RNA干扰

来自医学百科

RNA干扰(RNA interference, RNAi)系一种由双链 RNA(dsRNA)诱发的、高度保守的序列特异性基因沉默机制。该过程通过降解目标 mRNA 或抑制其翻译,在转录后水平实现对遗传信息的精准调控。作为生物学领域的重要发现,RNA干扰不仅是揭示细胞功能调控的关键工具,更通过siRNAmiRNA等分子的应用,为肿瘤治疗及遗传性疾病的干预开辟了“第三代”制药范式。

RNA干扰 · 生物学原理
RNAi Mechanism (点击展开)
dsRNA 降解至 mRNA 沉默的生化级联视阈
关键酶 Dicer / Ago2
核心组件 RISC复合物
功能结果 转录后基因沉默

分子生化机制:从启动到沉默

RNA干扰是一个受精密调控的序贯反应,其核心生化路径可划分为以下阶段:

  • 起始阶段(Initiation Phase): 外源性 dsRNA 或内源性 shRNA 被 RNase III 家族酶 **Dicer** 识别并切割。该步骤产出长度为 21-23 bp 的小干扰RNA(siRNA)。
  • 效应阶段(Effector Phase): siRNA 组分与RNA诱导沉默复合物(RISC)结合。在解旋酶作用下,双链解链,仅保留具互补能力的“引导链”(Guide strand),并由 **Argonaute 2 (Ago2)** 蛋白锚定。
  • 靶向沉默阶段: 激活的 RISC 通过碱基互补配对锁定目标 mRNA,随后 Ago2 发挥内切酶活性切割 mRNA,阻断蛋白质合成。

siRNA 与 miRNA 的特征对照

尽管两者均通过 RNAi 路径发挥作用,但在来源及识别严谨度上存在显著差异:

特征属性 siRNA (小干扰 RNA) miRNA (微小 RNA)
来源 外源性或人工合成 内源性基因编码
互补要求 完全互补(高度特异) 部分互补(通常作用于 3' UTR)
主导功能 mRNA 降解 抑制翻译/加速脱尾降解

临床转化价值:精准制导的治疗方案

RNAi 技术为应对不可成药靶点提供了独特路径,目前主要通过以下平台落地:

  • 核酸药物化学修饰: 涉及磷酸骨架及核糖结构的修饰(如 2'-OMe),以增强对血清核酸酶的抵抗并降低免疫原性
  • 先进递送系统: 利用 **LNP递送系统** 或 **GalNAc** 偶联技术,实现药物在目标器官(如肝脏或肿瘤组织)的高效富集与内体逃逸
   参考文献

[1] Fire A, Mello C C, et al. (1998). Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature.
[学术点评]:诺贝尔奖级奠基文献,首次在分子层面清晰阐明了双链 RNA 介导的基因干扰现象。

[2] Bernstein E, et al. (2001). Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference. Nature.
[学术点评]:确定了 Dicer 酶在 RNAi 起始环节中的关键剪切作用,完善了生化路径图谱。

[3] Bartel D P. (2004/2018 更新). MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell.
[学术点评]:内源性 RNAi 领域的综述性巨著,系统梳理了 miRNA 对全基因组表达调控的深度逻辑。

[4] Zuckerman J E, Davis M E. (2015). Clinical experiences with RNAi therapies. Nature Reviews Drug Discovery.
[学术点评]:回顾了 RNAi 药物在早期临床转化中的生物屏障及递送挑战,为后续 LNP 等载体的研发奠定了基础。

RNA 干扰 · 导航