RNA 干擾是一種通過 RNA 分子介導的基因沉默機制，相較于常規的抑制劑，RNA 干擾技術具有無靶點限制、特異性強、生物毒性低等優點。常見的應用于 RNA 干擾的寡核苷酸有小干擾 RNA (siRNA)、微小 RNA (miRNA) 和反義寡核苷酸 (ASO) 等 (圖 1) ，其基本原理是利用 siRNA、miRNA 或 ASO 與特定的目標基因 mRNA 序列相互作用，從而誘導靶基因的降解或抑制其翻譯，進而實現對特定基因的沉默或抑制。

圖 1. 常見的 RNA 干擾寡核苷酸。

miRNA、siRNA 屬于雙鏈 RNA，一般包含 20 個左右的核苷酸。短發夾 RNA (shRNA) 是單鏈 RNA。shRNA 被設計成能夠形成發夾結構，當進入細胞后，shRNA 被 Dicer 酶切割成 siRNA。

原理：miRNA、siRN 或 shRNA 進入細胞質中，短雙鏈 RNA 解旋后正義鏈被降解。反義鏈與多種蛋白組分形成 RNA 誘導的沉默復合體 (RNA Induced Silencing Complex, RISC) 。RISC 中保留的反義鏈與靶基因的 mRNA 特異地互補，同時 RISC 具有核酸酶活性，能將靶基因的 mRNA 切割降解，抑制靶基因的表達 (圖 2) 。

值得注意的一點是，如果 siRNA 或者 miRNA 和 mRNA 不完-全互補，則 siRNA 或者 miRNA 與靶基因的 3’ 端-非翻譯區的序列形成非完-全互補的雜交雙鏈，miRISC 結合在雜交雙鏈上，特異性的抑制基因表達。

圖 2. siRNA、miRNA、shRNA、ASO 的作用機制^[1]。

反義寡核苷酸 (ASOs) 通常指的是短小的、人工合成的單鏈 DNA 或 RNA (13 至 30 個核苷酸)。反義寡核苷酸的作用機制主要包括兩種方式：一是通過空間阻擋，干擾其他分子與靶 RNA 的結合；二是誘導靶 mRNA 降解。反義寡核苷酸能夠與成熟 mRNA 結合阻止其附著在核糖體上，阻斷蛋白質翻譯或招募 RNase H 引起 mRNA 的降解 (圖 2)。

除了上述這些 RNA 干擾技術之外，小激活 RNA (saRNA) 作為一種能夠特異性的上調基因表達的寡核苷酸，也已經應用于基因功能的研究中。

saRNA 的作用機制如下：

1）外源性 saRNA 被加載到細胞質中的 AGO2 蛋白上；

2）AGO2 蛋白通過切割和丟棄其中一條 RNA 鏈，形成一個活性的 AGO2-RNA 復合物，并進入細胞核；

3）AGO2-RNA 復合物將結合到基因組 DNA 序列或 DNA 相連的反義轉錄本序列，進一步形成 RNA 誘導的轉錄激活復合物；

4）該復合物與 hnRNPs、RNAPⅡ 和各種轉錄因子結合，誘導靶基因表達。

SaRNA 作為一種新興的基因調控技術，其具有的小分子量、基因特異性，以及激活基因表達的作用特點使其成為正向調節基因表達的藥物熱門候選。

應用一：實現 mRNA 敲減 

ASO 與靶標 mRNA 雜交后可以引發 RNA 酶 H 的作用，并且導致靶標 RNA 的水解，ASO 與靶標 RNA 結合后也可以通過空間阻礙的方式抑制 mRNA 的翻譯過程。

應用二：調節前體 mRNA 的剪接

根據 pre-mRNA 序列設計的 ASO 能夠與目標 pre-mRNA 的外顯子及內含子的交界處互補。ASO 與 pre-mRNA 配對形成的雙鏈區域能夠遏制該位置被識別，引起與 ASO 互補的外顯子在 pre-mRNA 成熟過程中被整段剪切掉。通過這種方式，可以實現對 mRNA 可變剪接功能的研究。

應用三：切除 mRNA5' 端帽子結構

如鑭系元素大環復合物已被證明可通過親核攻擊三磷酸鍵，特異性地化學切除 5' 端 7'-甲基鳥苷殘基。利用結合了鑭系元素大環復合物的 ASO 可以有效的去除 mRNA5' 端帽子結構。

應用四：調節 mRNA 多聚腺苷酸化位點

真核細胞基因通常被發現有不止一個多聚腺苷酸化位點。采用 ASO 對前體 mRNA 中的一個多聚腺苷酸化位點進行特異性結合，使 E 選擇蛋白 (E-selectin) 在加尾時不得不使用上游的多聚腺苷酸化位點，進而達到調節 mRNA 多聚腺苷酸化位點的目的。

寡核苷酸藥物具有研發周期短、特異性強、高效性和長效性等明顯性優勢，成為近年來*資本和藥企爭相布局的新賽道。國內研究最多的寡核苷酸藥物類型是 siRNA，大部分處于臨床前階段，部分臨床藥物見下表。

表 1. 部分 RNA 臨床在研藥物。

 

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[1] Weng Y, et al. RNAi therapeutic and its innovative biotechnological evolution. Biotechnol Adv. 2019 Sep-Oct;37(5):801-825. 

[2] Ebenezer O, et al. Development of Novel siRNA Therapeutics: A Review with a Focus on Inclisiran for the Treatment of Hypercholesterolemia. Int J Mol Sci. 2023 Feb 16;24(4):4019.