| 反义核酸技术及其在寄生虫学中的应用进展 |
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3.3 利什曼原虫 利什曼原虫(Leishmania)属动基体目寄生原虫,其所有mRNA的5´端也均含有一共同的由35个核苷酸组成的小外显子(5'-AC-CGCUAUAUAAGUAUCAGUUUCUGUACUUUAUUG-3'),这为AON提供了极好的作用靶位[37]。Ramazeilles等研究表明[38],以小外显子为靶的16 nt PS AON(5'-CTGAT-GCTTATATAGC-3')能选择性地杀死培养鼠巨噬细胞中无鞭毛体,而对宿主巨噬细胞无损害。当16nt pS AON浓度为10μmol/L时,约30%感染巨噬细胞在培养后24小时好转。为进一步提高细胞对AON的摄入,将16nt pS AON与软脂酸连接,并与人的低密度脂蛋白(LDL)混合,用于体外感染巨噬细胞测试。结果表明,当浓度约为10μmol/L时,与LDL结合的16nt pS AON使41%±5%细胞治愈,而未结合LDL的16 nt PS AON只有25%±4%细胞治愈,推测LDL可能有利于细胞对AON的内吞作用。 与上述结果相似,Chaudhuri等报道以5'端小外显子序列为靶的17nt pS AON(5'-CTGATACTTATATAGCG-3')同样能选择性地高效杀死培养鼠感染巨噬细胞中的无鞭毛体,须对巨噬细胞无任何损伤[38]。为促进宿主细胞对17nt pS AON的摄取,Chaudhuri很巧妙地利用受体介导技术将AON特异呈递到靶作用位点。由于哺乳动物巨噬细胞丰富的净化受体(scavenger receptor)[39,40],这些受体能特异结合并降解经修饰的LDL,且与牛血清白蛋白(MBSA)人工配体有很高的亲和力,灾样为AON特异作用于巨噬细胞创造了条件[41]。首先是用MBSA覆盖已包裹17nt pS AON的脂质体,后者通过MBSA配体与巨噬细胞上净化受体特异结合,摄入巨噬细胞内后,随着脂质体的降解,AON即被释放出来。利用这种受体介导呈递技术,大大提高了AON作用效果。在17nt pS AON浓度为10μmol/L时,有MBSA和脂体包裹的AON能在5小时内杀死90%以上培养巨噬细胞的虫体,而未进行上述包裹的AON杀虫率只有20%。不难看出,这种由受体介导的内吞作用为反义RNA定向转运提供了可靠运载工具,它可将反义RNA定向、高效、低毒和安全地运送到靶细胞中充分发挥作用,避免了细胞外降解、非特异性摄入和安全性等问题,无疑是非常有前景的发展方向[41,42]。 Hoerauf等成功地应用反义核酸技术分析环孢多肽A(cyclosporin a,CsA)与环孢多肽A结合蛋白(cyclophilin)二者在利什曼原虫感染中相互作用机制[43]。在此之前,CsA对利什曼原虫的作用是通过宿主细胞中cyclophilin还是虫体是的cyclophilin介导,始终未能明了。为此,Hoerauf首先从利什曼原虫分离纯化了2个分子量分另为20kDa和22kDa的cycolphilin,并进行了N'端测序。有趣的是,尽管它们的酶活性均受到CsA抑制,但用CsA预处理后的利什曼原虫对巨噬细胞感染率并未降低,由此看来CsA不能与利什曼原虫自身cyclophilin结合。为此,作者利用反义核酸技术和动物模型,首先合成针对鼠宿主巨噬细胞cyclophilin的AON,并在感染虫体前加入到巨噬细胞培养基中,结果巨噬细胞cyclophilin的表达和细胞内无鞭毛体的增殖均受到明显抑制,充分证明宿主细胞cyclophilin在虫体的细胞内增殖机制中发挥重要作用,首次阐明宿主细胞cyclophilin对细胞内利什曼原虫存活具有重要意义。 3.4 其它原虫 Ankri等利用反义RNA抑制溶组织内阿米巴(entamoeba histolytica)半胱氨酸蛋白酶基因表达[44],结果筛选并获得一稳定转化虫株,其半胱氨酸蛋白酶活性90%被抑制。该转化虫株在Diamond培养基中生长速率正常,致细胞病变效应和溶组织活性与对照组转化虫株相同,但其吞噬作用则明显被抑制。 4 展 望 反义核酸在寄生虫学领域中应用还刚刚起步,不可避免地碰地许多有待解决的问题:1)目前的实验结果仅限于体外实验,多数处于体外培养水平,动物模型和体内的作用尚不得而知;2)现有研究多为AON,毕竟依赖人工合成,开展反义表达载体和ribozyme于抗寄生虫研究甚为必要;3)定向打靶问题。反义核酸如能专一地定向进入靶细胞发挥作用,必将提高其作用效果,开展诸如受体介导的定向转移技术研究势在必行。总之,由于反义核酯具有许多其它药物不可比拟的特性,它在寄生虫学中的应用前景不可估量,特别是对于提示寄生虫学中某些长期悬而未决的机制具有很大潜力。随着研究的不断深入,当人们成功地驾驭这种技术时,必将造福广大人类。 参考文献 1 Izant JG & Weintraub HM.Cell,1984;36(4):1007-1015 2 Coleman J et al.Cell,1984;37(2):429-436 3 Weintraub HM.Sci Am,1990;262(1):39-46 4 Krol ARV.Gene,1988;72(1-2):45-50 5 Shibahara S et al.Nucleic Acids Res,1989;17(1):239-252 6 Szcylik C et al.Science,1991;253(5019):562-565 7 Watson DH et al.Cancer Res,1991;51(15):3996-4000 8 Zerial A et al.Nucleic Acids Res,1987;15(23):9909-9919 9 Agrawal S et al.Proc Natl Acad Sci uSA,1988;85(19):7079-7083 10 Wagner RW.Nature,1994;372(6504):333-335 11 Flanagan WM et al.Nucleic Acids Res,1996;24(15):2936-2941 12 Cech TR,Gene,1988;73(2):259-271 13 Forster AC & Symons RH.Cell,1987;49(2):211-220 14 Sherman IW.Microbiol Rev,1979;43(3):453-459 15 Ferone R.Mol Pharmacol,1969;5(1):49-59 16 Pouvelle B et al.Nature,1991;353(6339):73-75 17 Rapaport E et al.Proc Natl Acad Sci USA,1992;89(18):8577-8580 18 Sartorius C & Franklin RM,Nucleic Acids res,1991;19(7):1613-1618 19 Ramasamy R et al.Biochem Biophys Res commun,1996;218(3):930-933 20 Clark DL et al.Mol Biochem Parasitol,1994;63(1):129-124 21 Kanagartnam R et al.Int J biochem Cell biol,1998;30(9):979-985 22 Barker RH et al.Exp Parasitol,1998;88(1):51-59 23 Barker RH et al.Proc Natl Acad Sci USA.1996;93(1):514-518 24 Goldberg DE.Semin Cell biol,1993;4(5):355-361 25 Sullivan DJ et al.Proc Natl Acad Sci uSA,1996;93(21):11865-11870 26 Sullivna DJ et al.Science,1996;271(5246):219-222 27 Wellems TE & Howard RJ.Proc Natl Acad Sci uSA,1986;83(16):6065-6069 28 Sullivan DJ et al.Mol Biochem Parasitol,1996;83(2):247-251 29 Brost P.Am Rev Biochem,1986;55(3):701-732 30 Almeida ML & Turner MJ,Nature,1983;302(5906):349-352 31 Walder JA et al.Science,1986;233(4763)569-571 32 De Langer T et al.Cell,1983;34(3):891-900 33 Comelissen AWCA et al.Nculeic Acids Res,1986;14(14):5605-5614 34 Verspieren P et al.Nucleic Acids Res,1990;18(16):4711-4717 35 Verspieren P et al.Gene,1987;6193):307-315 36 Miller SI et al.Nucleic Acids Res,1986;14(18):7341-7360 37 Ramazeilles C et al.Proc Natl Acad Sci uSA,1994;91(17);7859-7863 38 Chamdhuri G .Biochem Pharmacol,1997;5393):385-391 39 Brown MS & Goldstein JL.Nature,1990;343(6258):508-509 40 Rohrer L et al.Nature,1990;343;(3258):570-572 41 Basu SK.Biochem Pharmacol,1990;40(9):1941-1946 42 Mukhopadhyay A et al.Science,1989;244(4905):705-707 43 Hoerauf A et al.Mol Microbiol,1997;24(2):421-429 44 Ankri S et al.Mol Microbiol,1998;28(4):777-785 |
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