麻薩諸塞大學醫學院的研究人員將腺相關病毒(AAV)載體與miRNA誘餌(tough decoys)相結合,實現了小鼠中miRNA功能的長期、高效抑制。這種策略有望應用於膽固醇過高等一些疾病的治療。該成果發表於《自然——方法學》(Nature Methods)在線版上。
領導這項研究的是麻薩諸塞大學醫學院的Guangping Gao教授。這位早年畢業於華西醫科大學的教授主要從事腺相關病毒載體的開發和使用以及哺乳動物中miRNA功能的研究。
隨著miRNA研究的深入,功能分析成了一個難題。miRNA基因的遺傳破壞似乎是研究其功能的有效策略,然而,許多miRNA基因有著相同的種子序列,因此miRNA家族中的一個成員可補償另一個的損失。若想創建一個將miRNA家族中所有成員都刪除的動物模型,難度相當之大。
目前,miRNA的功能喪失(loss-of-function)研究大多採用miRNA的抑制劑。這些抑制劑實現了短期分析,在細胞培養物以及某些動物實驗中都獲得了成功。不過,對於活體研究,miRNA抑制劑需要重複注射,而且也很昂貴,因為大多都帶有專利的修飾。
為了實現miRNA的長效抑制,研究人員又開發出表達miRNA海綿的質粒載體。這些miRNA海綿包含了多個miRNA隨機結合位點,旨在競爭性抑制miRNA功能,已成功應用在培養細胞和果蠅上。而表達miRNA海綿的慢病毒載體也應用於神經元的miRNA功能研究中。然而,插入突變的風險和離體操作的要求限制了慢病毒載體在功能基因組學研究和人類治療上的應用。
而利用腺相關病毒(AAV)載體導入miRNA抑制劑似乎能規避與慢病毒載體相關的風險。早前,日本東京大學的研究人員也開發出表達RNA誘餌的載體,稱之為tough decoys,簡稱為TuDs。於是,高廣平教授領導的研究小組將TuDs與AAV載體結合起來,通過重組AAV載體向小鼠中系統導入TuDs。
他們的目標之一是miR-122,這種miRNA在肝內調節膽固醇和脂肪代謝。通過靜脈注射表達anti-miR-122或anti-let-7 TuD的rAAV,他們發現,這耗盡了相應的miRNA,並增加了miRNA目標基因的表達。注射表達anti-miR-122 TuD的載體之後,野生型小鼠在25周後的膽固醇下降了30%,而anti-let-7則沒有。
作者認為,重組AAV載體介導的miRNA抑制可能是一種研究成體哺乳動物中miRNA功能的簡單方法,今後也許還能用於miRNA表達異常引起的膽固醇過高及其他疾病的治療。(來源:生物通 薄荷)
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