnylam是RNAi藥物研發的領頭羊，它的siRNA研究領域比較廣，已經有一些RNAi藥物在臨床階段，尤其是在抗病毒方面有的已經到臨床三期了，預計RNAi藥物五年內就可以上市了。Alnylam開發的 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要快，選擇性會更好，如果能夠更好地解決藥物靶細胞遞送，相信可以治療許多現在藥物治療效果不理想的疾病。

 

我國在創新藥物方面的研究還遠遠落后于西方國家。而RNAi 技術的發展歷史很短，是一項剛剛興起不久的生物技術，雖然我們目前已經與發達國家有一定差距，但差距僅有幾年的時間，如果我們加速發展，完全有條件趕超發達國家，有可能在一定時期內在創新藥物開發方面取得突破性進展。特別是，利用這一技術可彌補我國在化學制藥方面與發達國家之間的巨大差距。這一項新技術給我們帶來了一個千載難逢的發展機遇。

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