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内参
内参在生物学研究中非常常见。例如RT-PCR或western blot实验中常用表达量稳定的管家基因/蛋白作为评估不同样本之间目标基因或蛋白变化的参考。以western blot为例,如果加药处理前后GAPDH或tublin、actin等基本没有变化,而目标蛋白表达变化明显,则说明“加药”过程中目标蛋白的表达受到影响。内参的引入可以排除上样量不同或样本处理过程中的偏差导致的可能误差···

基于miRNA的肿瘤治疗方法

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发布日期:2011-09-21 16:21 文章来源:欧易生物
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MicroRNAs(miRNAs)是一类进化上高度保守的单链RNA,通常长度在22nt左右。胞浆中成熟的miRNA与多种蛋白共同形成miRNA诱导的沉默复合体(miRNA-induced silencing complex, miRICS)结合于靶mRNA的3'-UTR区域,阻遏翻译甚至直接降解mRNA,抑制基因表达。miRNAs参与生理、病理过程,在肿瘤发生和发展中,不同的miRNAs分别发挥抑制肿瘤(tumor suppressor miRNA,TSmiRs)或促进肿瘤作用(oncogenic miRNAs,oncomiRs)。随着miRNA在肿瘤领域研究的不断深入,基于miRNA的抗肿瘤治疗方法也在不断发展,目前最多的研究案例包括通过导入miRNA mimics或前体补偿缺失的miRNA功能或抑制过表达的miRNA,以此来增加肿瘤细胞的化疗敏感性。在这个过程中采用什么样的miRNA类似物?还是直接通过基因转染过表达目标miRNA?如果抑制癌细胞中过多的miRNA,又有哪些方法?本文将就这些问题加以介绍。

直接抑制过表达的oncomiRs   肿瘤发生时候,oncomiRs高表达,导致细胞分化及凋亡相关基因正常表达遭到破坏,细胞无限增值。在实验和临床研究中常采用的方法是直接抑制过表达的oncomiRs。常用的方法包括通过脂质体介导的针对靶miRNA/序列的siRNA,以及直接导入抑制剂包括Antigomirs、锁定核酸(locked nucleic acid,LNA)等,这些抑制剂其实是化学修饰过的miRNA互补序列,通过修饰增加了其稳定性和细胞膜通透性,以利于实际应用。

Antigomir是一种单链的由21-23个核苷酸组成的、经过化学修饰的分子,通常的修饰方式是将核糖上2′-羟基以甲氧基团取代,骨架上部分磷酸二酯则被相应硫化物取代以增加稳定性。同时,Antigomirs并非与靶miRNA完全互补,而是在非种子序列对应的互补碱基中特意进行一些碱基修饰甚至错配以抑制Ago蛋白的剪切,进一步增加分子在细胞中的稳定性,延长半衰期。为了使分子更容易通过细胞膜,该分子偶联了一个胆固醇(图1)。Antigomir进入细胞之后,直接通过碱基配对原则与靶miRNA结合,使其不能结合相应mRNA,抑制其功能。

锁定核酸(locked nucleic acid,LNA)也是对易降解的多核苷酸进行LNA修饰后的产物(图1)。所谓LNA技术,指的是通过引入2′-O,4-C亚甲基桥形成模拟N型构象的二环高亲和力RNA技术。LNA反义miRNA的作用机制亦是通过碱基互补配对原理结合靶miRNA,抑制其功能。

图1 Antigomirs与LNAs合成示意图

保护oncomiRs 降解的靶mRNA  另一种方法是保护oncomiRs的靶mRNA,例如过表达一段包含多个连续的oncomiRS靶mRNA序列的RNA片段,使oncomiRs与之结合,从而保护靶mRNA不被降解。

另一种策略是直接导入与靶mRNA结合的Morpholinos。Morpholinos是一种人工合成的,用六员吗啉环取代五员核糖环的miRNA拮抗剂,其长度通常为25个核苷酸,在细胞中可以很好耐受核酸酶且不会激活机体免疫反应。最早研发Morpholinos的目的是为了阻断miRNA的翻译过程。在基于miRNA的抗肿瘤研究中,通过导入特定的Morpholinos,或者结合于pre-miRNA的发夹或茎环部分,使之不能被Dicer加工生成成熟的miRNA,或者结合于mRNA上oncomiRs结合序列,抑制后者和特定靶mRNA结合,从而保护靶mRNA。

重新表达TSmiRs  在癌细胞中,一些抑制肿瘤发生的TSmiRs往往被抑制,导致其调控的癌基因不受控制地高表达,最终造成细胞无限增殖。miRNA模拟物(miRNA mimics)是一种化学修饰的部分双链RNA,它能模拟内源性前体miRNA,在细胞中细胞被核酸酶处理后形成活性miRNA分子,针对特定mRNA发挥作用。

另外,通过基因克隆的方法,将编码pri-pre-miRNA的cDNA通过RT-PCR的方法(通常包括pri-pre-miRNA及其前后100左右的DNA序列)克隆入质粒或病毒载体,导入细胞,使之表达加工成为miRNA,持续补偿TSmiRs表达。

随着miRNA研究的不断深入,肿瘤相关miRNA不断发现,其作用机理也日益明确。通过发展基于miRNA的肿瘤治疗,特别是合成的Mimics,Antigomirs、LNA以及PPMO(交联了交联细胞通透性多肽的Morpholinos,Peptideconjugated Phosphorodiamidate Morpholino Oligomers),特别是针对肿瘤发生、转移甚至肿瘤干细胞的治疗,或通过改变特定miRNA水平增加肿瘤的化疗敏感性,将是肿瘤治疗的一个新的发展方向。

编辑: helen

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