金鹏Cell子刊:提高RNA干扰效率

来自埃默里大学,芝加哥大学等处的研究人员发表了题为“Iron Homeostasis Regulates the Activity of the MicroRNA Pathway through Poly(C)-Binding Protein 2”的文章,发现结合在溶解铁离子上的药物,即铁螯合剂,能提高RNA干扰,基因沉默的效率。这项研究公布在Cell Metabolism杂志上。

文章的通讯作者是埃默里大学人类遗传学系副教授金鹏(Peng Jin),他曾获得过Beckman 青年研究奖、Basil O'Connor奖、斯隆奖(Alfred P. Sloan Research Fellow in Neuroscience)等多项荣誉。发表多篇Cell,Nature Neuroscience和Neuron 等期刊论文。

对于这项研究,他表示,“我们的研究结果表明,当分析有铁参与的疾病的时候,需要考虑到RNA的作用。”

RNA干扰是一种即能用于科研,又能用于临床的先进技术,这种技术能选择性的关闭基因,在这个过程里,细胞能自身天然的沉默基因。这一在1998年由Fire首次发现并命名转录后水平的基因沉默技术经过近二十年的发展,取得了巨大进展,除了被《Science》杂志评为2002年的十大科学成就之首,在技术上突破,RNAi技术在治疗方面也具有巨大的潜力,据称这一技术在抗肿瘤药物开发领域就具有超过100亿美元市场。

但是随着研究的深入,科学家们也发现要在实际操作中进行基因沉默也不是一件容易的事。RNA干扰效率就是其中问题之一,在这篇文章中,研究人员就指出铁螯合剂(iron chelators),一种经检测能用于癌症治疗,动脉粥样硬化,以及神经退行性疾病的治疗的化合物,也许也参与了RNA干扰的调控。这将有助于研究人员医学治疗中的RNA干扰应用。

铁是我们人体饮食中的一个重要组成部分,在许多生理过程中扮演了关键作用,比如在红细胞中作为血红蛋白的一部分,输送氧气。缺铁是常见的一种营养缺乏症,也是全球范围内,贫血的一个主要原因。而相反的情况,比如由血色病(hemochromatosis)和地中海贫血引发的即铁太多也会造成机体失序,损伤心脏和肝脏。

在DNA构型形成过程中也需要铁,这说明快速扩增的癌细胞也需要比正常细胞更多的铁,因此研究人员将铁螯合剂作为一种潜在的抗癌治疗化合物。除此之外,铁是细胞生成活性氧的必需成分,这也许对于动脉粥样硬化和神经退行性疾病具有重要意义。

金鹏研究组的这项发现来自于一项扰乱RNA干扰的底物研究,研究人员将RNA加入到人工构建的细胞中,希望能干扰细胞中一种称为RNA诱导沉默复合物的机器。结果他们发现细胞中感应铁离子水平的一种蛋白:PCBP2,能与Dicer相互作用,而这种相互作用在缺乏铁的时候,变得更强。

“我们的这项研究说明细胞铁离子水平能调控有多少蛋白参与相互作用,影响RNA沉默”,金鹏说,“这些变化将引发许多与铁有关的疾病。”