反义核酸技术及其应用
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基 因表达 。 ②反义 Ｒ Ａ技 术（ ｔｅｓＲ Ａ ， Ｎ ａ ｉ ｎｅ Ｎ １ ｎｓ 即利用 基 因重 组技 术 ， 构建 表达 载体 ，使 其离体 或在体 内表达 出反义 的 Ｒ Ａ③ 核 酶技 术 （ ｏｙ ｅ 酶 是一 种 能 自我 催 化 的特 殊 Ｎ ． ｉ ｆ ｚｍ ） ｂ 核 的反 义 Ｒ Ａ 与靶 序列 结 合并 使 之裂 解 ， 而对 特 定基 因 Ｎ ， 从
结合 ， 阻止 Ｒ Ａ的翻译； Ｎ
（ 与引物结合＇ ５ ） 从而在复制水平上阻止基因表达；
（ 结 合 到 前体 Ｒ Ａ的外 显 子和 内含子 的连 接 区， ６ ） Ｎ 阻 止其剪 切成熟 ；
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反义核酸技术是 ２ 世纪 ７ Ｏ Ｏ年代末继基 因克隆和重
组技术后 ， 子生物 学领域 兴起 的一 种全新 的技术 。 分 该技 术 由于 其核 苷 酸具有 与 Ｄ Ａ意义 链相 同的序 列且 可 以选 择 Ｎ
性地抑 制特定 基 因的表 达而得 名 。
靶 序列 的结 合改变 其空 间构 象， 与 复制 、 录与 翻译 的 使参 转 各 种酶 无法 接近该 序列并 与 之结合 ； 酶切 除机制 则 与之相 反， 反义核 酸与靶 序列结 合后激 活某些 酶将之 降解 。 在这类 机 制 中， 常 见 的是 Ｒ ａ Ｈ介 导 的酶 切 终 止机 制 ， 最 Ｎｓ ｅ 即反义 Ｒ Ａ与 ｍ Ｎ Ｎ Ｒ Ａ结合后 形 成双链 结构 ， 被 Ｒ ａ Ｈ识 别并 会 Ｎｓ ｅ
１ 反义核酸的作用机理
１１ 反义抑 制机理 ．
目前普 遍认 为反 义核 酸 可 以在 复 制 、 录 、 达 ３ 转 表 个 水 平上发 挥作用 。其主要 机制为 ： （ 在细 胞核 内 ， 基配 对原 理 与基 因组 Ｄ Ａ结 合 ， １ ） 以碱 Ｎ 从 复制 与转 录水平 发挥反 义阻 止作用 ． 这种 反义 技术 称 为
体结合位点结合， 阻碍核糖体的结合， 从而阻碍翻译， 或使反
义 Ｒ Ａ与 ｍＲ Ａ形 成双链 ， Ｎ Ｎ 以被水解 酶水解 ；
（与ｍ Ｎ ３ ） Ｒ Ａ的 Ｓ Ｄ序 列 上 游 的非 编 码 区结 合 ， 变 改
ｍ Ｎ Ｒ Ａ的二级结构， 从而阻碍核糖体的结合；
（） ｍＲ Ａ的 ５ 末 端 编码 Ｌ （ 要是 起始 密码 Ａ Ｇ ４与 Ｎ ’ ｘ主 Ｕ）
目前对 于反义 核 酸在体 内的分 布 、 取 、 解 、 除等 摄 溶 排
代谢过程及与靶 Ｒ Ａ的空间作用等方面的研究报道不多。 Ｎ
对硫 代寡核 苷酸 的研究 表 明其代谢 极其 复杂 ， 但大 多数 降 解产物 似是 经 ３一外切 核酸 酶消 化产生 的， 且是 通过 尿 ’ 而 排出 的。另外最 近 Ｔ ｏ ａ Ｆａｅ［ 研究 发现反义 核 酸的 ｈｍ ｓ ｒ ｈ］ ｎ ２ 等 识 别机 制多 与一种 ｕ 一转角结 构有 关，Ｒ Ａ的识别 环 中普 ｍ Ｎ 遍存 在 Ｙ Ｎ ＝嘧啶， 尿 嘧啶； 任意 核苷； 嘌 呤） ＵＲ Ｕ＝ Ｎ＝ Ｒ＝ 基 序， 能利用两 个环 内氢键形 成一种 ｕ 转 角结构 。 它 一
目前对 于反义 寡核苷 酸如何进 入组 织， 如何 穿过 细胞 膜并 到达靶位 点， 道不多 。 报道皮 下或静 注等途径 进入 报 有 血 浆 的 磷 酸 硫 代 寡 和 脱 氧 核 苷 酸 （ ｏ ｈｒｈ ｉ ｔ ｐ ｓ ｏｔ ｏｅ ｈ ｐ ｏ— ａ ｏｇｄｏｙｎ ｃ ｏｄｓＰ — Ｄ ｓ可迅 速 分 布 到 外 周 组 织 ， ｌ ｏｅｘ— ｕｌ ｔ ｅ，Ｓ Ｏ Ｎ） ｉ ｅｉ
“ 反基 因治疗 ” ｎｉｇｎ ｅａ ｙ； ｆ ｔ ｅ ｅｈ ｒｐ ） Ａ — ｔ （） ｍＲ Ａ的 ５ 末端 Ｓ （ ｉｅ Ｄ ｌ ｒｏ 列或核 糖 ２与 Ｎ ’ ＤＳ ｎ — ａ ａｎ ） ｈ ｇ 序
体内的方法主要有微粒轰击 、 脂质体包裹反义寡核苷酸ｆ、 日
增加 反义 寡核苷 酸 中 Ｇ含量 、 新戊 酰羟 甲基屏 蔽 Ｐ — Ｄ ｓ Ｓ Ｏ Ｎ 的负 电荷和逆 转 录病 毒或腺 病毒介 导等方 法 。 １４ 代谢 与识别 机制 ．
维普资讯 http://www.cqvip.com
・
经验交流 ・
＠ 掂 占 麟 禽
反义 核 酸技术 及其应 用
刘 萍 赵 西彪 邱 欣 丁 家桐 ‘ ， ， ，
（扬 州大学 动物科 学与技术学院， 江苏 扬 州 ２ ５ ０ ；毒 州市凌南动物卫 生监督所 ， ２ ０ ９ ｚ帛 辽宁 锦 州 １１ １ ） ２０ ３
的表达进行调控。目 ， 前 在基 因功能的研究和基因治疗中， 人们越来越广泛地应用反义核酸技术来抑制 目的基 因的表
达 ，该 技术在 分子生 物学和药 物化学 等领域 中有 着 巨大 的
发展潜 力 。
尤其以肝 、 肠 、 骨髓等组织浓度最高。而且， 肾、 脾、 后期寡核
脱 氧核 苷 酸（ｉ ｄｏｙｎｃ ｏｄｓＯ Ｎ ） ｏｇ ｅｘ— ｕｌ ｔ ｅ，Ｄ ｓ可大 量 出现 在 细 ｌｏ ｅｉ 胞 内。但 不 同 的 Ｏ Ｎ ， Ｄ ｓ进入 细胞 的能力 不 同， 研究 者将 有 Ａ Ｓ Ｎ 与真核 细胞 共孵 育 时发 现只 有少 量进 入特定 的作 —Ｏ ｓ 用 部位 （ 浆 和细 胞核 ）因为细 胞 摄取 很 快达 饱 和， 细胞 ， 再加 上 降解 因素 和较大 的返流 比率 。如 何将反 义核 酸导人 体 内 是反 义核 酸技术 中的重要环 节，目前将 反义 寡核 苷酸 导人
将其水 解 。 １３ 穿膜机 制 ．
广义 的反义核 酸技术包 括： 反 义寡核 苷 酸技术 （ ｔ ① ａｉ ｎ— ｓ ｓｏ ｇ ｕｌ ｔ ｅ，Ｓ Ｄ ）即直 接应 用一段 人工 合成 的 ｅ ｅ ｌｏ ｃ ｏ ｄｓ Ｎ ， ｎ ｉ ｎ ｅ ｉ Ａ Ｏ
寡聚核苷酸， 通过碱基配对与细胞内核酸结合 ， 特异的调节
结合 ， 阻止 Ｒ Ａ的翻译； Ｎ
（ 与引物结合＇ ５ ） 从而在复制水平上阻止基因表达；
（ 结 合 到 前体 Ｒ Ａ的外 显 子和 内含子 的连 接 区， ６ ） Ｎ 阻 止其剪 切成熟 ；
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反义核酸技术是 ２ 世纪 ７ Ｏ Ｏ年代末继基 因克隆和重
组技术后 ， 子生物 学领域 兴起 的一 种全新 的技术 。 分 该技 术 由于 其核 苷 酸具有 与 Ｄ Ａ意义 链相 同的序 列且 可 以选 择 Ｎ
性地抑 制特定 基 因的表 达而得 名 。
靶 序列 的结 合改变 其空 间构 象， 与 复制 、 录与 翻译 的 使参 转 各 种酶 无法 接近该 序列并 与 之结合 ； 酶切 除机制 则 与之相 反， 反义核 酸与靶 序列结 合后激 活某些 酶将之 降解 。 在这类 机 制 中， 常 见 的是 Ｒ ａ Ｈ介 导 的酶 切 终 止机 制 ， 最 Ｎｓ ｅ 即反义 Ｒ Ａ与 ｍ Ｎ Ｎ Ｒ Ａ结合后 形 成双链 结构 ， 被 Ｒ ａ Ｈ识 别并 会 Ｎｓ ｅ
１ 反义核酸的作用机理
１１ 反义抑 制机理 ．
目前普 遍认 为反 义核 酸 可 以在 复 制 、 录 、 达 ３ 转 表 个 水 平上发 挥作用 。其主要 机制为 ： （ 在细 胞核 内 ， 基配 对原 理 与基 因组 Ｄ Ａ结 合 ， １ ） 以碱 Ｎ 从 复制 与转 录水平 发挥反 义阻 止作用 ． 这种 反义 技术 称 为
体结合位点结合， 阻碍核糖体的结合， 从而阻碍翻译， 或使反
义 Ｒ Ａ与 ｍＲ Ａ形 成双链 ， Ｎ Ｎ 以被水解 酶水解 ；
（与ｍ Ｎ ３ ） Ｒ Ａ的 Ｓ Ｄ序 列 上 游 的非 编 码 区结 合 ， 变 改
ｍ Ｎ Ｒ Ａ的二级结构， 从而阻碍核糖体的结合；
（） ｍＲ Ａ的 ５ 末 端 编码 Ｌ （ 要是 起始 密码 Ａ Ｇ ４与 Ｎ ’ ｘ主 Ｕ）
目前对 于反义 核 酸在体 内的分 布 、 取 、 解 、 除等 摄 溶 排
代谢过程及与靶 Ｒ Ａ的空间作用等方面的研究报道不多。 Ｎ
对硫 代寡核 苷酸 的研究 表 明其代谢 极其 复杂 ， 但大 多数 降 解产物 似是 经 ３一外切 核酸 酶消 化产生 的， 且是 通过 尿 ’ 而 排出 的。另外最 近 Ｔ ｏ ａ Ｆａｅ［ 研究 发现反义 核 酸的 ｈｍ ｓ ｒ ｈ］ ｎ ２ 等 识 别机 制多 与一种 ｕ 一转角结 构有 关，Ｒ Ａ的识别 环 中普 ｍ Ｎ 遍存 在 Ｙ Ｎ ＝嘧啶， 尿 嘧啶； 任意 核苷； 嘌 呤） ＵＲ Ｕ＝ Ｎ＝ Ｒ＝ 基 序， 能利用两 个环 内氢键形 成一种 ｕ 转 角结构 。 它 一
目前对 于反义 寡核苷 酸如何进 入组 织， 如何 穿过 细胞 膜并 到达靶位 点， 道不多 。 报道皮 下或静 注等途径 进入 报 有 血 浆 的 磷 酸 硫 代 寡 和 脱 氧 核 苷 酸 （ ｏ ｈｒｈ ｉ ｔ ｐ ｓ ｏｔ ｏｅ ｈ ｐ ｏ— ａ ｏｇｄｏｙｎ ｃ ｏｄｓＰ — Ｄ ｓ可迅 速 分 布 到 外 周 组 织 ， ｌ ｏｅｘ— ｕｌ ｔ ｅ，Ｓ Ｏ Ｎ） ｉ ｅｉ
“ 反基 因治疗 ” ｎｉｇｎ ｅａ ｙ； ｆ ｔ ｅ ｅｈ ｒｐ ） Ａ — ｔ （） ｍＲ Ａ的 ５ 末端 Ｓ （ ｉｅ Ｄ ｌ ｒｏ 列或核 糖 ２与 Ｎ ’ ＤＳ ｎ — ａ ａｎ ） ｈ ｇ 序
体内的方法主要有微粒轰击 、 脂质体包裹反义寡核苷酸ｆ、 日
增加 反义 寡核苷 酸 中 Ｇ含量 、 新戊 酰羟 甲基屏 蔽 Ｐ — Ｄ ｓ Ｓ Ｏ Ｎ 的负 电荷和逆 转 录病 毒或腺 病毒介 导等方 法 。 １４ 代谢 与识别 机制 ．
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反义 核 酸技术 及其应 用
刘 萍 赵 西彪 邱 欣 丁 家桐 ‘ ， ， ，
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的表达进行调控。目 ， 前 在基 因功能的研究和基因治疗中， 人们越来越广泛地应用反义核酸技术来抑制 目的基 因的表
达 ，该 技术在 分子生 物学和药 物化学 等领域 中有 着 巨大 的
发展潜 力 。
尤其以肝 、 肠 、 骨髓等组织浓度最高。而且， 肾、 脾、 后期寡核
脱 氧核 苷 酸（ｉ ｄｏｙｎｃ ｏｄｓＯ Ｎ ） ｏｇ ｅｘ— ｕｌ ｔ ｅ，Ｄ ｓ可大 量 出现 在 细 ｌｏ ｅｉ 胞 内。但 不 同 的 Ｏ Ｎ ， Ｄ ｓ进入 细胞 的能力 不 同， 研究 者将 有 Ａ Ｓ Ｎ 与真核 细胞 共孵 育 时发 现只 有少 量进 入特定 的作 —Ｏ ｓ 用 部位 （ 浆 和细 胞核 ）因为细 胞 摄取 很 快达 饱 和， 细胞 ， 再加 上 降解 因素 和较大 的返流 比率 。如 何将反 义核 酸导人 体 内 是反 义核 酸技术 中的重要环 节，目前将 反义 寡核 苷酸 导人
将其水 解 。 １３ 穿膜机 制 ．
广义 的反义核 酸技术包 括： 反 义寡核 苷 酸技术 （ ｔ ① ａｉ ｎ— ｓ ｓｏ ｇ ｕｌ ｔ ｅ，Ｓ Ｄ ）即直 接应 用一段 人工 合成 的 ｅ ｅ ｌｏ ｃ ｏ ｄｓ Ｎ ， ｎ ｉ ｎ ｅ ｉ Ａ Ｏ
寡聚核苷酸， 通过碱基配对与细胞内核酸结合 ， 特异的调节