盧平方 張展飛 王志剛

摘要：RNA干擾（RNA interference， RNAi）是指將雙鏈RNA（double stranded RNA， dsRNA）分子導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)后，能夠催化降解同源靶基因的mRNA，從而抑制目的基因的表達(dá)。目前RNAi技術(shù)作為一種有效的基因沉默工具，已被廣泛應(yīng)用于基因功能分析及腫瘤治療等研究領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：肺癌；RNA干擾；dsRNA；基因沉默

肺癌是癌癥相關(guān)死亡的最主要原因，嚴(yán)重威脅人類的健康和生命。目前雖然肺癌采用了手術(shù)、化療和分子靶向藥物等多種治療措施，但肺癌患者5年生存率只有16.6%，仍是預(yù)后最差的腫瘤之一，因此迫切需要尋求新的有效的治療措施。RNAi技術(shù)因其自身?yè)碛械莫?dú)特優(yōu)勢(shì)，在肺癌的基因治療研究中將發(fā)揮極其重要作用。本文旨在對(duì)RNAi技術(shù)在肺癌治療研究中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 RNAi的分子機(jī)制

RNAi是一種序列特異性轉(zhuǎn)錄后基因沉默現(xiàn)象。目前公認(rèn)的RNAi的分子機(jī)制分為三個(gè)階段：a.起始階段：dsRNA在體內(nèi)被RNase Ⅲ樣的特異性核酸內(nèi)切酶（Dicer）識(shí)別并切割成21-23nt的短鏈RNA （siRNA ）；b.效應(yīng)階段：siRNA與一系列特異性蛋白結(jié)合形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RISC），在ATP參與下，RISC識(shí)別同源性的靶mRNA并將其降解。c.擴(kuò)增階段：在RISC切割靶mRNA的同時(shí)，以siRNA為引物在RNA依賴的RNA聚合酶作用下以靶mRNA為模板合成新的dsRNA，它在Dicer酶的作用下被降解形成新的siRNA，引發(fā)級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，高效抑制靶基因表達(dá)[1]。

2 RNAi在肺癌治療中的研究應(yīng)用

2.1 RNAi用于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究

胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體（IGF-1R）是一種跨膜的受體酪氨酸激酶，其信號(hào)通路與腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。腫瘤過(guò)表達(dá)的IGF-1R通過(guò)啟動(dòng)PI3K/AKT及Ras/MAPK信號(hào)通路，調(diào)節(jié)下游BAD、mTOR和c-myc等蛋白失活或激活，從而阻斷凋亡途徑的信號(hào)傳遞[2]。DU等[3]利用RNAi技術(shù)構(gòu)建的重組慢病毒感染肺癌A549細(xì)胞，有效抑制IGF-1R基因表達(dá)，更有趣的是，沉默IGF-1R能顯著誘導(dǎo)肺癌細(xì)胞Fas/FasL凋亡途徑缺陷修復(fù)，促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡。以上研究提示從信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中所涉及的生物靶標(biāo)的作用去尋找新型抗腫瘤靶點(diǎn)是一個(gè)很好的方向。

2.2 RNAi用于細(xì)胞周期調(diào)控的研究

幾乎所有的癌基因和抑癌基因都直接或間接地作用于細(xì)胞周期，它們的突變引起細(xì)胞周期調(diào)控障礙，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞過(guò)度增殖、凋亡減少。曹等[4]通過(guò)RNAi定向敲除肺癌細(xì)胞的COPS3基因，可上調(diào)p21蛋白表達(dá)，下調(diào)CDK4和cyclinB1蛋白表達(dá)，使細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期，抑制腫瘤生長(zhǎng)。Cyclin Y（CCNY）是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)胞周期蛋白，在腫瘤增殖調(diào)控中發(fā)揮重要的功能。RNAi沉默CCNY基因的表達(dá)，肺癌細(xì)胞阻滯于G1/S期，顯著抑制肺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[5]。因此，以細(xì)胞周期作為抗癌治療靶點(diǎn)，應(yīng)該是很有前途的。

2.3 RNAi用于肺癌侵襲與轉(zhuǎn)移的研究

侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤最重要的生物學(xué)特征之一，也是導(dǎo)致肺癌患者死亡的主要原因。蛋白酶活化受體1（PAR1）是參與肺癌侵襲轉(zhuǎn)移的重要信號(hào)分子，利用RNAi沉默PAR1基因能顯著抑制肺癌A549細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲能力[6]?；蚯玫蚦aspase-8蛋白的表達(dá)， 使肺癌A549細(xì)胞侵襲力和轉(zhuǎn)移能力的下降[7]。上述研究提示，應(yīng)用RNAi技術(shù)對(duì)肺癌侵襲與轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的研究，能夠?yàn)榉伟┲委熖峁┲匾睦碚撘罁?jù)和方法。

2.4 RNAi用于腫瘤血管生成的研究

血管生成在肺癌的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著重要的作用。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）是腫瘤血管生成的中心調(diào)控因子，張等[8]將VEGF siRNA轉(zhuǎn)染到肺癌細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞中，有效抑制了VEGF表達(dá)，破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并明顯抑制了荷瘤鼠模型中腫瘤的生長(zhǎng)。此外，血小板源生長(zhǎng)因子（PDGF）也是一個(gè)至關(guān)重要的血管生成因子，并在人類肺癌中顯著表達(dá)。Hou等[9]研究證實(shí)沉默PDGF-CC基因能通過(guò)抑制GSK3β第9位絲氨酸磷酸化發(fā)揮抗血管生成作用。由上可知，阻斷血管生成可以抑制肺癌的生長(zhǎng)，通過(guò)RNAi抑制腫瘤血管生成的相關(guān)因子，很可能是肺癌治療的重要方法之一。

2.5 RNAi用于提高肺癌對(duì)化療及放療的敏感性的研究

腫瘤化療和放療失敗的主要原因是腫瘤細(xì)胞容易產(chǎn)生耐藥性。多藥耐藥（multi-drug resistance， MDR）是惡性腫瘤細(xì)胞免受化療藥物攻擊的最重要的細(xì)胞防御機(jī)制，是腫瘤化療失敗的關(guān)鍵因素。多藥耐藥相關(guān)蛋白-1（MRP1）過(guò)表達(dá)是MDR的重要表型之一。Wu等[10]在針對(duì)肺鱗癌MRP1基因的siRNA研究中發(fā)現(xiàn)，抑制MRP1表達(dá)可增加癌細(xì)胞對(duì)表柔比星的敏感性。DU等[3]利用shRNA重組慢病毒感染A549細(xì)胞，能顯著增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的敏感性。候等[11]研究發(fā)現(xiàn)，針對(duì)chk-1的RNAi可以提高Lewis肺癌細(xì)胞的抑制率及放療引起的腫瘤細(xì)胞的凋亡，與放療有協(xié)同作用?；熀头暖熢诜伟┑闹委熤惺浅中g(shù)以外最重要的治療方法，應(yīng)用RNAi技術(shù)輔助化療和放療具有廣闊的應(yīng)用前景。

3結(jié)語(yǔ)和展望

RNAi在癌癥治療研究中已經(jīng)取得了一些的進(jìn)展，但還有很多問(wèn)題需要解決： 如何選擇特異的高效作用靶點(diǎn)；如何增強(qiáng)siRNA在細(xì)胞中的穩(wěn)定性；如何保證siRNA的體內(nèi)安全性等等[12]。最近有研究報(bào)道，利用新型納米材料（如納米脂質(zhì)體/共聚物、各種無(wú)機(jī)納米材料等）作為siRNA和藥物載運(yùn)系統(tǒng)對(duì)腫瘤的研究中，納米材料負(fù)載的siRNA和藥物，表現(xiàn)出轉(zhuǎn)染效率高，生物相容性好，可維持長(zhǎng)時(shí)間基因沉默等優(yōu)勢(shì)，在腫瘤治療研究中極具應(yīng)用前景。因此，隨著RNAi技術(shù)的不斷完善，RNAi技術(shù)必將會(huì)為人類疾病的治療和預(yù)防作出巨大的貢獻(xiàn)。

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