PMO(生物技術)

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PMO,生物技術,全稱是Phosphorodiamidate Morpholino Oligomer。

是在九十年代初美國的AVI pharmacy開發出來的一種反義(Anti-sense)技術,其基本原理是把核苷酸上面的五碳糖環用一個嗎啉環(morpholino)取代,同時對原有的磷酸基團也做了改變。使得這樣一個DNA分子類似物可以以鹼基配對配對的方式同RNA和DNA單鏈結合,但是由於結構的改變,使得整個分子不帶有任何電荷,因此無法被任何酶所識別,包括DNase和RNase. 使得這類物質在細胞內有著極強的穩定性。
在此基礎上,如果針對某一個基因的mRNA,設計一段反義的PMO寡聚物,在細胞內這個寡聚物和RNAi一樣,通過與mRNA結合,來阻斷這個mRNA的翻譯,使得某個基因的在表達水平上被阻斷,繼而達到敲出基因的目的。但是這種技術與RNAi不同的地方是RNAi可以通過RNase H來實現目標mRNA的降解。而單獨的PMO與mRNA結合併不能導致mRNA的降解。
相比較起RNAi等其他反義技術,PMO有很多優點,比如,PMO不會被任何酶所降解,在細胞內穩定性極強,而且對細胞無毒副作用,並且不會和人工合成的RNA一樣,會激活細胞干擾素的分泌,激起免疫應答。 但是PMO技術也有極大的缺陷,其最大的缺陷在於特殊的分子結構導致其不帶有任何電荷,使得PMO無法被細胞表面的任何受體所識別,同時和無法通過轉染的方式來導入細胞(RNA或者DNA通過其自身的電荷,同轉染試劑脂質體或者PEI形成複合物,來導入細胞)。因此要將PMO分子導入細胞,只有通過物理損傷細胞膜的方式來實現PMO的進入,這個缺陷極大的影響了限制了PMO作為一種可能的基因特異性藥物或是敲出基因工具的研究。
直到本世紀初,AVI 公司開發出了短肽連線式PMO(Peptide conjected PMO簡稱PPMO)才極大的推進了PMO的研究,事實上,PPMO上是在PMO分子的基礎上通過共價鍵連線的方式連線了一段富含亮氨酸的肽段,這段肽段可以被細胞表面一種未知的受體所識別,自發性的進入細胞。不需要任何輔助方式,在體外培養實驗中,只將PPMO加入培養液即可。有著極大的臨床套用前景。PPMO技術的開發徹底的解決了PMO難以進入細胞的問題,但是又帶了新的問題,體外實驗和體內試驗都證明與PMO所連線的肽段,會對機體細胞產生了毒性。但是這種毒性是如何產生的,一直是未知的。後來研究中,研究者發現通過在肽段的亮氨酸序列中插入其他胺基酸,來降低PPMO的毒性,但是具體機理依然不明了。
目前在美國,已經有一種基於PPMO的藥物開發進入的臨床2期實驗階段,此外,還有更多的針對癌症,已經病毒的PPMO藥物處於開發中。

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