互动科普

弄清RNA的作用，疑难杂症有可能得到治疗

为了维持我们的身体健康，体内各细胞需要适量地合成必需的蛋白质。RNA可以通过有选择的剪接来合成多种蛋白质，还能控制蛋白质合成的量，因此它对于维持我们生命的正常运转是不可或缺的。

不过这也意味着，一旦RNA的功能失常，人就可能会生病。实际上，研究者已证明存在多种与RNA有关的疾病。

精巧的异常RNA检测系统

合成蛋白质的过程包括如下几个阶段：从DNA复制到RNA、RNA的剪接、由RNA合成蛋白质。

专家介绍说，蛋白质合成完毕之前，出现差错的几率其实很高，其中的剪接阶段最容易出错。因为有用的外显子只有150个碱基左右，而没用的内含子却比它长出数十倍，而要把如此长的内含子准确地剪除，并不是一件很容易的事，很容易就会出错。

那么，它是怎样出错的呢？比如，通常的信使RNA里，会含有让核糖体在某处停止转录的指令，即一组三个特定的碱基（终止密码子，terminator codon或terminator）。但是，因为剪接错误，有可能使信使RNA的中间部分出现终止密码子。这样一来，完整的蛋白质就无法合成了。相对地，也有可能出现始终没有终止密码子的信使RNA。

很多工厂都有产品质量检验设备，与之类似地，细胞也具有特殊的结构，可以识别出上述的这些异常的信使RNA。通常情况下，异常的信使RNA会被分解掉，以防止其合成出异常的蛋白质。

RNA异常与治疗药物作用机制

细胞内检测掌握着遗传病的关键

以上介绍的异常信使RNA，与遗传病中的很多种（甚至可能高达全部遗传病数量的百分之几十）都有关联。

例如肌营养不良，就是因为形成肌肉所必需的一种蛋白质无法合成而导致的肌肉功能低下。引起这种疾病的原因，正是合成这种蛋白质的信使RNA中间部分出现了假的终止密码子，该异常信使RNA因此会被细胞检出并分解，这样一来，对应的蛋白质也就无法合成了。对付这类疾病，就需要开发某种药物，让核糖体能够忽略异常的终止密码子，继续合成机体所需的蛋白质。

还有其他一些疾病，如遗传性的地中海贫血、可遗传的乳腺癌及卵巢癌、脊髓性肌肉萎缩症等，都是因为RNA在剪接时出现异常，无法合成正常的蛋白质所致。

我们期待，随着对“细胞检测异常信使RNA的机制“的更深入了解，科学家们能开发出一些新疗法，用以治疗那些至今还无药可医的种种疑难杂症。

使用RNA制成药品的研究也在推进

另外，使用RNA本身作为药物的研究也在推进。人群中也存在因合成出异常的蛋白质而导致的疾病，其发病机理与肌营养不良正好相反。对于这样的病症，如果以信使RNA为靶标，使它不能合成异常蛋白质；或以异常蛋白质为靶标，阻止它工作，疾病的症状就可能得到抑制。

以特定的信使RNA为靶标的话，可以考虑使用RNA干扰，或利用携带有可与特定信使RNA碱基序列互补的碱基，并可与信使RNA结合的“反义寡核苷酸”(antisense oligonucleotide，asON），或能切断特定序列的核酶等RNA类药物。其中的反义寡核苷酸，可改变RNA及DNA内糖的部分，使之在人体内变得难以分解。

以蛋白质为靶标的话，可以使用一种叫做“适配体”（aptamer）的人工RNA。这一方法利用了RNA“可以根据碱基序列折叠并形成特定立体结构”的特性，制成具有可与靶标蛋白质完全契合的立体构造的RNA，并使它们结合，从而阻止蛋白质起作用。

这种使用RNA的药物与普通药品不同，它很难作用于非靶标物质，因而相当“精准”，副作用很小。此外，它还具有易于人工合成并批量生产的优点。从2008年起，日本的药店开始出售含有适配体的药物，可用于治疗渗出性老年性黄斑变性。这种疾病的患者，眼底的多余新生血管相当活跃，会引起一系列渗出、出血和瘢痕改变。而新药可与形成血管所必需的蛋白质结合并阻止其工作，从而减少血管新生，进而达到治疗目的。

其实，选择治疗眼部疾病的药物作为该技术实用化的优先研究方向，也是有原因的。原来，RNA很容易在人体内分解，所以如何让它在分解以前就能顺利到达靶标位置，是一个重大的课题。而治疗眼部疾病时，可以直接向眼球给药，也就绕过了这一难题。

尽管如此，科学家们也在研究“如何让治疗其他疾病的药物也能够顺利到达靶标位置”的办法。

RNA有可能成为治疗癌症的新药

另外，作为“不治之症”代表的癌症，与微RNA（micro RNA，miRNA）之间的关系也备受瞩目。在癌细胞和普通细胞里，存在着合成量显著不同的微RNA。

在癌细胞里合成量较大的微RNA会分泌至血液中，这就意味着通过检测血液中的微RNA，可以用来诊断病人是否患上了癌症。而实验结果表明，将癌细胞里合成量较少的微RNA注入老鼠体内后，癌细胞的增殖就受到了抑制。

因此，随着RNA研究的不断推进，诊断和治疗癌症的新方法也一定会出现的。

全世界的许多科学家都在进行着有关RNA大陆的研究。当我们能够一窥这块未知大陆全貌的时候，人类就向着生命之谜的谜底又迈进了一大步。

（本文发表于《科学世界》2013年第9期）