張 虎,梁啟超,杜新娜,朱金玲,羅佳斌

(1.佳木斯大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院,黑龍江佳木斯 154007;2.牡丹江醫(yī)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011;3.佳木斯大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院,黑龍江 佳木斯154002)

干擾素(Interferon,IFN)是一類具有多種功能的免疫活性蛋白質(zhì),主要是糖蛋白。干擾素在抗病毒性疾病和增強(qiáng)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)能力以及惡性腫瘤方面有明顯效果。近年來,干擾素一直是細(xì)胞學(xué)、病毒學(xué)、分子生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、腫瘤學(xué)、免疫學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)生[1,2]。干擾素臨床應(yīng)用的突出問題是這些細(xì)胞因子在體內(nèi)的半衰期都很短,若要達(dá)到治療水平,必須持續(xù)大劑量注射,由此會(huì)產(chǎn)生一系列副作用。常見的有肌痛、發(fā)熱、頭痛及低血壓和胃腸反應(yīng)等,約有一半可出現(xiàn)骨髓抑制現(xiàn)象,表現(xiàn)為血小板、白細(xì)胞、網(wǎng)狀紅細(xì)胞減少等。特殊不良反應(yīng)有甲狀腺異常、精神抑郁、嚴(yán)重顱內(nèi)出血、代謝異常、間質(zhì)性肺炎等。能誘導(dǎo)IFN產(chǎn)生的物質(zhì)統(tǒng)稱為干擾素誘導(dǎo)劑。按干擾素的產(chǎn)生及來源,干擾素可分為內(nèi)源性IFN和外源性IFN。用IFN誘導(dǎo)劑在體內(nèi)誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生的IFN稱之為內(nèi)源性IFN。幾乎所有的脊椎動(dòng)物細(xì)胞都可產(chǎn)生lFN,但無論在體內(nèi)還是體外,必須由IFN誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)產(chǎn)生。理想的能直接應(yīng)用于人體內(nèi)誘生IFN的IFN誘導(dǎo)劑目前首推多聚肌苷酸,這是一種人工合成的dsRNA分子,臨床上普遍使用。近來發(fā)現(xiàn)PIC在人體和其他靈長類體內(nèi)易被血清核酸酶破壞,誘生IFN的效能較低,所以世界各國正在尋求新的dsRNA分子作為IFN誘導(dǎo)劑。

1 天然dsRNA誘導(dǎo)干擾素生成的機(jī)制研究

1969年日本東北大學(xué)石田博士成功地從香菇中分離出一種特殊的雙鏈核糖核酸,能刺激人體網(wǎng)狀組織細(xì)胞和白血球釋放干擾素,是一種內(nèi)源性干擾素誘導(dǎo)劑。這種物質(zhì)能阻抑流感病毒和兔口內(nèi)炎病毒的增殖。1978年鈴木等分析發(fā)現(xiàn)在香菇的子實(shí)體、孢子和菌絲中都同樣存在雙鏈核糖核酸,但其抗病毒活性有一定差別,此外還發(fā)現(xiàn)雙孢蘑菇中的這種雙鏈核糖核酸,抗病毒能力比香菇更強(qiáng),存在于香菇中的這種雙鏈核糖核酸不耐熱,加熱后易失效,而雙孢蘑菇中的這種物質(zhì)耐熱性較好,加熱后仍有相當(dāng)強(qiáng)的抗病毒能力。此外,還發(fā)現(xiàn)雙孢蘑菇的這種雙鏈核糖酸還可從深層發(fā)酵的菌絲中提取,為獲得這種具抗病毒活性的干擾素誘導(dǎo)劑的工業(yè)生產(chǎn)帶來希望[3]。

長雙鏈RNA(1ong double stranded RNA,dsRNA)是良好的干擾素誘生劑,其來源對(duì)誘導(dǎo)活性并不重要,從植物、微生物到不同種類的動(dòng)物,其細(xì)胞內(nèi)的dsRNA組份都具有干擾素誘導(dǎo)活性[4]。以天然長dsRNA為干擾素誘生劑直接用于機(jī)體,在體內(nèi)誘生的自身干擾素是廣譜的,而且長dsRNA是免疫調(diào)節(jié)劑,已經(jīng)證實(shí)長dsRNA還可誘生其他一些細(xì)胞因子[5],如白介素 1、2 和白介素 6(IL-l、Ll-2、IL-6)等。長dsRNA作用于機(jī)體以后的生物學(xué)活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單純的干擾素誘生活性,自身干擾素在體內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生抗體,因此可表現(xiàn)出更好的治療效果。

長dsRNA不僅是良好的干擾素誘生劑,而且又具有廣譜免疫調(diào)節(jié)劑的功能,國內(nèi)外的研究報(bào)告指出,當(dāng)細(xì)胞同微量的長dsRNA接觸后,導(dǎo)致的一系列生物學(xué)活性的改變可歸納如下:誘生IFN、激活PKR、激活A(yù)S、抑制蛋白質(zhì)合成、刺激前列腺素E的合成、促進(jìn)白細(xì)胞的分化、促進(jìn)巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞及特異性細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞的活性,誘導(dǎo)抗原呈遞細(xì)胞產(chǎn)生各種細(xì)胞因子,抑制化學(xué)致突變劑的作用,恢復(fù)細(xì)胞問的接觸抑制等[6]。這些功能同dsRNA的抗病毒、抗腫瘤以及增強(qiáng)免疫等生物學(xué)活性緊密相關(guān)。近些年來又證實(shí)dsRNA還有明顯的抗幅射、抗突變和抗同位素?fù)p傷的作用。所以長dsRNA可用于抗病毒、抗腫瘤、抗幅射或抗突變的臨床治療[7]。

由于提取的長dsRNA沒有種屬特異性,所以從酵母菌中提取的天然長dsRNA也能起到從動(dòng)物組織中提取的長dsRNA的作用,而且屬于純天然制品,避免了外源性因子的干擾。他不但可以避免從動(dòng)物組織中提取的核糖核酸制品中外源性因子感染疾病的危險(xiǎn),還沒有人源性因子的干擾。

2 天然dsRNA誘導(dǎo)干擾素生成的問題與展望

國內(nèi)外有報(bào)道稱天然dsRNA可以誘導(dǎo)哺乳動(dòng)物體細(xì)胞生成干擾素,達(dá)到抗病毒、抗腫瘤的效果。但是不同的dsRNA進(jìn)入細(xì)胞,其作用效果完全不一致。最著名的就是2006年獲得諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)的RNAi(RNA interference,RNAi)技術(shù),與特定基因互補(bǔ)的小片段dsRNA可以特異性地降低甚至關(guān)閉這一基因的表達(dá),這一技術(shù)在基因組學(xué)和特定基因功能研究方面作用重大。

2006年RNAi技術(shù)獲得諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng),但隨著這一技術(shù)的火熱運(yùn)用,其“缺陷”不得不受到重視,即dsRNA可以激活干擾素活化途徑。2003年Nature Cell Biol發(fā)現(xiàn) dsRNA能夠激活體內(nèi)干擾素反應(yīng)基因,1998年Fire等將dsRNA(長度＞30bp)導(dǎo)入常用哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)株時(shí)卻不能觀察到特異的RNAi現(xiàn)象,而是出現(xiàn)誘生干擾素,活化核糖核酸酶L,細(xì)胞的基因表達(dá)全面受抑和細(xì)胞凋亡的現(xiàn)象。Elbashir等將體外合成的21nt的siRNA導(dǎo)入哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)株中也檢測(cè)到了特異的RNA干擾現(xiàn)象。

同樣是dsRNA卻可以一方面關(guān)閉基因的表達(dá)(RNAi),另一方面還可以誘導(dǎo)基因的表達(dá)(干擾素的生成),這就產(chǎn)生了一對(duì)“矛盾”。dsRNA誘導(dǎo)干擾素生成這一“缺陷”的發(fā)現(xiàn)也為祖國傳統(tǒng)醫(yī)藥的機(jī)制研究提供了新思路,有報(bào)道稱真菌類的dsRNA具有誘導(dǎo)干擾素生成、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能的作用。所以dsRNA作用機(jī)制研究順應(yīng)了RNA調(diào)控機(jī)制研究的大趨勢(shì),是繼基因組學(xué)和蛋白組學(xué)之后又一研究熱點(diǎn)。

天然dsRNA的來源、長度、濃度、種屬特異性等對(duì)于哺乳動(dòng)物不同組織、不同細(xì)胞的體內(nèi)、體外誘導(dǎo)作用結(jié)果等都是有待解決的問題。天然dsRNA是如何進(jìn)入細(xì)胞,是否進(jìn)入細(xì)胞核,如何誘導(dǎo)基因表達(dá)的機(jī)制不得而知。中藥抗病毒、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力的理論基礎(chǔ)也將在dsRNA誘導(dǎo)干擾索生成機(jī)制的揭示過程中得到豐富。

目前中藥抗病毒機(jī)制研究較多的是多糖,但畢竟多糖仍然是混合物,不能得到一致認(rèn)同。揭示dsRNA的作用機(jī)制不僅可以避免RNAi技術(shù)的“缺陷”,豐富RNA調(diào)控機(jī)制的網(wǎng)絡(luò),更重要的是可以為中藥的作用機(jī)理提供一條新思路,為祖國醫(yī)藥國際化提供強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)。使用干擾素誘導(dǎo)劑可以避免干擾素應(yīng)用過程中副作用的產(chǎn)生,并且為臨床應(yīng)用提供前期的理論基礎(chǔ)。

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[2]王日榮,李焱,高賓,等.干擾素聯(lián)用拉米夫定治療慢性乙型肝炎的療效觀察[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2006,29(1):63

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