RNA干扰技术抑制人bcl-2基因及癌症基因治疗的研究

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dsRNA可以引发基因沉默的现象首先是在Caenorhabditis elegans上发现的,这是一种特异的转录后的基因沉默现象,这种现象已经在动物和植物中被广泛应用。最近以来,dsRNA诱导基因沉默已被作为一种可靠的手段用来分析基因的功能,尤其是在Caenorhabditis elegans中。然而,RNAi的手段用在哺乳动物细胞上却遇到了困难,即长度超过30个核苷酸的dsRNA可以引起哺乳动物细胞产生抗病毒反应,而不能发挥抑制基因表达的功能。这个困难后来被Elbashir和Lipardi解决了,他们使用长度为21个核苷酸的siRNA在哺乳动物细胞中产生了抑制基因表达功能的现象,这个长度的siRNA可以抑制哺乳动物细胞中基因的表达,但不至于引发细胞的抗病毒反应。RNAi的靶位识别是一个有着高度序列特异性的过程,即便有一个核苷酸的改变,实验过程中都检测不到RNAi现象。在哺乳动物细胞中建立RNA干扰技术,可以用于研究某些特定基因的功能,从而可以解决某些疾病的发病机制。如果对小双链RNA中改变1个核苷酸,就可使该RNAi靶向基因沉默作用消失,这样,就有可能将这一技术用于抑制某些过度表达基因的表达,而不影响正常基因的表达。所以在肿瘤的基因治疗方面,RNA干扰技术具有深远的意义和广阔的应用前景。 细胞的程序性死亡(细胞凋亡)是细胞在进化过程中保留下来的功能。然而许多癌细胞却缺乏这种基因自我调节凋亡的能力,这可能是导致癌细胞无限增殖的原因之一。Bcl-2是1984年Tsujimoto等从滤泡性淋巴细胞淋巴瘤中分离出来的一种癌基因,该肿瘤有14号和18号染色体的易位,t(14;18)(q32;q21),18号染色体上的Bcl-2基因易位到14号染色体上,与免疫球蛋白重链基因串联形成融合基因,从而使Bcl-2基因在B细胞中异常表达,这种异常表达在淋巴瘤中起着重要作用。Bcl-2是bcl-2蛋白家族的成员之一,它由239个氨基酸残基组成,其分子量为26kD的线粒体膜蛋白,也是调节细胞凋亡的蛋白之一。在许多实体肿瘤包括乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌和前列腺癌的发生、发展和转移过程中都发挥着重要作用。1988年,Vaux等将Bcl-2基因转入骨髓细胞使其在细胞中高表达,结果导致肿瘤的发生,并发现该细胞的生存时间明显延长,而细胞的增殖率没见明显增加。因此目前认为bcl-2基因是一种新类型的癌基因,它不影响细胞的增殖,而是作为细胞凋亡的一个潜在抑制剂调节细胞的死亡。最近研究结果证实,抑制bcl-2基因的表达可以用来治疗恶性肿瘤。为了使bcl-2基因在恶性肿瘤细胞中表达降低,促进肿瘤细胞的凋亡,就必须使bcl-2基因在转录或翻译的任何一个环节被阻断,所以,通过这些转录形成的小双链RNA可以靶向作用于bcl-2基因的mRNA,阻断其翻译的过程,从而达到使bcl-2基因表达降低的结果,实现治疗肿瘤的目的。 在本研究中,我们选择了人bcl-2 mRNA的一段基因,设计合成了其siRNA(siRNA-bcl-2);并构建了含有该siRNA基因的、可以表达产生发夹状bcl-2siRNA的表达质粒(pSilencer 3.1H1-bcl-2)。对siRNA-bcl-2以及pSilencer3.1H1-bcl-2进行抑制肿瘤细胞中bcl-2蛋白的表达及促进细胞凋亡的实验,发现siRNA-bcl-2和pSilencer 3.1H1-bcl-2在体外都能显著地抑制肿瘤细胞中bcl-2基因的表达,并能明显促进细胞的凋亡。在pSilencer3.1H1-bcl-2的抑制小鼠H22肝癌细胞的在体实验中,当pSilencer 3.1H1-bcl-2的用量为0.8mg/只/天,连续尾静脉注射7天后,实验小鼠的肿瘤的抑瘤率达66.5%,并发现pSilencer 3.1H1-bcl-2能明显促进H22细胞的凋亡。在本研究中,我们还构建了含可以产生bcl-2 siRNA的双向表达的载体,这为siRNA的研究提供了一些有益的探索。
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