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RNARNA干扰及其在肿瘤研究及治疗方面的应用干扰及其在肿瘤研究及治疗方面的应用2024/3/13 2024/3/13 周周三三1 1内容内容背景介绍背景介绍RNA干扰作用机制干扰作用机制1RNA干扰在肿瘤研究及治疗中的干扰在肿瘤研究及治疗中的应用应用2问题及展望问题及展望342 22024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息一、背景介绍一、背景介绍3 32024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息 RNA RNA 干扰干扰(RNA interference,RNA i)(RNA interference,RNA i)是一种由短双是一种由短双链链RNA(double-stranded RNA,dsDNA)RNA(double-stranded RNA,dsDNA)所引起的序列特异性所引起的序列特异性基因沉默基因沉默,是真核生物体内一种阻断外源基因表达的自我防御是真核生物体内一种阻断外源基因表达的自我防御体系体系,是是dsDNA dsDNA 介导的介导的,使与其互补的具有同源序列的单链使与其互补的具有同源序列的单链RNA RNA 进行特异性降解的过程。进行特异性降解的过程。RNARNA干扰干扰(RNA interference(RNA interference，RNAi)RNAi)最早是由最早是由MelloMello和和FireFire等等1998 1998 年在线虫体内发现。年在线虫体内发现。RNAi RNAi 作为作为一种简单、高效的基因敲除工具，正在基因组学和疾病基因治一种简单、高效的基因敲除工具，正在基因组学和疾病基因治疗领域掀起一场革命，为肿瘤的基因治疗提供了新思路，可能疗领域掀起一场革命，为肿瘤的基因治疗提供了新思路，可能成为今后的肿瘤治疗策略之一。成为今后的肿瘤治疗策略之一。二、二、RNARNA干扰作用机制干扰作用机制4 42024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息转录水平转录水平转录后水平转录后水平翻译水平翻译水平 RNA RNA干扰的作用是在转录水平、转录后水平、翻译水平干扰的作用是在转录水平、转录后水平、翻译水平等多个不同层次上实现的。等多个不同层次上实现的。三三个个水水平平转录后水平转录后水平起始阶段起始阶段内源或外源的内源或外源的dsRNAdsRNA由由核酸酶核酸酶III(RNase III(RNase III)-III)-DicerDicer在细胞内在细胞内将将dsRNAdsRNA均匀切割成小均匀切割成小干扰干扰RNA(siRNA),RNA(siRNA),长度长度约为约为2121-23 nt23 nt。其中。其中55端是磷酸端端是磷酸端,3,3端端常带有突出的非配对碱常带有突出的非配对碱基基(多数是多数是UU)UU)效应阶段效应阶段SiRNASiRNA结合一个核糖核酶结合一个核糖核酶复合物复合物,形成形成RNARNA诱导沉默诱导沉默复合物复合物(RISC)(RISC)，siRNAsiRNA双双链解旋，正义链释放链解旋，正义链释放,激激活活RISC,RISCRISC,RISC识别靶识别靶mRNA,siRNA mRNA,siRNA 反义链与反义链与mRNA mRNA 换位换位,在距在距siRNA 3siRNA 3端端12nt12nt处切割靶处切割靶mRNA,mRNA,从从而实现对而实现对mRNA mRNA 的降解。的降解。扩增阶段扩增阶段siRNAsiRNA作为作为primeprime，特，特异异性与靶性与靶mRNAmRNA结合结合,再再次次形成新的形成新的dsRNAdsRNA，接着，接着dsRNAdsRNA再次被再次被DicerDicer切割切割成成siRNA,siRNA,新形成的新形成的siRNAsiRNA为实现数量扩增为实现数量扩增的目的的目的,进入下一轮循进入下一轮循环环,显著抑制了对靶基显著抑制了对靶基因的表达。因的表达。5 52024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息6 62024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息转录水平转录水平7 72024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息 小分子干扰核糖核酸小分子干扰核糖核酸(siRNA)(siRNA)与互补与互补DNADNA直接直接结合而发挥作用结合而发挥作用,激发同源激发同源DNA DNA 甲基化的加强甲基化的加强,使目使目的基因转录受限的基因转录受限,表达关闭表达关闭,进而加强基因沉默。如果进而加强基因沉默。如果甲基化出现在启动子区域甲基化出现在启动子区域,则转录不能进行则转录不能进行,若甲基若甲基化出现在编码区化出现在编码区,则转录进行则转录进行,但在转录后水平上沉但在转录后水平上沉默。默。翻译水平翻译水平8 82024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息 翻译水平上的翻译水平上的RNA iRNA i是抑制相应是抑制相应mRNAmRNA的翻译的翻译,使相应的蛋白质表达受阻使相应的蛋白质表达受阻,其中起重要作用的是小时序其中起重要作用的是小时序RNA(sm all temporal RNA,stRNA),RNA(sm all temporal RNA,stRNA),它是由长度约它是由长度约70 nt70 nt的的RNARNA形成的茎环样前体经形成的茎环样前体经dicerdicer酶作用后形成长酶作用后形成长约约21 23 nt21 23 nt的的dsRNA,dsRNA,通过通过R ISCR ISC结合在相应结合在相应mRNA mRNA 的的3 3 末末 端非翻译区上端非翻译区上,进而阻断进而阻断mRNAmRNA的翻译。的翻译。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用9 92024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息（一）（一）RNA RNA干扰在肿瘤研究中的应用干扰在肿瘤研究中的应用1.1.基因功能研究：基因功能研究：由于由于RNA RNA 干扰能高效特异地阻断基因表达，通过基干扰能高效特异地阻断基因表达，通过基因沉默机制作用于癌基因、抑癌基因表达，影响肿瘤生长，因沉默机制作用于癌基因、抑癌基因表达，影响肿瘤生长，在体外培养细胞中研究靶基因的功能。因而成为研究基因功在体外培养细胞中研究靶基因的功能因而成为研究基因功能很好的工具。例如：肿瘤易感基因筛查和鉴定，能很好的工具。例如：肿瘤易感基因筛查和鉴定，Williams Williams 等通过结合等通过结合cDNA cDNA 芯片技术和芯片技术和RNAi RNAi 技术鉴定了多个结肠癌高技术鉴定了多个结肠癌高度相关基因。度相关基因。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用10102024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息2.2.肿瘤发生机制研究肿瘤发生机制研究:设计多种小干扰设计多种小干扰RNARNA（small interfering RNAsmall interfering RNA，siRNAsiRNA）,可以产生多基因沉默的效果，用于细胞信号传导可以产生多基因沉默的效果，用于细胞信号传导通路的研究。通路的研究。Harvey Harvey 等用等用RNAi RNAi 技术抑制技术抑制Brk Brk 蛋白表达，蛋白表达，结果发现乳腺癌细胞的增生受到抑制。同时还发现结果发现乳腺癌细胞的增生受到抑制。同时还发现BrkBrk的无的无激酶活性突变体，可以接合器的形式，通过非激酶依赖的激酶活性突变体，可以接合器的形式，通过非激酶依赖的机制，促进肿瘤细胞的生长。结果表明机制，促进肿瘤细胞的生长。结果表明Brk Brk 可作为乳腺癌可作为乳腺癌治疗的新目标。治疗的新目标。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用11112024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息（二）（二）RNA RNA干扰在肿瘤治疗中的应用干扰在肿瘤治疗中的应用1.1.不同不同siRNA siRNA 之间的增效作用之间的增效作用 由于肿瘤是一种多基因调控的疾病，采用由于肿瘤是一种多基因调控的疾病，采用 RNARNA干扰干扰技术对肿瘤相关基因进行多重抑制会产生更好的疗效。邵荣技术对肿瘤相关基因进行多重抑制会产生更好的疗效。邵荣光针对不同的肿瘤相关基因，设计合成了靶向光针对不同的肿瘤相关基因，设计合成了靶向bcl-2bcl-2、cdk-2cdk-2、mdm-2mdm-2、H-rasH-ras、pkc-pkc-的的siRNA,siRNA,这些这些siRNA siRNA 各自都能抑制各自都能抑制黑色素瘤细胞的增殖，其抑制率分别为黑色素瘤细胞的增殖，其抑制率分别为68%68%、64%64%、72%72%、74%74%和和53%53%。当。当5 5 种种siRNA siRNA 联合应用时，能显著提高复合联合应用时，能显著提高复合siRNA siRNA 对黑色素瘤细胞的抑制作用。对黑色素瘤细胞的抑制作用。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用12122024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息2.SiRNA2.SiRNA对靶分子药物具的增效作用对靶分子药物具的增效作用 表皮生长因子受体（表皮生长因子受体（EGFREGFR）抑制剂埃罗替尼）抑制剂埃罗替尼（erlotiniberlotinib）被批准在临床上应用，但大多数晚期肺癌）被批准在临床上应用，但大多数晚期肺癌患者不应答患者不应答,早期肺癌患者总是发展为耐药性早期肺癌患者总是发展为耐药性,占一半的占一半的复发患者复发患者T790M-EGFR T790M-EGFR 基因发生了突变。研究证明，领用基因发生了突变。研究证明，领用RNARNA干扰技术敲除肝细胞生长因子受体（干扰技术敲除肝细胞生长因子受体（METMET）和表皮生）和表皮生长因子受体（长因子受体（EGFREGFR），能显著的促进埃罗替尼耐药的），能显著的促进埃罗替尼耐药的H1975 H1975 细胞凋亡。细胞凋亡。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用13132024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息3.siRNA 3.siRNA 对对DNA DNA 损伤剂的增效作用损伤剂的增效作用 5-FU(5-5-FU(5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶)或羟基喜树碱为两种常用的或羟基喜树碱为两种常用的抗肿瘤药物，研究证明，抗肿瘤药物，研究证明，Bcl-2/Bcl-xl siRNA Bcl-2/Bcl-xl siRNA 转染细胞转染细胞对对5-FU(5-5-FU(5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶)或羟基喜树碱表现出更高的敏感性，或羟基喜树碱表现出更高的敏感性，提示提示Bcl-2/Bcl-xl siRNA Bcl-2/Bcl-xl siRNA 介导的基因沉默结合化疗药物介导的基因沉默结合化疗药物可能是潜在的人肝癌治疗策略。可能是潜在的人肝癌治疗策略。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用14142024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息4.siRNA 4.siRNA 对放疗的增敏作用对放疗的增敏作用 MDM2 MDM2 蛋白被证明在辐射应答和肿瘤放射敏感性蛋白被证明在辐射应答和肿瘤放射敏感性方面发挥关键作用方面发挥关键作用,是一个有吸引力的临床药物靶标是一个有吸引力的临床药物靶标,利用利用RNARNA干扰技术抑制干扰技术抑制MDM2 MDM2 可以加强肿瘤对放射治疗的可以加强肿瘤对放射治疗的敏感性。敏感性。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用15152024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息 5.5.抗肿瘤新药研发抗肿瘤新药研发 利用利用RNAiRNAi特异性地抑制癌细胞内的内源性致癌基特异性地抑制癌细胞内的内源性致癌基因的表达因的表达,而不影响正常细胞的基因表达而不影响正常细胞的基因表达,在研究肿瘤发生在研究肿瘤发生发展的信号通路以及表型变化可以发挥极大的作用发展的信号通路以及表型变化可以发挥极大的作用,从而可从而可以进一步为肿瘤的早期诊断和后期治疗找寻新的靶点。以进一步为肿瘤的早期诊断和后期治疗找寻新的靶点。siRNAsiRNA从发现到现在的短十几年时间内从发现到现在的短十几年时间内,很多研究工作者、很多研究工作者、生物技术公司和制药公司己经开始广泛利用生物技术公司和制药公司己经开始广泛利用siRNAsiRNA药物治疗药物治疗肿瘤。肿瘤。2008 2008年年,美国美国Calando PharmaceuticalsCalando Pharmaceuticals公司祀向公司祀向核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶M2M2亚基亚基(M2 subunit of ribonucleotide(M2 subunit of ribonucleotide reductase,RRM2)reductase,RRM2)取得了突破性的进展取得了突破性的进展,申请的治疗实体肿申请的治疗实体肿瘤的瘤的siRNAsiRNA药物药物CALAA-01CALAA-01被美国被美国H)AH)A批准进入临床试验批准进入临床试验I I期期,成为最早成为最早siRNAsiRNA药物治疗癌症的首例临床试验。药物治疗癌症的首例临床试验。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用16162024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息 2009 2009年年7 7月月,德国著名制药公司德国著名制药公司Silence Silence TherapeuticsTherapeutics公司开展了治疗实体肿瘤的靶向蛋白激酶公司开展了治疗实体肿瘤的靶向蛋白激酶PKN-3PKN-3基因基因RNARNA干扰药物干扰药物Atu027Atu027的的I I期临床试验期临床试验,2011,2011年年,该公该公司报道了其进展司报道了其进展,资料显示资料显示,24,24名患者经过名患者经过Atu027Atu027多次治疗多次治疗后后,有有9 9名患者病情稳定名患者病情稳定,6,6名患者的较好疗效表现在研究终名患者的较好疗效表现在研究终点点(治疗治疗3 3个月个月),),另外另外3 3名患者还在接受治疗名患者还在接受治疗,目前的结果还目前的结果还比较令人满意。比较令人满意。2010 2010年年1212月月,加拿大加拿大TekmiraTekmira制药公司宣布开始制药公司宣布开始siRNAsiRNA药物药物TKM-080301(TKM-080301(靶向肿瘤细胞高表达的靶向肿瘤细胞高表达的polopolo样激酶样激酶I I(polo-like kinase I,Plkl)(polo-like kinase I,Plkl)的的I I期临床试验。目前临床期临床试验。目前临床前研究证明前研究证明TKM-080301TKM-080301能特异性地杀死肿瘤细胞能特异性地杀死肿瘤细胞,而对正常而对正常细胞无明显毒副作用细胞无明显毒副作用,对肝癌以及肝外肿瘤都有很好的抗肿对肝癌以及肝外肿瘤都有很好的抗肿瘤效果。瘤效果。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用17172024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息（三）（三）RNARNA干扰技术在肿瘤治疗方面的优势干扰技术在肿瘤治疗方面的优势 与基因替代、反义核苷酸治疗、细胞因子基因治疗与基因替代、反义核苷酸治疗、细胞因子基因治疗方法相比，方法相比，RNAi RNAi 技术有着无可比拟的优势。技术有着无可比拟的优势。1.RNAi 1.RNAi 基因抑制效果确切：微量的基因抑制效果确切：微量的siRNA siRNA 即可使其编码致病即可使其编码致病基因产物的含量基因产物的含量下降下降90%90%以上。因此，注入少量的以上。因此，注入少量的siRNA siRNA 足以产生强大的干扰足以产生强大的干扰效应，减少了传效应，减少了传统基因治疗方法大剂量用药带来的毒副作用及免疫效应。统基因治疗方法大剂量用药带来的毒副作用及免疫效应。三、三、RNARNA干扰在肿瘤研究及治疗中的应用干扰在肿瘤研究及治疗中的应用18182024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息2.RNAi 2.RNAi 抑制具有严格的序列特异性，将一段与基因同源的抑制具有严格的序列特异性，将一段与基因同源的siRNA siRNA 注入细胞，注入细胞，它可以特异性地干扰相应基因的表达，其他基因即使与靶基它可以特异性地干扰相应基因的表达，其他基因即使与靶基因同属于一个基因因同属于一个基因家族也不会受到干扰。因此，家族也不会受到干扰。因此，RNAi RNAi 干扰治疗的针对性很强，干扰治疗的针对性很强，副作用小。副作用小。3.3.肿瘤是多基因、多因素疾病，传统技术诱发的单一癌基因肿瘤是多基因、多因素疾病，传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能完全抑制肿瘤的生长，传统技术诱发的单一的阻断不可能完全抑制肿瘤的生长，传统技术诱发的单一癌基因的阻断不可能完全抑制或逆转癌基因的阻断不可能完全抑制或逆转肿瘤的生长，而肿瘤的生长，而RNAi RNAi 可以利用同一基因家族的多个基因具有可以利用同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列这一特性，设计针对这一区段序一段同源性很高的保守序列这一特性，设计针对这一区段序列的列的dsRNA dsRNA 分子，只注射一种分子，只注射一种dsRNA dsRNA 即可以剔除多个基因，即可以剔除多个基因，也可以同时注射多种也可以同时注射多种dsRNA dsRNA 而将多个序列不相关的基因同时而将多个序列不相关的基因同时剔除，而且抑制效果互补干扰。剔除，而且抑制效果互补干扰。四、问题及展望四、问题及展望19192024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息（一）（一）RNA RNA干扰技术在肿瘤治疗方面要克服的问题干扰技术在肿瘤治疗方面要克服的问题理论上只有在理论上只有在siRNAsiRNA和靶和靶mRNAmRNA特异性结特异性结合才会沉默靶合才会沉默靶基因表达。脱基因表达。脱靶效应在疾病靶效应在疾病治疗上存在潜治疗上存在潜在的危险。由在的危险。由拖把效应产生拖把效应产生的意外的基因的意外的基因调控成为调控成为RNAiRNAi技术治疗的一技术治疗的一个主要障碍。个主要障碍。一些研宄工作一些研宄工作者发现者发现,由于由于siRNAsiRNA的特殊的特殊结构、序列以结构、序列以及药物释放方及药物释放方式式,会引起人会引起人体强烈的先天体强烈的先天免疫反应免疫反应,刺刺激干扰素和炎激干扰素和炎症细胞因子等症细胞因子等化学物质的释化学物质的释放。放。由于由于siRNAsiRNA本本身稳定性差身稳定性差,穿透细胞膜的穿透细胞膜的能力差能力差,无靶无靶向功能向功能,在生在生理环境中极不理环境中极不稳定稳定,易被血易被血清中的酶迅速清中的酶迅速降解降解,被肝脏被肝脏和肾脏清除和肾脏清除,因此如何因此如何siRNAsiRNA体内给体内给药以及开发药以及开发siRNAsiRNA输送体输送体系是系是siRNAsiRNA疗疗法的最大挑战。法的最大挑战。免疫刺激免疫刺激系统给药系统给药脱靶效应脱靶效应四、问题及展望四、问题及展望20202024/3/13 2024/3/13 周三周三此处添加公司此处添加公司信息信息（二）（二）展望展望 RNA i RNA i技术已经引起了实验生物学的巨大变革技术已经引起了实验生物学的巨大变革,在肿在肿瘤治疗瘤治疗,它可以单独应用，也可以与药物等其它治疗手段联它可以单独应用，也可以与药物等其它治疗手段联合应用。随着研究的深入合应用。随着研究的深入，RNA RNA干扰技术将日渐成熟并运用干扰技术将日渐成熟并运用于更广更多的领域。随着新的小分子于更广更多的领域。随着新的小分子RNARNA的不断出现及人们对的不断出现及人们对RNARNA干扰机制的深入研究和干扰机制的深入研究和 干扰技术的不断完善，干扰技术的不断完善，RNARNA干扰有望成为抗肿瘤的最新方法。相信不久的将来，干扰有望成为抗肿瘤的最新方法。相信不久的将来，RNA RNA干干扰技术将会逐渐完善，必将探索出一条攻克恶性肿瘤的新路。扰技术将会逐渐完善，必将探索出一条攻克恶性肿瘤的新路。后面内容直接删除就行后面内容直接删除就行资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用资料可以编辑修改使用主要经营：网络软件设计、图文设计制作、主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广告等发布广告等公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做公司秉着以优质的服务对待每一位客户，做到让客户满意！到让客户满意！致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、致力于数据挖掘，合同简历、论文写作、PPTPPT设计、计划书、策划案、学习课件、各设计、计划书、策划案、学习课件、各类模板等方方面面，打造全网一站式需求类模板等方方面面，打造全网一站式需求The user can demonstrate on a projector The user can demonstrate on a projector or computer,or print the presentation or computer,or print the presentation and make it into a film to be used in a and make it into a film to be used in a wider fieldwider field