開發(fā)出一種海綿狀微球體運(yùn)送大量siRNA
由長鏈RNA構(gòu)建成的海綿狀微球體簇集在一起，此圖為微球體簇集時(shí)的掃描電子顯微鏡圖片，來自Paula Hammond實(shí)驗(yàn)室。

在過去10年，科學(xué)家一直尋求基于RNA干涉（RNA interference）的癌癥治療方法，也就是利用短RNA片段關(guān)閉功能受損的基因。然而，一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)擺在人們的面前：找到一種有效地運(yùn)送這種RNA的方法。

大多數(shù)情況下，用于RNA干涉的短干涉RNA（short interfering RNA, siRNA）進(jìn)入體內(nèi)會(huì)很快地被用來對抗RNA病毒感染的酶降解。

美國麻省理工學(xué)院工程學(xué)教授Paula Hammond說，“科學(xué)家確實(shí)一直在嘗試設(shè)計(jì)一種用來遞送siRNA的運(yùn)送系統(tǒng)，特別是當(dāng)人們想將它靶向體內(nèi)特定部位時(shí)。”

Hammond和她的同事們?nèi)缃耖_發(fā)出一種新的傳送工具：RNA能夠被如此高密度地封裝進(jìn)微球體（microsphere）中以致于它們能夠抵抗降解，直到它們到達(dá)目的地。這種新系統(tǒng)于2012年2月26日發(fā)表在Nature Materials期刊上，它能夠與現(xiàn)存的運(yùn)送方法一樣有效地敲降（knock down, 譯者注：即降低基因表達(dá)）特異性基因的表達(dá)，但是需要更加少的顆粒劑量。

開發(fā)出一種海綿狀微球體運(yùn)送大量siRNA
這樣的顆粒可能提供一種新方法不僅可以用來治療癌癥，而且也可以用來治療“功能異常的基因”導(dǎo)致的任何其他慢性疾病，Hammond說，“RNA干涉大有希望被用于治療很多疾病，如癌癥，神經(jīng)疾病和免疫疾病。”

這篇論文的*作者是Jong Bum Lee。博士后Jinkee Hong，Daniel Bonner博士和 Zhiyong Poon博士也是這篇論文的共同作者。

基因破壞

1998年被人們發(fā)現(xiàn)的RNA干涉是一種自然發(fā)生的過程，它允許細(xì)胞微調(diào)它們的基因表達(dá)。正常條件下，遺傳信息從細(xì)胞核內(nèi)的DNA傳遞到蛋白的細(xì)胞結(jié)構(gòu)---核糖體。siRNA結(jié)合到攜帶這種遺傳信息的信使RNA（mRNA）上，在它們到達(dá)核糖體之前破壞遺傳指令的傳達(dá)。

科學(xué)家一直在努力開發(fā)出很多方法來人工復(fù)制這種過程來靶向特異性基因，包括把siRNA包裝到由脂質(zhì)或者如金之類的無機(jī)物質(zhì)組成的納米顆粒中。盡管其中一些方法表現(xiàn)出一定的成功，但是存在一個(gè)缺點(diǎn)就是因?yàn)槎替淩NA不能緊密地包裝，所以人們很難裝載大量siRNA到這些載體中。

為了克服這個(gè)問題，Hammond*的研究小組決定將短鏈RNA串聯(lián)成長鏈進(jìn)行包裝，其中這種長鏈將能夠折疊形成進(jìn)一種緊密的微球體。研究人員使用一種被稱作滾環(huán)轉(zhuǎn)錄（rolling circle transcription）的RNA合成方法來產(chǎn)生異常長的RNA鏈，而且這條長鏈RNA是由21個(gè)核苷酸長的序列重復(fù)組成的。這些重復(fù)性序列被一段更短的能被酶Dicer識別的核苷酸序列所分隔，這樣Dicer就在遇到這段序列時(shí)就進(jìn)行切割。

當(dāng)該RNA長鏈合成時(shí)，它折疊成片層，然后自組裝成一種密度非常高的海綿狀微球體。而且高達(dá)50萬個(gè)相同RNA拷貝能夠被包裝進(jìn)直徑只有2微米的微球體中。一旦這些微球體形成，研究人員將它們包裹在一層帶正電荷聚合物中，而且這層聚合物還能誘導(dǎo)這些微球體更加緊密地包裝（直徑減少至200納米）并有助于它們進(jìn)入細(xì)胞。

在這些微球體進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞之后，酶Dicer在特異性位點(diǎn)切割這種長鏈RNA，釋放出21個(gè)核苷酸長的siRNA序列。

美國肯塔基大學(xué)國家衛(wèi)生研究院納米醫(yī)學(xué)開發(fā)中心主任Peixuan Guo（未參與這項(xiàng)研究）說，這項(xiàng)研究zui激動(dòng)人心之處就是開發(fā)出一種新的RNA顆粒自組裝方法。Guo還說，如果這些顆粒能夠縮小到更加小的尺寸---接近于50納米，那么它們可能更加有效地進(jìn)入細(xì)胞。
開發(fā)出一種海綿狀微球體運(yùn)送大量siRNA