RNA與人類疾病

【摘 要】人類疾病最終可以追溯到細胞的代謝出現了故障，在這么多的人類疾病中，腫瘤是一大熱點，miRNA的發現為人類尋找癌癥等疾病的治療等方面提供了新的視角，同時 RNA干擾技術已成為人類尋找新型治療策略的焦點。

【關鍵詞】人類疾病；細胞代謝；miRNA RNA；干擾技術

一、人類疾病病因

人類疾病有很多種，在醫學界上，通過分類得到和命名的疾病就有上百種。人類的身體是由一個個數不清的細胞構成的，正如一個集體離不開個體一樣，人類的身體的健康離不開每個細胞的正常運轉，因此，人類疾病的病因終究可以追溯到構成人體細胞的代謝出現了故障或者是遇到了障礙。而細胞的代謝出現故障的原因，可以歸結為兩點——營養不良與毒素過多，營養不良必然導致細胞正常生存所需要的原料不足而不正常生長，毒素過多同樣也使細胞出現不正常的行為。

例如，在老年人群中常見的2型糖尿病的產生，是由于人體細胞在糖方面的代謝出現障礙；在現今，各個年齡階段的出現比率都顯著增加的肥胖現象，是由于人體細胞對脂肪的代謝出現了障礙；在惡性腫瘤中最常見的一類——癌癥，是由于人體細胞中的原癌基因表達、抑癌基因不表達，從而導致細胞對氧的代謝出現了障礙。

當一些對人體細胞具有破壞性的物質例如有害的化學物質、農藥、重金屬等進入到人體細胞中時，細胞中的細胞核物質可能就會受到破壞，從而使細胞的遺傳物質發生了改變，而這種改變可能就會引起人類疾病。例如砷元素對紅細胞的攜氧功能具有抑制作用，紅細胞的細胞膜可能就會被堵塞，從而氧氣不能足夠多地進入到細胞中，導致人體細胞缺氧。細胞在缺氧的情況下，由正常的需氧狀態轉變為厭氧狀態，厭氧細胞遇到糖之后進行無氧酵解產生乳酸，中了毒的細胞與免疫細胞之間的通訊失靈，便可能使細胞的分裂和復制變得毫無限制，從而產生癌變。

二、微小RNA（mi RNA）的表達

有關腫瘤細胞表觀遺傳學異常是最近幾年的生命科學的熱點。美國國立衛生研究（NIH）發表的一份題為《什么是當今科研領域的熱門話題？》中指出，目前全球研究最熱門的三種疾病——癌癥（cancer）、心血管病（cardiovascular diseases）、艾滋病和肝炎等傳染病（infectious diseases：AIDS，hepatitis）。

細胞各方面的表達都離不開蛋白質，因為生命體中真正行使功能的是蛋白質，而蛋白質的形成又是離不開RNA的。有些小RNA分子能夠直接調控某些基因的開關進而控制細胞的生長發育并決定細胞分化的組織類型。微小RNA（mi RNA）是小RNA的一種，是一類真核生物中普遍存在的可以調控基因表達的內源性非蛋白編碼小分子RNA ， 其表達具有高度保守性、時序性、組織特異性，多以單拷貝、多拷貝或基因簇等多種形式存在于基因組中，在動植物個體發育中具有重要的調節作用。例如mi RNA參與線蟲的神經系統的生長發育過程，參與斑馬魚的大腦發育過程，控制哺乳動物紅細胞的分化。

mi RNA最初的發現，是在1993年Lee等利用遺傳分析的方法在線蟲中發現了lin-4；7年后，Reinhart等又發現了另一個具有類似功能的微小RNA。而micro RNA的發現，被入選為2002年《science》十大科學發現之首。

不同的生物體以及同一個體的不同組織中mi RNA表達是不盡相同的，同一種mi RNA在同一個體的不同生長發育階段中的表達也是不一致的。研究表明，超過半數的mi RNA基因位于染色體的脆弱位點或者是腫瘤的相關基因組區域。

三、微小RNA（mi RNA）與人類疾病

研究表明，mi RNA主要通過變化表達水平從而影響靶基因的表達水平，從而影響到細胞行為。目前，研究工作者已在多種人類疾病中發現mi RNA和與其相對應的靶基因的異常表達，其中一部分的靶基因已經被證實是疾病的致病基因。

若將mi RNA直接克隆在人的Hela細胞中，可以獲得mi R-29。據目前的多種軟件預測，mi RNA-29可能存在較多的靶基因，這些基因參與多種生物學過程例如細胞的代謝、增殖、分化、免疫調節等，同時，有些是病毒基因。

據研究表明，mi RNA與腫瘤也是密切相關的。研究人員已經相繼報道了肺癌、鼻咽癌等多種腫瘤細胞中，有mi R-29基因簇或單個基因表達明顯下調的現象，但是也有報道乳腺癌細胞中的mi R-29表達是明顯上調的。在臨床方面，已發現mi RNA基因低表達與腫瘤患者預后密切相關。

雖然在目前對mi RNA的表達水平的變化與人類疾病之間的因果關系還不能準確得出，但是mi R-29與人類疾病必然是有某種關系的，相信經過研究人員對mi RNA的進一步研究，會得出相關的有充分事實依據的結論。如果能得到這樣的結論，將對于各生命體的各種生理、病理機制有更深入的了解，在疾病的防御、診斷、治療方面提供一定的新的思路和指導，必然將是醫學上的一大飛躍。

四、RNA技術的應用

現已被廣泛應用于研究基因功能和傳染性疾病以及惡性腫瘤的治療領域的RNA干擾技術，是指一種由一段導入到機體或者細胞中的雙鏈RNA序列誘發的與之有同源序列的基因表達沉默的現象，即其表達受到部分或者是完全的抑制。

成熟的mi RNA與其他的蛋白質共同組成RNA介導的沉默復合體（RISC）參與RNA干擾途徑，與特定的靶m RNA發生不需要嚴格互補配對的結合，最終導致靶m RNA的翻譯受到抑制。一個mi RNA可以有多個靶基因，即可以通過一個mi RNA調控多個基因的表達；多個mi RNA可以調控同一個基因，即可以通過多個mi RNA來調控一個基因的表達。mi RNA是內源轉錄本，與之對應的外源的RNA即si RNA。

最初是Guo等在對秀麗線蟲的研究中試圖用反義RNA阻斷某基因的表達從而研究其功能，奇怪的是，作為陰性對照的正義RNA也抑制了基因表達。3年后，Fire 在另一項實驗中才真正提出ds RNA可以導致轉錄后基因沉默的原理，即把正義和反義RNA混合物導入線蟲后，其抑制效應遠大于單單導入正義或者是反義RNA的抑制效應。

利用RNA干擾技術可以抑制某些病毒如HIV、HCV、HBV、流感病毒等的復制與感染。1998年，Craig Mello 發現，利用RNA干擾技術可以阻斷線蟲特定基因的表達，在這之后，RNA干擾技術受到了科學界的關注。

目前，認為RNA干擾技術是比以往所采用的反義寡核苷酸等技術更加經濟、有效、迅速的能夠阻斷基因表達的技術。RNA干擾技術在血液學、腫瘤學、干細胞生物學、感染性疾病中都有重要的應用價值。RNA干擾技術不但有用于基因治療的潛力，而且可以將強研究各種基因在體內的具體功能的能力。最近，Sledz 和Bridge 發現，RNA干擾技術中用來阻斷特定基因表達的小分子干擾RNA能夠激活干擾素反應基因，從而使細胞最終凋亡。

目前，科學家們正在嘗試將RNA干擾技術應用于患有人類疾病的動物模型中，以觀察其在體內的效應。

RNA干擾技術在人類尋找新型治療策略上提供很大幫助，在醫學的研究領域上，研究者們將RNA干擾技術視為對于人類疾病治療的具有強大潛力的基因治療手段并通過加強傳染效率來提高其效應，給人類疾病防治以及新藥開發等醫療事業帶來廣闊的前景。

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