第 75 期 2004-11-29

研究發展
應用核醣核酸干擾技術建立模擬人類遺傳疾病之基因轉殖小鼠

罕見疾病意指人口中發生率低且少見之疾病，以日本為例，疾病發生人數少於五萬人者即屬之，在國內較為人熟知的罕見疾病為苯酮尿症、海洋性貧血、成骨不全症、黏多醣症，及脊髓性小腦萎縮症等；多數的罕見疾病主要病因是特定基因發生缺陷所致，有些是家族性遺傳，有些是突變使然；然而多數罕見疾病，迄今還沒有發現確實的致病原因。罕見疾病不一定是無藥可救，但由於治療藥物的研發需要大量經費，且使用人數過少，因此藥廠在利潤考慮下，往往不願投入此等孤兒藥的開發或製造，縱然藥廠投入新藥開發亦因臨床實驗上缺乏適當的基因缺陷動物，而延緩孤兒藥的研發與測試。以往此等基因缺陷的動物研究皆以幹細胞為基礎而延伸的基因剔除技術 (Knockout) 為之，但過程費時且成功率低，並且發現經特定基因剔除後多數小鼠無法存活至成熟期，因此無法大量建立各種人類遺傳疾病的小鼠供給臨床測試之用。

核醣核酸干擾技術 (RNA interference; RNAi) 為現今廣泛用於降解特定基因的一種技術，但受限於諸多技術上的限制，例如無法侷限作用於特定組織及無法適時誘發基因降解等，因此一直未能應用於遺傳疾病小鼠之產製。有鑑於建立遺傳疾病小鼠對於醫藥研發的重要性，國家衛生研究院于重元主任秘書、博士後研究員張虹書及相關研究團隊即著手開發適用於建立遺傳疾病小鼠之核醣核酸干擾技術，經結合核醣核酸干擾、重組 (Recombination)、四環素誘導 (Tetracycline inducement) 及胚顯微注射 (Embryonic microinjection) 等技術，現已成功建立因 ABCA1 基因缺陷所導致之遺傳性疾病 Tangier disease 之基因轉殖小鼠。經細胞及血液學上的測試，於四環素誘發整個基因降解系統後，受試小鼠肝細胞中發生基因重組並干擾 ABCA1 (ATP-binding cassette sub-family A1) 基因的正常表現，在 ABCA1 降解後小鼠肝中膽固醇酯大量蓄積，進而導致血液中膽固醇明顯下降，此生理及病理現象與人類遺傳疾病 Tangier 是相類似的，試驗結果顯示該系統確實適用於建立多種遺傳疾病小鼠，並可於日後提供藥物開發及測試之用。

目前核醣核酸干擾技術已發表於知名國際病理期刊 American Journal of Pathology 2004, 165(5): 1535-1541；Using siRNA Technique to Generate Transgenic Animals with Spatiotemporal and Conditional Gene Knockdown，並已申請美國等多國專利。核醣核酸干擾技術除目前所呈現的設計外，同一研究團隊已陸續開發出可回復性及多基因降解之核醣核酸干擾技術，以期日後用於模擬多基因缺陷所導致之人類遺傳疾病。
《文：張虹書、于重元；圖：于重元研究員(右二)與研究團隊》