2-7反义RNA技术及其应用研究.ppt

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1、反义RNA技术及其应用研究 夷 材 巷 岁 链 需 跪 势 儒 裸 吟 券 敢 多 苞 逾 橙 午 恍 硕 几 裕 腆 兄 表 龄 纳 窥 析 陡 恕 挝 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 极 熟 傣 传 倍 口 柏 晾 藤 纱 谋 愤 膘 茁 绞 凭 萌 藤 浮 颅 叹 嘶 标 毡 嘛 浓 菊 汁 浴 谓 凿 钨 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 反义

2、RNA反义RNA来源反义RNA技术 反义反义RNARNA：一种本身一种本身缺乏编码能力缺乏编码能力，但，但 能与特异靶能与特异靶 RNA RNA（主要是主要是mRNAmRNA) ) 互补的互补的 RNARNA分子，它可通过配对碱基间氢键作用分子，它可通过配对碱基间氢键作用 与靶与靶RNARNA的特定互补区域结合形成的特定互补区域结合形成双链复双链复 合物合物，抑制靶，抑制靶RNARNA的功能，从而调控基因的功能，从而调控基因 的正常表达的正常表达 。 狮 簇 荫 翠 敌 么 闽 裙 翼 韵 酝 狰 伦 舜 汞 羹 浓 塞 事 稼 添 镇 茬 伞 啃 莲 泻 舜 挡 导 扶 谬 2 - 7 反

3、义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 根据反义根据反义RNARNA的作用机制可将其分为的作用机制可将其分为3 3类： 类： 类反义类反义RNARNA：直接作用于靶直接作用于靶mRNAmRNA的的S DS D序序 列和（或）部分编码区，直接抑制翻译，列和（或）部分编码区，直接抑制翻译， 或与靶或与靶mRNAmRNA结合形成双链结合形成双链RNARNA，从而易被，从而易被 RNARNA酶酶 降解；降解； 类反义类反义RNARNA：与与mRNAmRNA的非编码区结合，的非

4、编码区结合， 引起引起mRNAmRNA构象变化，抑制翻译；构象变化，抑制翻译； 类反义类反义RNARNA：直接抑制靶直接抑制靶mRNAmRNA的转录。的转录。 反义RNA反义RNA来源反义RNA技术 恫 婴 藻 紊 淬 胜 曾 舷 崔 惨 醋 肿 吻 梢 帆 键 范 谭 匝 曙 怔 槐 佑 每 弛 寂 候 亲 咕 盒 掣 埂 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 细胞中反义细胞中反义RNARNA的来源有两种途径：的来源有两种途径： 第一是第一是反向转

5、录的产物反向转录的产物，在多数情况下，在多数情况下 , , 反义反义RNARNA是特定靶基因互补链反向转录产是特定靶基因互补链反向转录产 物物, , 即产生即产生mRNAmRNA和反义和反义RNARNA的的DNADNA是同一区段是同一区段 的互补链。的互补链。 第二种来源是第二种来源是不同基因产物不同基因产物，如，如OMPFOMPF基基 因是大肠杆菌的膜蛋白基因，与透性有关，因是大肠杆菌的膜蛋白基因，与透性有关， 其反义基因其反义基因MICFZEMICFZE则为另一基因。则为另一基因。 反义RNA反义RNA来源反义RNA技术 棱 亦 冈 秦 岸 钳 婚 硕 钥 磷 婿 叹 森 柏 寒 吾 毯

6、纬 遂 丛 颁 浚 荷 惶 嗓 晴 修 感 滓 报 毗 今 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 反义反义RNARNA技术：技术：是借助是借助基因重组技术基因重组技术， 根据根据碱基互补原理碱基互补原理，用，用人工合成或生物人工合成或生物 体合成体合成的特定的特定RNARNA片段片段( (或其化学修饰物或其化学修饰物) ) 抑制或封闭基因表达的技术。抑制或封闭基因表达的技术。 反义RNA反义RNA来源反义RNA技术 瞒 粒 拔 片 贵 屁 泥 贝 矣

7、 值 掐 姚 埠 脯 微 阿 坑 屏 追 庐 锰 霹 超 谆 念 浮 爆 煌 材 宙 荷 敬 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 原理：原理：利用自然存在的或人工合成的反义利用自然存在的或人工合成的反义 RNARNA，通过基因重组技术，通过基因重组技术反向插入反向插入到合适到合适 的表达载体的表达载体形成重组形成重组DNADNA，然后转染受体，然后转染受体 细胞，则这一反插入的序列就会随细胞周细胞，则这一反插入的序列就会随细胞周 期产生大量反义期产

8、生大量反义RNARNA，对基因的表达进行，对基因的表达进行 调控，从而调控，从而抑制、封闭或破坏靶基因抑制、封闭或破坏靶基因 的表达的表达。 恍 是 嫁 切 慕 溪 脓 毅 者 绣 太 泛 科 型 耿 领 禁 钦 扯 隋 赠 认 觅 帅 记 拘 宠 翰 计 宾 循 何 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 反义RNA调节作用机理概括起来有以下几点： (1)互补于特定mRNA的非编码区,如SD 序列上 游区，影响核糖体结合,间接抑制翻译； (2) 互补

9、于特定mRNA的SD序列和（或）编码 区,直接抑制翻译或使mRNA易被 核酸酶降解； 育 沃 媒 摄 蜘 虚 拟 详 顽 淀 树 讨 似 横 冯 雨 诗 刃 勋 洽 陷 毗 招 粟 雀 法 咨 喧 怀 营 冰 牟 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 (3)作用于靶mRNA的5端,阻止帽子结构 的形成,影响靶mRNA的成熟； (4) 作用于PolyA形成位点,阻止靶mRNA 的成熟及向胞浆内转运； 以 它 粹 岗 愁 酮 瞒 柱 击 腮 稀 坠 酣

10、慧 讳 姚 淳 苍 痢 缝 融 缘 勘 碍 溃 侣 星 荔 迫 踏 镭 矫 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 (5)作用于外显子和内含子的连接区,阻止 mRNA前体的剪接； (6)阻止特定基因的转录； (7)复制水平的调节作用。 粥 桩 仪 幕 晚 讲 抽 缨 舶 腹 貉 广 猿 注 画 浚 辉 恒 否 箕 谋 叁 捕 想 呸 址 晶 瓷 粱 罐 料 字 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N

11、A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 由于目前对靶mRNA的SD序列的上游 区的结构了解甚少，因此，在要设计类 反义RNA用于和靶mRNASD序列上游区结 合，以期达到调节该mRNA翻译的目的是 比较困难的。 袱 撑 澈 舟 冬 保 裤 杀 梯 产 软 系 贿 杠 刮 诛 盗 硝 兰 帕 恢 择 岭 浦 柒 科 诱 桥 刽 辞 笨 酷 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应

12、用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 类反义RNA是和mRNA的起始处结合而形 成类似-不依赖性的转录终止子而使转录水平上 抑制靶基因的表达。 因此，要设法在靶mRNA上找到一段连续的 U序列，就可以设计出反义RNA，与该U序列上 游的mRNA链互补，以形成-不依赖性 终止子。理想的作用位点是在靶mRNA 的5端游的非编码区，以免受核糖体的 影响。 湿 会 谆 嫁 铺 呀 蔼 街 淫 姨 皋 敝 钩 印 奖 把 病 古 烷 肺 惧 购 椭 慧 捂 蔑 兄 楚 蹭 玛 澜 狡 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及

13、 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 只要靶基因的核苷酸顺序已经知道，就 可以人工设计出类反义RNA。有时还可设 计同时具有类和类反义RNA功能的反义 RNA。 我们还可以设计出天然存在的反义RNA 的反义RNA来。这样就可以拮抗原始反义 RNA对靶mRNA的抑制作用。而达到 激活或加强某个靶基因的表达的目的。 戮 耿 银 雪 闻 诚 犁 艳 怨 关 吮 讼 崭 饥 计 拨 筐 猩 胶 物 悠 成 伦 蔷 屿 爷 插 毯 如 迟 蕊 下 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反

14、义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 病毒是对人和动植物危害极大的病原体，然 而对病毒引起的疾病的治疗，目前尚无特效药物 与方法。 抗病毒反义RNA 技术是将特定的病毒基因反 向插入到表达载体中，以构建反义RNA 表达载体 ，再将重组体导入真核细胞(病毒宿主 细胞)中表达特异性反义RNA，从而抑制 特异有害基因的表达或抑制病毒复制。 谰 佑 谋 拥 拥 桐 愿 舌 莱 密 动 傻 令 货 熔 脾 发 氰 礁 宦 午 警 饥 挪 手 苟 懊 凉 枢 脆 誉 裙 2 - 7 反 义 R N A

15、技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 文献报道,运用反义RNA技术已经成功地抑制 疱疹病毒、流感病毒、人类免疫缺陷病毒(HIV)等 对培养的组织细胞的侵袭。用针对植物病毒的反 义RNA 已培育出具有抗病毒能力的植物。 迹 粗 涨 驾 们 嘶 垂 袄 省 敌 啮 总 翟 凶 繁 甫 蠕 词 谩 客 梅 兽 比 读 顽 在 撕 亚 鄙 僚 擎 驴 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术

16、 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 在目前基因治疗的众多方案中，反义RNA 技术 是最具吸引力的手段之一。可以设计出针对肿瘤细 胞的癌基因、突变基因、非正常表达基因及某些肿 瘤相关病毒的癌基因反义RNA，以阻断这些有害基 因的表达，达到治疗肿瘤的目的。 许多证据表明，反义RNA可使肿瘤细胞的表 型逆转、形态变化、增殖速度减慢、生存期缩短、 软琼脂中克隆能力下降及体内成瘤能力减弱等， 而不影响细胞生存所必需的其它基因的表达。 射 贼 黍 桨 垣 胰 舷 尤 哗 攻 坷 绊 强 崔 蒂 麻 氮 馁 摧 年 辅 减

17、谩 掳 厢 快 椭 揖 泰 剂 吴 敖 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 Trojan 等利用EB病毒游离体表达载体克隆胰岛素 样生长因子(IG F)反义基因，将此重组体转染大鼠 C6 细胞系，在大鼠模型上实现了胶质母细胞瘤的基 因治疗和预防。 我国学者赵晓航等报道互补于Grnyc基因第二 外显子及其两侧序列的反义RNA能特异性诱发 人食管癌细胞程序性死亡。 奋 逝 吨 疫 冗 凹 估 射 就 沂 冠 韭 逾

18、 昆 渠 渔 狭 缕 坞 矾 庸 驻 乖 垛 袖 艾 英 沧 唤 锰 俄 驰 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 概念 原理 应用 调节机理 人工合成构建 抗病毒作用 抗肿瘤作用 最近He等报道,人乳头瘤病毒(HPV)16 型E7 基因 反义RNA不仅能抑制HPV DNA 阳性C3 小鼠肿瘤生 长和诱导肿瘤细胞凋亡,而且能诱导小鼠产生较强的 抗肿瘤免疫应答。 在骨分化阶段,前成骨细胞会表达一种Tl受体。 最近Werens kizd 等研究表明,成骨骨肉瘤细胞 也合成Tl受体,

19、利用反义RNA抑制Tl受体的表达, 则可阻止骨肉瘤细胞成骨作用。 匣 孽 叶 重 烩 毗 瓤 蠢 配 跪 卒 议 呼 此 绘 专 睹 果 焙 兄 稳 殉 篓 助 腐 帐 贫 桑 伶 升 葱 挥 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 反义RNA技术及其应用研究 颂 迅 钞 脊 舆 凑 赞 汲 员 涵 姓 涅 偷 沤 娠 赂 到 摸 恒 姚 亦 捧 川 搓 辽 铲 喊 彤 拄 膨 取 圈 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究 2 - 7 反 义 R N A 技 术 及 其 应 用 研 究