第24卷第2期中国预防兽医学报Vol.24,No.22002年3月ChineseJournalofPreventiveVeterinaryMedicineMar.2002反义核酸技术的研究进展张德勇,周继勇,陈吉刚(浙江大学动物预防医学研究所,浙江杭州310029)摘要:反义核酸技术具有高特异性、无毒性等特有的优点,近年来一直是抗肿瘤、抗病毒领域研究的热点。本文综述了反义核酸技术的基本原理及其在抗病毒、抗肿瘤、细胞凋亡、信号机制等方面的研究进展。关键词:反义核酸;抗病毒;抗肿瘤中图分类号:Q78文献标识码:A文章编号:1008-0589(2002)02-0158-04反义核酸是指与靶DNA或RNA碱基互补,并能与之结合的一段DNA或RNA。反义核酸技术是指利用反义核酸特异地抑制某些基因的表达。1967年,Belikova等提出了利用一段反义寡核苷酸来特异性地抑制基因表达的设想。1978年,Paul等利用一段反义DNA寡聚核苷酸链成功地抑制了劳斯(Rous)肉瘤病毒的复制,引起人们极大的关注。20世纪80年代,寡核苷酸人工合成技术的成功,反义核酸的研究快影响,非特异性地与某些蛋白结合,这往往是某些非特异性副作用的原因所在。112终止机制在反义机制中,其终止机制分为阻塞机制与酶切除两种。阻塞机制即不涉及酶的水解作用,只是通过反义核酸与靶序列的结合改变其空间构象,使参与复制、转录与翻译的各种酶无法接近该序列并与之结合;酶切除机制则与之相反,反义核酸与靶序列结合后激活某些酶将之降解。在这类机制中,最常见的是RNaseH介导的酶切终止机制,即反义RNA与mRNA结合后形成双链结构,会被RNaseH识别并将其水解。这主要基于3个原因:(1)RNaseH在绝大多数的哺乳动物细胞都有表达;(2)RNaseH作用效率极高,一般来说其抑制效率高达85%～95%;(3)第一代寡核苷酸药物特别适合RNaseH酶切终止机制。除了RNaseH外,越来越多的人开始研究RNaseⅢ、RNaseL、RNaseP等非RNaseH介导的酶切终止机制以及将翻译核酸与剪切物连速发展起来,使反义技术在抗肿瘤、抗病毒以及细胞凋亡机理、信号传递机制等方面取得了一定的进展。反义核酸技术在发展过程还存在种种困难,但可以相信反义技术必将成为人类研究和治疗病毒病、肿瘤乃至各生物医学领域的一项不可或缺的手段。1反义核酸的作用机理111反义抑制机理目前普遍认为反义核酸可以在复制、转录、表达3个水平上发挥作用。其机制为:(1)在细胞核内以碱基配对原理与基因组DNA结合,从复制与转录水平发(Anti-gene挥反义阻止作用,“”这种反义技术称为反基因治疗therapy);(2)与mRNA的5’末端的SD(Shine-Dalgarno)序列或接等途径,这主要是因为:(1)大多数经骨架修饰和糖环修饰的寡核苷酸药物不支持RNaseH活性而同时这些药物具有独特的药理学优点,如稳定性;(2)不一定所有的组织和细胞都表达足够的RNaseH以满足RNaseH机制。一种反义核酸究竟通过何种途径发挥抑制功能,取决于反义寡核苷酸(antisenseoligonuleotides,ASONs)的种类是DNA还是RNA以核糖体结合位点结合,阻碍核糖体的结合,从而阻碍翻译,或使反义RNA与mRNA形成双链,以被水解酶水解;(3)与mR2NA的SD序列上游的非编码区结合,改变mRNA的二级结及是否经过修饰等具体情况。113穿膜机制目前对于反义寡核苷酸如何进入组织,如构,从而阻碍核糖体的结合;(4)与mRNA的5’末端编码区(主要是起始密码AUG)结合,阻止RNA的翻译;(5)与引物何穿过细胞膜并到达靶位点,了解不多。有报道皮下或静注等途径进入血浆的磷酸硫代寡和脱氧核苷酸(phosphoroth2ioateoligodeoxy-nucleotides,PS-ODNs)可迅速分布到外周组织,尤以肝、肾、肠、脾、骨髓等组织浓度最高[1]。而且,后期寡和脱氧核苷酸(oligodeoxy-nucleotides,ODNs)可大量出现在细胞内[2]。但不同的ONDs,进入细胞的能力不同,有研究者将A2SONs与真核细胞共孵育时发现只有少量进入特定的作用部结合,从而在复制水平上阻止基因表达;(6)结合到前体RNA的外显子和内含子的连接区,阻止其剪切成熟;(7)作用于mRNA的polyA形成位点,阻止成熟和转运;(8)作用于mRNAR的5’末端,阻止帽子结构的形成;(9)由于带电性等作者简介:张德勇(1978～),男,山东省聊城市人,浙江大学动物预防兽医在读硕士研究生,主要从事动物病毒学方面研究.收稿日期:2001-03-28位(细胞浆和细胞核),因为细胞摄取很快达饱和,再加上降...