胃肠道肿瘤是常见的恶性肿瘤，胃癌和大肠癌的发病率分别在恶性肿瘤中占第4位和第5位。晚期胃肠道肿瘤的总体疗效仍欠理想，需要寻求新的有效的早期诊断方法和治疗策略。在众多的研究方向中，小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）在肿瘤方面特别是胃肠道肿瘤的发生发展方面的作用得到了越来越多的重视。
1 siRNA的作用机制与研究方法
1.1 siRNA的作用机制
Dicer酶是一种RNA核酸酶，属于RNase Ⅲ家族，此酶包括一个双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）结合区、一个或多个RNA酶区域以及一个RNA解旋酶区域。siRNA可与细胞质中的蛋白质形成核酸蛋白复合物（RNA-induced silencing complex，RISC），接着siRNA解螺旋，然后以RISC复合物上的siRNA序列为向导，寻找并结合特定序列的mRNA，对mRNA进行酶切。最终mRNA被降解，并再生成siRNA与RNA干扰（RNA interference，RNAi）核酸酶的复合体。即dsRNA降解为siRNA触发了RNAi.并且所需的起始siRNA量并不高。引入RISC复合物后，siRNA中的任何一条链都可以起引导作用，并且选择mRNA中的同源序列，然后siRNA的反向RNA链通过RISC复合物的螺旋结构域与目的mRNA结合，切割和降解目的mRNA，从而阻止目的基因的表达。RISC复合物又可参加下个RNAi的作用循环。siRNA不仅能引导RISC切割同源单链mRNA，而且可以作为引物与目标RNA结合，并在RNA依赖的RNA聚合酶作用下合成更多新的dsRNA，新合成的dsRNA再由Dicer切割产生大量的次级siRNA，从而使RNAi的作用进一步放大，最终将目标mRNA完全降解，从而使目的基因沉默。初步研究发现，虽然预合成的siRNA可在体内被调节，但其蛋白表达程度较低是由于siRNA的影响。编码自我互补mRNA链的载体受到前面所述相同的RNAi作用，也已经在被研究利用。总之，可以编码反义链和正义链的质粒DNA的转录导致了一个短发夹RNA（shRNA）的形成。要做到这一点，需设计一个正义和反义序列分开的构造。转录后，shRNA的短发夹结构是由于RNA互补序列之间的氢键形成的。Dicer酶切割环状结构域产生一个可能诱发RNAi的siRNA片段。相比之下，合成的siRNA不要求Dicer酶介导的切割，但传递到细胞后立即加载到RISC。由25～27个核苷酸组成的siRNA比21个核苷酸组成的siRNA有着更高的沉默效力。
1.2 siRNA的研究方法
通过siRNA介导RNA干扰的研究主要有3个步骤：siRNA序列的设计与合成、靶向敲除目标序列、结果分析。而在研究中，靶向敲除基因是RNA干扰的关键，如何使siRNA顺利到达细胞内并在组织中均匀分布，成为siRNA研究及应用的难点。最近Lin等。尝试用异硫氰酸荧光素标记的透皮短肽TD1（FITC-TD1）穿透小鼠的足垫皮肤来传递6-羧基荧光素标记的siRNA（FAM-siRNA）进入组织，经荧光显微镜分析后发现，FITC-TD1和FAM-siRNA均匀分布在小鼠的表皮和皮下组织，从而为siRNA靶向敲除基因提供了一种新的给药途径。
2 siRNA在胃肠道肿瘤研究中的应用
2.1 siRNA用于研究胃肠道肿瘤的发生发展
目前研究表明，原癌基因的异常激活包括点突变、插入突变、基因扩增以及染色体重排与肿瘤的发生发展密切相关。因此，可针对异常激活的原癌基因，采用特异siRNA介导的RNAi技术来抑制原癌基因的激活，有效抑制肿瘤的发生发展。骨桥蛋白（osteopontin，OPN）由多种组织细胞合成与分泌，广泛分布于多种组织和细胞包括骨、肾、肌肉、膀胱及自然杀伤细胞中。骨细胞、破骨细胞、血管内皮细胞、平滑肌细胞、多种肿瘤细胞及不同成熟阶段的成骨细胞均能合成和分泌OPN分子，近年来OPN已被越来越多地应用于肿瘤机制的研究。Gong等采用RNAi技术将siRNA转染给胃癌细胞，对OPNBGC-823胃癌细胞产生特定和长期的沉默，从而敲除OPN的表达，Western blotting显示OPN表达明显受到抑制，结果表明细胞转染选择性抑制OPN的表达，导致体内肿瘤生长减缓，针对特定小分子抑制剂的OPN可能对胃癌患者有治疗效果。Zhao等在研究E盒结合锌指蛋白1（ZEB1）和以EB病毒为靶点的胃癌治疗的关系时，分别用50、100、200nmol浓度的siRNA以脂质体包裹，转染进入YCC10细胞株，进而沉默ZEB1。最后用聚合酶链反应和原位杂交分析检测出胃癌细胞表达明显受抑制，因此认为抑制ZEB1可以有效关闭EB病毒的生命周期，抑制胃癌细胞的增殖。Samuel等用含有siRNA的脂质体介导的RNAi检测神经毡蛋白-2（NRP-2）基因在肿瘤组织中的表达，腹腔给药NRP-2siRNA和中性脂质体的复合体会引起小鼠体内肿瘤负荷下降，结果表明，NRP-2基因在胃肠道肿瘤细胞中起着调停关键性生存信号的作用。使用siRNA介导的RNAi技术，抑制肿瘤细胞内参与肿瘤形成的基因功能表达，分析其表型发生的变化，有和于揭示肿瘤发生发展的分子机制，从而为肿瘤诊断和治疗提供标志物和治疗靶点。
2.2 siRNA用于研究胃肠道肿瘤的转移
某些基因的异常激活能明显增强肿瘤的侵袭转移能力，利用特异siRNA介导的RNAi技术可以在肿瘤转移细胞和正常组织的实验对比中找出明显差异。Babyatsky等在研究三叶因子3（trefoil factor3，TFF3）对结直肠癌肝转移的影响时，分别用两组TFF3siRNA结构（si78和si365）治疗两组高转移的鼠结肠癌细胞株，随后在体外侵袭实验中进行分析。在mRNA和蛋白水平，TFF3在结肠癌肝转移中的表达为100%（17/17），在早期结肠癌中的表达为91%（10/11），而在正常肝组织中未见表达。反转录聚合酶链反应研究发现，两组siRNA结构明显抑制TFF3的表达。这些结果进一步表明TFF3有助于结肠癌细胞的恶性转移。Yokobori等研究斯钙素2（stanniocalcin 2，STC2）对胃癌发展及转移的影响时，将STC2特异性siRNA和脂质体的RNAi脂质体混合于6孔平底微孔板，保温后接种胃癌细胞株NUGC4，结果发现在癌组织中STC2水平高于正常组织，STC2高表达组（n=54）比低表达组（n=54）有更进一步的淋巴结转移（P=0.07）和静脉浸润（P=0.028）。Liu等研究证实RhoC对胃癌转移必不可少，在进一步研究RhoC的功能时采用了siRNA敲除SGC7901细胞中RhoC的表达。结果表明，RhoC的下调并未影响SGC7901细胞的增殖，但干扰RhoC表达可抑制SGC7901细胞的迁移、侵袭和生长。总之，RhoC在胃癌转移中发挥了非常重要的作用，针对RhoC的治疗途径可能会成为一种用于治疗胃癌转移的新方法。
2.3 siRNA用于胃肠道肿瘤的诊断与治疗
目前，基因诊断、基因治疗作为一种新型的技术，已经越来越多地被研究用于肿瘤的诊治。siRNA常被用于敲除肿瘤细胞内特定基因的表达，再进一步与对照组分析和对比肿瘤细胞的增殖和迁移，从而确定该基因是否能成为肿瘤诊断和治疗特异性的生物学标志。如NRP-2、色素框同源蛋白7（CBX7）在胃肠道中的表达影响肿瘤细胞的增殖与迁移。与此同时，也发现了某些基因与肿瘤细胞的淋巴结转移、血管侵犯、细胞周期激活有密切关系。例如Jeon等研究微管不稳定基因1（stathmin1）对胃癌细胞增殖和转移的影响时，构建stathminl-siRNA来转染胃癌细胞，发现stathmin1的表达与淋巴结转移、TNM分期和血管侵犯有密切关联，stathminl被siRNA敲除后，低分化胃癌细胞体外增殖、迁移和入侵都受到明显抑制，提示stathminl有望成为胃癌基因诊治的一个靶点。Ye等利用Sox17基因特异性siRNA（Sox17-siRNA）敲除Sox17基因在MKN45胃癌细胞中的表达后，胃癌细胞的增殖能力相对于阴性对照组明显增强，Sox-17低表达有助于增加胃癌细胞的克隆率和激活胃癌细胞的细胞周期，但Sox17-siRNA组和阴性对照组之间细胞凋亡率差异没有统计学意义。Sox17可以作为一个新的标志物被用于胃癌的基因诊治。采用RNAi技术来特异性地敲出靶基因，用以术后或术中的辅助治疗，不失为一种新的治疗策略。
3 结语
siRNA已被广泛证明是一种有效的基因治疗方法。但siRNA的双链结构不是理想的药物分子，该结构从根本上阻碍其有效应用的问题在于其传递性、稳定性和脱靶效应。目前，迫切需要寻找出一种稳定性强、相容性好、毒性低的非病毒载体，这对siRNA介导的基因诊断和治疗意义重大。siRNA敲除靶向基因时势必会带来不良反应，如何制备更具特异性的siRNA载体对降低不良反应有重要意义。迄今为止，已在14种疾病开展了siRNA治疗的临床试验，siRNA用于胃肠道肿瘤的临床前景十分可观。
