4、siRNAs在活体中的应用
通过电穿孔、局部注射或静脉注射的方法已经能够成功地将化学合成的siRNAs、表达siRNAs的质粒以及表达siRNAs的病毒导入到哺乳动物细胞中.但很难评价哪种方法能更有效的引起基因沉默.经鼠尾静脉高压注射溶于生理盐水的siRNA已经成功地将siRNA导入大鼠组织中,其中在肝中靶基因的沉默效率达90%以上,而在肺、肾、脾、胰中靶基因的沉默效率稍低[11-12].采用这种方法引起的基因沉默效应一般持续数天,在有些情况下可超过1 wk,并且基因沉默的效率因物种的差异而不同.
表达siRNAs的病毒载体为研究哺乳动物的基因功能提供了新方法,更为治疗人类主要疾病带来了新希望.已经有几种病毒被设计用于表达siRNAs.重组AAV能在哺乳动物分裂期细胞和静止期细胞中长期表达siRNA.他们通常以附加体的形式随机、低频整合到宿主基因组中.有研究[13]表明向大鼠脑内注射表达siRNA的AAV载体能引起长达7 wk之久的基因沉默效应.在HIV感染的组织模型中表达siRNA病毒载体也被成功地应用于治疗[14].
现在又有几种新的方法将siRNAs导入活体内.最近有研究[15]表明大分子能够促进几种小分子物质经皮吸收,包括siRNAs分子.这将有利于siRNAs经皮吸收进入全身血液循环发挥治疗性药物的作用.将含siRNAs的气溶胶导入肺内也能起到基因治疗的作用[16].
5、以siRNAs为基础的基因治疗
虽然siRNA在哺乳动物细胞中的应用仅仅4 a,但他正以飞快地速度发展成为基因治疗的一种新方法.如果siRNAs通过尾静脉高压注射能有效到达肝脏,那么他将可以广泛应用于治疗各种肝病.通过沉默肝中内源性凋亡基因的表达,经抗凋亡酶Caspase-8或者抗Fas细胞死亡受体的siRNAs预处理的小鼠能有效预防各种试剂诱导的急性肝功能衰竭;用同样的siRNA也能够治疗已经发生的肝损伤[11-12].siRNAs通过抑制病毒自身或者抑制病毒转录所必须的辅助因子达到抗病毒的目的.将乙型肝炎病毒(HBV)基因组和siRNAs共转染可以有效降低HBV的复制水平和蛋白合成[17].Wohlbold et al[18]证明用siRNAs能有效沉默异常BCR-ABL融合基因表达,而不影响正常c-BCR和c-ABL的转录,这为治疗Ph染色体阳性的慢性粒细胞白血病提供了新方法.
在血浆中siRNAs双链能抵抗核酸内切酶的降解作用,但这并不意味着他能够稳定地存在于机体内.因为未被修饰的siRNAs不能迅速进入细胞内,或者与血浆蛋白亲和力低而较早地被机体清除.如果不是通过表达siRNAs载体的方法,那么必须经过化学修饰的siRNAs才能更有效的作为基因治疗的手段.有研究[19-20]正通过硫磷酰修饰siRNA提高细胞的摄取能力,从而增强基因沉默的效果.去年美国FDA已批准经过修饰的siRNAs进行临床新药试验,用于治疗与年龄相关的黄斑退行性改变(age-related macular degeneration)的患者[21].最近Soutschek et al[22]经鼠尾静脉注射胆固醇修饰的抗apoB siRNA能有效沉默同源性靶基因的过度表达,并且证实经修饰的抗apoB siRNA导致小鼠胆固醇水平降低的程度与apoB基因敲除小鼠的水平相近,这实现了siRNA作为静脉注射性治疗药物的可能.
siRNAs作为一种新的基因治疗方法引起了许多研究者的兴趣,在很大程度上是因为其作为细胞内源性基因表达调节物质的低毒性和特异性,另外一方面则是其比ODNs、核酶有更强的基因沉默效率.然而将siRNAs应用于临床治疗还存在一些挑战,如将siRNAs导入细胞内的最佳方法及如何获得更高效率,如何避免脱靶现象及非特异性反应.因此,进一步深入研究RNAi的机制将会丰富我们对基因表达调控的认识,也将有利于基因治疗的实际应用.


