双链rna衍生物及相关新因子治疗病毒性及肿瘤性疾病

双链RNA衍生物及相关新因子治疗病毒性及肿瘤性疾病【关键词】双链RNA衍生物；肿瘤性疾病；病毒性疾病近年来，一些病毒耐药性发展迅速，疫苗的生产及活性又有严格时限，令人们对病毒引起的疾病产生了极大的忧虑，尤其令人担忧的是新出现的病毒、杂交病毒，同样的难题也存在于确定类型的肿瘤性疾病。因此，人们对RNA系统的治疗学控制产生了日益浓厚的兴趣。笔者将简要介绍相关研究。1RNA干扰RNA干扰（RNAinterference，RNAi）是一种转录后基因沉默（PTGS）现象，是将内源性产物或人工产物导入细胞后产生。RNAi主要通过带有互补序列的小干扰双链RNA的介导，特异性地降解相应序列的靶mRNA，从而阻断相应基因表达的转录后水平的基因沉默(genesilencing)。这种因RNAi而产生的PTGS可迅速发生，伴有多因子蛋白质在数小时内迅速减少，2410 h内完全消失。microRNAs是近年才研究发现的一类新型的小分子RNAs。随着对miRNAs的进一步研究，表明miRNAs具有组织特异性，并在生物生长发育阶段中起到重要的调控作用，但具体机制还在进一步研究中。在肿瘤研究中，基因沉默技术引起了科学工作者的兴趣，在一系列近来的研究报告中都讨论了干扰RNA(microRNAs)在肿瘤发生中的作用[1-6]，这些研究可能引领我们走进新的诊断和治疗途径。microRNAs是长21～25个核苷酸的调节分子，它抑制特定的mRNA翻译成蛋白质。我们对个别microRNA的正常功能和异常microRNA在永生化细胞中的发育和功能知之甚少[3，7]。Johnson等人报告[8]，let-7microRNA家族调节ras致癌基因的表达。Michael等人[9]描述了2个microRNA，这2个基因在癌前期和癌性的结肠直肠组织数量减少。O′Donnell等人发现[1]，一些正常microRNA被一种已知的c-myc致癌基因所编码的蛋白质调节。初步的研究表明，c-myc控制的microRNA可能也抑制E2F基因家族的表达，E2F是已知的凋亡诱导物，其编码另外的与细胞增生有关的蛋白质[10]。这两个基因相互促进，形成了恶性调节循环，加强了永生化细胞的增殖。基于这些最初发现，对于治疗病毒性疾病和肿瘤性疾病来说，也许沿着这些线索进行研究非常重要。2双链RNA衍生物实验中已经发现，双链RNA有抗病毒和抗肿瘤效应，这令人考虑到它们具有诱导产生干扰素(IFNs)的能力。国外学者报告双链RNA10 具有诱导动物和人类细胞的IFNs，并增加对病毒感染的抵抗力的能力。双链RNA的原形――polyI:polyC，能抑制一些肿瘤细胞株的生长和人肿瘤接种物在鼠体的生长率。虽然polyI:polyC是在所检测过的双链RNA中最有效的，但是，它在治疗学应用中也显示出毒性。polyI:polyC中胞嘧啶碱基5′端选择性的硫醇化作用导致生成局部的双链RNA-polyI:MPC。PolyI:MPC是IFN的很重要的诱导剂10 [11，12]。它在活体鼠、家兔、豚鼠的毒性最小，被血浆核糖核蛋白酶降解也比母体化合物少。polyI:MPC在对抗DNA和RNA聚合酶的反模板活动中意义重大，也对抗某些对治疗人类免疫缺陷病毒（HIV）感染有重要作用的逆转录酶[11]。polyI：MPC复合物激活了IFN诱导的双链RNA依赖的蛋白激酶（抑制蛋白合成的酶），并激活了２′５′－寡腺苷酸合成酶，而２′５′－寡腺苷酸合成酶反过来又激活了一个潜在的核糖核酸内切酶和腺苷酸环化酶，因此增加了cAMP的浓度，PolyI∶MPC激活巨噬细胞并增加了自然杀伤细胞的效能[11]。在初期的人淋巴细胞培养中，人们发现polyI∶MPC是体外HIV复制的潜在抑制因子，并能抑制多重耐药HIV株。最近的研究显示，对于IFN产物及抗病毒和抗增殖活性来说，这一复合物７．５％的硫醇化为最佳[11]。科学家们一直在探究polyI:MPC的独自效应，及与其他的抗HIV因子结合时的效应，包括已知的存在于鼠逆转录病毒MAIDS模型中的抗HIV因子[13]。这一模型有效、价廉，而且快速早期屏蔽艾滋病（AIDS）和AIDS相关淋巴瘤路径。研究将继续在非人类的灵长类动物模型上进行，最终到临床研究。我们预期，这些因子和诱导剂可能促成病毒和肿瘤形成性疾病的治疗，克服相关疾病的IFN抗药性[14]、激发免疫系统其他因子。32′-脱氧寡胞苷酸研究人员已研制和评价了一系列的polyI:MPC复合物和其他有关病毒病和肿瘤病的复合物，这些复合物有着紧密又疏远的关系。最有效的复合物包括修饰成４个硫代脱氧尿苷酸(s�4dUMP)�35的寡核苷酸，(s�4dUMP)�35内含有胞嘧啶的４个氨基基团寡聚体，这些寡聚体在２′－脱氧寡胞苷酸中被转化成相应的４－硫基团，２′－脱氧寡胞苷酸抑制了许多体外培养的肿瘤细胞株，而且对人的粒细胞――巨噬细胞祖细胞没有细胞毒性。它可抑制体外培养的多重耐药HIV细胞株，２′－脱氧寡胞苷酸也抑制HIV附着物到达靶细胞受体，并抑制病毒与细胞膜融合。许多出版文献都详述了这个因子的化学和抗病毒效应[12]，研究人员已着手进行更多的体内实验，以期了解２′－脱氧寡胞苷酸在肿瘤学中的可能作用。4端粒酶抑制剂10 另外的合成复合物是端粒酶抑制剂[15，16]。端粒酶是大分子量的核糖核蛋白复合体，包含一个RNA组分和若干蛋白组分，具有逆转录酶活性，能够结合在端粒末端，使端粒长度处于一种动态平衡状态，对维护正常端粒结构起重要作用。与健康成人的体细胞不同[17，18]，大多数人类的永生化细胞显示了高度的端粒酶活性，也有一些例外――包括可更新组织的干细胞和活化的淋巴细胞[19]，端粒酶因此能保护细胞抑制其凋亡[18]。端粒酶抑制剂以前已经叙述过[19]，Matthes等[20]首先提出鉴别抗端粒酶的嵌合寡核苷酸，鉴别包括一部分靶向作用引物结合位点以及一个靶向RNA序列。一种抑制端粒酶相当有效的复合物是嵌合寡核苷酸，它是由一个用来抑制RNA模板域的反义序列和一个被修饰了的碱基部分组成，其化学合成已经描述过[12，15]，并已着手进行不同的治疗复合体的研究。人端粒结合蛋白TRF1(Telomererepeatbindingfactor1)是1992年发现的能够直接与端粒DNA结合的端粒蛋白，其结构包括N端的酸性结构域、中间的二聚体区和C端的核定信号区Myb区域，具有多种重要的生物学功能。首先，它是端粒长度的负调节因子。其次，Kishi等的研究结果提示[21]：它的过度表达能诱导端粒细胞（如HeLaheA431）凋亡。最后，TRF1的蛋白表达水平不仅与细胞周期密切相关，而且从端粒上解离下来的TRF110 分子可被泛素化蛋白酶体所降解[22]。近期的研究结果显示TRF1可能具有多种功能，它在端粒长度控制、细胞周期调控、DNA双链断裂损伤与修复等方面的作用日渐引人注意。在最近的研究中，维甲酸类和砷联合治疗活动期前髓细胞性白血病患者和其中对维甲酸单独使用有耐药性的患者，取得了满意效果[23]，这一疗效部分归功于局部的端粒酶抑制。未来的研究将关注特定的端粒酶抑制剂在联合治疗前髓细胞性白血病和相关疾病时的效果。参考文献1O′DonnellKA，WentzelEA，ZellerKI，etal．C-myc-regulatedmicroRNAsmodulateE2F1expression．Nature，2005，435:839．2LuJ，GetzG，MiskaEA，etal．MicroRNAexpressionprofilesclassifyhumancancers．Nature，2005，435:834．3HeL，ThompsonJM，HemannMT，etal．AmicroRNApolycistronaspotentialhumanoncogene．Nature，2005，435:828．4MeltzerPS．Cancergenomics：smallRNAswithbigimpacts（news）．Nature，2005，435:745．10 5HamptonT．MicroRNAsmoveintocancerresearch（news）．JAMA，2005，294:411．6BartelDP．MicroRNAs：genetics，biogenesis，mechanism，andfun-ction．Cell，2004，116:281．7OtaA，TagawaH，KarnanS，etal．Identificationandcharacterizationofanovelgene，C13orf25，asatargetfor13q31-q32amplificationinmalignantlymphoma．CancerRes，2004，64:3087．8JohnsonSM，GrosshansH，ShingaraJ，etal．RASisregulatedbythelet-7microRNAfamily．Cell，2005，120:635．9MichaelMZ，O′ConnorSM，vanHolstPellekaanNG，etal．ReducedaccumulationofspecificmicroRNAsincolorectalneoplasia．MolCancerRes，2003，1:882．10GinsbergD．E2F1pathwaystoapoptosis．FEBSLett，2002，529:122．11ChadhaKC，DembinskiWE，DunnCB，etal．EffectofincreasingthiolationofthepolycytidylicacidstrandofpolyI:polyContheα，βandγinterferon-inducingproperties，antiviraland10 antiproliferativeactivities．AntiviralRes，2004，64:171．12HorvathA，AradiJ．Advantagesofsodiumperchloratesolutionasmobilephaseforpurificationofsyntheticoligonucleotidesbyanionexchangechromatography．AnalBiochem，2005，338:341．13ChadhaKC，StadlerI，AmbrusJL，etal．EffectofalcoholandMAIDSvirusinfectionuponimmunologicalstatusinC57BL/6mice．RecentResDevImmunol，2000，2:41．14ChadhaKC，AmbrusJLJr，DembinskiW，etal．Interferonsandinterferoninhibitoryactivityindiseaseandtherapy．ExpBiolMed，2004，229:285．15SzatmariI，TokesS，DunnC，etal．Modifiedtelomericrepeatamplificationprotocol：aquantitativeradioactiveassayfortelomerasewithoutusingelectrophoresis．AnalBiochem，2000，282:80．16TarkanyiI，HorvathA，SzatmariI，etal．Inhibitionofhumantelomerasebyoligonucleotidechimeras，composedofanantisensemoietyandachemically10 modifiedhomo-oligonucleotide．FEBSLett，2005，579:1411．17KelleherC，TeixeiraMT，ForstemannK，etal．Telomerase：biochemicalconsiderationsforenzymeandsubstrate．TrendsBiochemSci，2002，27:572．18StewartSA，HahnWC，O′ConnorBF，etal．Telomerasecontributestotumorigenesisbyatelomerelength-independentmechanism．ProcNatlAcadSciUSA，2002，99:12606．19MergnyJL，RiouJF，MaillietP，etal．Naturalandpharmacologicalregulationoftelomerase．NucleicAcidsRes，2002，30：839．20MatthesE，LehmannC．TelomeraseproteinratherthanitsRNAisthetargetofphosphorothioate-modifiedoligonucleotides．NucleicAcidsRes，1999，27:1152．21KishiS,WulfG,NakamuraM,etal．TelomericproteinPin2/TRF1inducesmitoticentryandapoptosisincellswithshorttelomeresandisdown-regulatedinhumanbreasttumors．Oncogene,2001,20:1497．22ChangW,DynekJN,SmithS．TRF1isdegradeby10 ubiqutin-mediatedproteolysisafterreleasefromtelomeres．GensandDevelopment,2003,17:1328．23TarkanyiI，DudognonC，HillionJ，etal．Retinoid/arseniccombinationtherapyofpromyelocyticleukemia：inductionoftelomerase-dependentcelldeath．Leukemia，2005，19:1806．“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”。10