孫莉萍 翁建 張秀明 張其清 ( 廈門大學醫學院 生物 醫學工程研究中心、廈門市 生物 醫學工程技術研究中心，廈門361005 ) 摘要： RNA 干擾（RNAi）是目前分析基因組功能及基因治療的一個有力工具，引起基因沉默現象的小干擾RNA（siRNA）需要經過適當的化學修飾才能應用于體內。該文總結了既能穩定siRNA 雙鏈，又能有效抑制靶基因的幾種常用化學修飾法，包括磷酸骨架修飾、核糖修飾和堿基修飾等。正確的修飾將會極大地促進RNAi 藥物從體外到體內、從實驗室到臨床應用的轉化。siRNA 作為一種很有潛力的藥物將為治療病毒性疾病、腫瘤和遺傳病開辟一條嶄新的道路。 關鍵詞： siRNA； 化學修飾

RNA干擾（RNAi）是具有同源序列的雙鏈RNA引起的轉錄后基因沉默現象，這一技術已成為分子生物學家分析基因組功能和基因治療的一個有力工具[1]。 siRNA（小干擾RN A）是RNAi 的效應分子，由兩條互補的RNA單鏈構成，長21～23 個核苷酸（nt）。siRNA 雙鏈中和信使RNA（mRNA） 的靶向序列相同的鏈稱為正義鏈，與之互補的另一條鏈為反義鏈。siRNA包括5′- 磷酸末端、19 nt 的雙鏈區、3′- 羥基末端和2 個不配對的3′端核苷酸突起，可指導mRNA的裂解[2]（圖 1）。

產生siRNA 的方法有多種，其中化學合成法簡單易行。但由于siRNA 的穩定性較差，在體內容易被核酸酶降解，不易被組織吸收，因而在體內的應用受到了限制[1]。對合成的siRNA 進行化學修飾是可行的辦法， 恰當的修飾能夠增加siRNA 的穩定性，同時有效抑制目的基因的表達。未修飾的siRNA 與血漿蛋白親和力不夠，不被細胞攝取，所以用于治療的siRNA 在不使用病毒等基因治療載體時，需要先進行化學修飾[1]。siRNA的化學修飾主要有三類：磷酸骨架修飾、核糖修飾和堿基修飾。表1 總結了既能增加siRNA 的穩定性，又能維持其基因沉默效力的幾種化學修飾。

表1 幾種有效的siRNA 化學修飾（請點擊放大后查看）

1. 磷酸骨架修飾 連接RNA 磷酸骨架的磷酸二酯鍵是核酸酶作用的化學鍵，而磷原子是核酸酶攻擊的中心，對該原子稍加改變即會大大影響酶的降解作用，故研究最多的化學修飾是磷原子，如硫代修飾。硫代修飾最初廣泛用于反義技術中提高寡聚核苷酸對核酸酶的抗性。硫代磷酸是用一個硫原子取代磷酸二酯鍵的非橋氧原子[圖2(A)]，即P- S 鍵替代P- O 鍵，提高了siRNA 抗核酸酶的能力，增加它的穩定性[4]。