應(yīng)用案例

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院杜鵬老師團(tuán)隊開展的一項關(guān)于抗腫瘤的新研究，其研究結(jié)果于2022年5月26日在《Cell》上發(fā)表。

杜鵬團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)植物RDR1的異位表達(dá)可以抑制癌細(xì)胞的增殖，具有核苷酸轉(zhuǎn)移酶活性的RDR1可以提高整體miRNA表達(dá)，特異性抑制癌細(xì)胞周期。并且通過腺病毒傳遞，在體內(nèi)的多種異種移植瘤模型中均可見RDR1廣泛的抗腫瘤作用。

研究背景

癌細(xì)胞的特征是細(xì)胞周期和增殖的異常激活，一直以來，國內(nèi)外的專家學(xué)者對于癌癥的研究從未停歇。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，RNA干擾技術(shù)（RNA interference, RNAi，是指一種小RNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控）也被用作癌細(xì)胞的研究。簡單說是利用RNAi技術(shù)沉默細(xì)胞增殖基因來控制癌細(xì)胞的增殖。小RNA主要包括microRNAs (miRNAs)和小干擾RNA (siRNA)。在哺乳動物中，許多miRNAs可以靶向抑制細(xì)胞周期基因，直接調(diào)控細(xì)胞增殖，miRNAs量降低可導(dǎo)致人類癌癥也已被廣泛報道。siRNA是來源于雙鏈RNA (dsRNA)底物，由RNA依賴RNA聚合酶(RDR)合成?，F(xiàn)有的研究幾乎在所有真核生物中都發(fā)現(xiàn)了RDR，但脊椎動物卻沒有RDR。而在植物中，是依賴于RDR 1的siRNA參與抗病毒免疫應(yīng)答。近年來，跨物種生物工程已成功應(yīng)用于基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)，因此，作者建議可在哺乳動物中開展基于植物RDR1的生物工程研究，并進(jìn)一步探究其潛在的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

研究方法

擬南芥和水稻的RDR1結(jié)構(gòu)域(重組AtRDR1、rAtRDR1)擴(kuò)增后，將其克隆到pETDuet-1載體的SalI和NotI位點(diǎn)，通過組氨酸N端標(biāo)記，用Beaverbeads^?  His-tag蛋白純化磁珠（70501）從桿狀病毒-昆蟲細(xì)胞中純化出目標(biāo)蛋白，并通過體外鑒定的方法確定其功能。

文章模式圖（圖源自Cell ）

研究結(jié)果

杜鵬團(tuán)隊的研究在哺乳動物細(xì)胞中成功表達(dá)了來自擬南芥和水稻的RDR1蛋白，并證明該蛋白顯著抑制了所測試的10種不同癌細(xì)胞系的增殖，并未影響5種非癌癥細(xì)胞系。

研究結(jié)果還表明植物RDR1可以作用于不同的癌細(xì)胞，增加miRNA的表達(dá)，作用細(xì)胞周期基因、抑制癌細(xì)胞增殖。在不同的異種移植腫瘤模型中， RDR1都顯著抑制實體和血液腫瘤的生長。這一研究利用植物免疫蛋白RDR1建立廣泛的抗腫瘤機(jī)制，為編輯和操縱miRNA開發(fā)了一種新策略，可作為對抗人類疾病如癌癥的有力武器。

該團(tuán)隊在研究RDR1純化使用的磁珠為Beaverbeads^?  His-tag蛋白純化磁珠，同時，海貍生物還可提供多種蛋白純化磁珠，助力科學(xué)研究。