在各种细胞系及组织中,利用DNA和RNA序列抑制基因活性近来已引起人们相当浓厚的兴趣,该方法将使人们更好地理解抑制基因在特殊生物学进程中的作用,不管怎样,有些研究的目标已瞄准了癌症病因学或病毒基因组中的关键基因(致癌基因),例如,人类免疫缺陷病毒的继发性感染。随后,该技术可能成为新的治疗方法,它的原理为:DNA或信使BNA的碱基序列,即有意义链,被互补的反义链作为目标结合,由此形成的杂交链不论在DNA水平,还是在RNA水平,均将抑制基因的活性,根据遗传密码的碱基配对原则(腺嘌呤配胸腺嘧啶,鸟嘌呤配胞嘧啶),在序列中选择正确的碱基,然后形成唯一的一条杂交链。类似这样的过程在原核生物中似乎天然存在,在真核生物中可能也发生,如有的细菌基因利用反义信息来调节基因表达。
把反义分子引入细胞内有多种方法,例如,微注射、在质粒或逆转录病毒载体中原位产生或在培养基中组织培养,这些方法在动物细胞、植物或各种无脊椎动物中已进行了试验,其间细胞改变了转形变异状态、花朵变成无色或杂色、表型的改变被引入了小鼠或蝇,尽管一些观察到的变化令人迷惑,仍然有许多人怀疑反义技术。
—些研究者在进行反义实趋时不能重复这些结果,这里有一些可能的解释:反义寡脱氧核苷酸不稳定、怀疑它们也许没有进入细胞或者没能结合自己互补的序列,反义研究中的一个根本性困难是,在很大程度上尚不清楚哪个反义分子在起作用,当然也没有在体内证实,使用的有义链也许没有体现理想的对照物,尤其是如果该序列具毒性而其它序列无毒,新链可能形成次要结构从而比原链更稳定。
反义技术已被用作对细胞生长、发育的研究,通过添加某些基团(硫或甲基)修饰产生硫代磷酸或膦酸甲酯的短的化学合成寡聚物已被大量制备,这些修饰物使寡聚物变得更耐酶消化,同时又有助于进入细胞,某些情况时它们可被设计从野生型混合细胞群中挑选出ras致癌基因的单个碱基突变,ras基因产物帮助化学信号进入细胞,并使信号穿过细胞到细胞膜的另—侧,这涉及人类癌症的发生,如果该技术有治疗价值的话,选择的程度将要求会区别正常和突变的细胞,白血病细胞系亦有相同要求。使人惊奇的是,设有修饰的寡聚物半寿期很短,只有几小时,但它们确实注射进了小鼠和兔子体内,无论如何,它们在动物的各种组织◆中出现,迹象表明,它们进入了细胞并稳定地停留了一段时间,在体外实验中,通过增加硫基团和许多其它化学修饰物,从而使得寡聚物的稳定性大大地得到增强(如可达到4天)。
核酸序列的胞内运送也值得进一步观察,耐酶消化、无毒性、能穿过细胞膜、在细胞中稳定并能在细胞中结合核酸序列的嵌合体分子产物看来暂时将是统治该领域研究的一种方法,这意味着将在反义分子中选择不同的特征。有足够的证据说明寡聚物进入了胞核,当然,在那里它们能插入DNA或攻击RNA序列,还要对信息进行加工,把信使RNA的绞接处作为目标可能比结合其它序列更为有效。
令人兴奋的是发展了一类催化RNA分子的反义新制剂,称作核酸代酶(ribozymes),如果它们被引入细胞并变为稳定,那么这些化合物将具有连续分解RNA分子的潜能,至少在体外,在某种特定意义上ras序列能被分解。
带着治疗病毒感染或癌症的希望,目前的兴趣是发展寡脱氧核苷酸来对抗病毒基因或致癌基因,看来有些进展,然而,从产生癌细胞到再分化,我们还有很多问题没有弄清,经济上和药理学上的考虑可能限制体内研究的进展,同样限制了在体外确定治疗目标的工作,临床治疗的发展也许需要用抗体修饰的其它分子。
[Lancet,1991年12月7日]