RNAi与小分子抑制剂的差异

RNAi（左）和小分子抑制剂（右）抑制蛋白质活性的作用方式

如图所示，RNAi中常用的siRNA和shRNA都是针对蛋白质表达前的mRNA进行靶向，进而调控蛋白质表达量，而小分子抑制剂则是靶向蛋白质——二者的作用对象不同，RNAi的作用对象是上游核酸，小分子抑制剂的作用对象是下游蛋白。

▉ RNAi

dsRNA降解mRNA示意图
图解：自身或外源双链RNA（dsRNA）在一种核酸酶Dicer的作用下，被随机切割成10 nt的siRNA，其可与mRNA特定互补配对，在RISC复合物（RNA-induced silencing complex，其中包含一种mRNA降解酶Slicer）的作用下降解，进而使基因沉默。

RNAi干扰过程中会伴随很多小分子产生，但这里面是否有能够扮演和小分子抑制剂相同角色、引起相同表型的小分子是需要验证的。相比于靶向蛋白质，靶向基因的RNAi方法在时间上更可控。RNAi常用工具是siRNA和shRNA（如下表所示）。 

siRNA与shRNA

▉ 小分子抑制剂

小分子抑制剂是一类能够与蛋白相互作用，并降低靶蛋白生物活性的分子，包括酶抑制剂、转录因子抑制剂、离子通道阻断剂等。相比于RNAi,小分子抑制物的投资成本较高，现有研究的SOP为：

1 筛选——从化合物库中筛选出先导化合物

2 修饰——对该化合物特定区域进行改造以改变其敏感度和特异性

3 优化——对最终确定的化合物进行有效小分子优化

该技术流程现在对靶标为蛋白类的底物进行筛选已经较为成熟，但在修饰后使其能够使蛋白失活还是存在挑战。

大多数情况下，RNAi和小分子抑制物对同一表型的结果是一致的，但仍有学者提出需注意以下问题：

1 二者在互补生物学中的分歧地位

2 有示例表明二者有时针对同一表型的结果会不一致3 需要重视不一致的结果

▉ 实验设计思路

其实，在研究蛋白质失活与表型之间关系的实验方法还有一种——基因敲除（knockout），即针对某个序列已知但功能未知的序列，通过同源重组的方法改变生物的遗传基因，使特定的基因丧失功能，进而对生物体造成影响，从而推测该基因的生物学功能。但由于其对宿主可能存在致死作用以及该技术复杂性，在研究靶点效应时不会作为首选，所以，在本文中没有做重点讨论。

▉ 小结

siRNA和抑制剂研究之间一致性的失败很少发生，但其在生物学中有重要的意义。现在，因为担心小分子抑制剂的非目标效应，通常使用siRNA验证。人们越来越发现，siRNA和小分子方法无需对齐，并且这种一致性失败不一定归因于任何一种方法的脱靶效应。

RNAi和抑制剂研究之间缺乏一致性也为使用RNAi开发全新药物提供了机会。虽然使用小分子抑制剂的高通量药理学筛选已经建立，但使用siRNA文库的类似筛选正处于快速发展状态。与药理学方法相比，基于RNAi的治疗可能有根本的不同。识别和利用这些机会的能力对于使用抑制剂重新评估已知可分配的癌症靶点的重要性，以及以新的方式提供RNAi治疗，并且与使用小分子的类似方法相比可能会有不同的结果，这将是至关重要的。

参考资料：

1 Recognizing and exploiting differences between RNAi and small-molecule inhibitors

2 《分子生物学》第五版

3 Strategies for silencing human disease using RNA interference

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