基因过表达(overexpression,OE)以及敲降(KO、KD)是研究基因功能的常用技术，敲降的手段多种多样，如化学合成siRNA、载体构建shRNA、针对基因组KO的cas9、针对RNA的CRISPRi等。但OE的手段很少，大部分科研工作者只了解构建外源过表达、CRISPR-SAM两种，那么还有没有其他新颖的方式呢？
还真有！答案就是saRNA（small activating RNA），saRNA是由21个核苷酸组成的小分子非编码RNA，其结构和化学成分与siRNA相同，但作用机制完全相反，是通过靶向基因启动子区域，引发染色质构象的改变或者改变组蛋白及DNA甲基化修饰水平，从而引发转录激活作用1。
saRNA的分子机制
saRNA机制在机体中是广泛存在的，细胞主要依靠miRNA、piRNA实现激活途径，如mir-373靶向E-cadherin和CSDC2启动子的激活2、果蝇中piRNA触发的转录活性3。国内科研工作者早前以p21-saRNA向肿瘤细胞递送p21-saRNA评估抗肿瘤能力4（p21基因下调是结直肠癌的标志之一），为后续治疗结直肠癌提供选项，效果如何呢？
作者以p21-saRNA-322（322对应启动子区域的相对位置，图2）递送三种大肠癌细胞（HCT-116，HCT-116（p53 – / –）和HT-29），通过QPCR以及WB检测了p21基因的表达（图3），结果显示，saRNA-322于72h显著提升了p21的表达水平。
p21-saRNA-322靶点设计示意图
p21-saRNA-322上调大肠癌细胞p21基因的QCPR,WB实验
后续，作者以流式分析确认了p21-saRNA-322大肠癌细胞在G 0 / G 1期细胞发生周期停滞（数据见原文），并同时在动物水平，验证了p21-saRNA-322对于肿瘤发生的抑制性：
裸鼠成瘤及瘤体检测
（持续五周的裸鼠实验数据，每3天瘤内注射a组PBS，b组Scramble RNA，c组p21-saRNA-322；（A）裸鼠成瘤；（B）肿瘤提取；（C）对肿瘤的重量、体积测量；（E）肿瘤切片p21染色）
由此可见，p21-saRNA-322在三种大肠癌细胞都实现了p21基因的上调，并在细胞与动物水平实现了表型的改变。需要指出的是，同个saRNA在不同细胞系，促进水平是有差异性的。在PC-3，HeLa和MCF-7细胞中，与saCON相比，p21-saRNA-322对RNA诱导分别为12.5倍，10.1倍和2.4倍。
p21-saRNA-322对三种细胞的表达提升水平
p21-saRNA-322在多种细胞实现靶基因的上调在E-cadherin基因上得到了重现5，显示出saRNA机制在细胞是普遍存在的，这为进一步的基因治疗开发提供了可能性。关键蛋白表达的下降通常是许多疾病的主要原因，恢复细胞中这些蛋白表达的新技术有待开发。目前主要手段有mRNA、Crispr激活、反义寡核苷酸和saRNA。但是无法合成长片段的mRNA、Crispr受困于脱靶效应及递送方式，T7体外转录的RNA可能产生异常的副产物，这些都限制了向基因治疗方向的运用。而saRNA由于其序列较短、生产成本低且可控等因素，有进一步开发为药物的优势，当然也需要克服免疫原性、脱靶性，以及合适的递送方式（纳米递送、脂质体、外泌体等）这些问题6。目前处于开发中的saRNA如下：
开发中的saRNA
对于科研人员，saRNA提供了除过表达、CRISPR-SAM两种常用技术之外的第三种思路，尤其是针对大基因无法构建包装的情形。saRNA可借助载体构建的策略，稳定构建于质粒及病毒载体中，以实现直接化学合成无法达到的长期高效地表达，且周期短、成本低。当然，saRNA也有其弊端，如需要筛靶、只能激活细胞本底表型，无法表达突变型等。
三种OE方式对比
不同的OE表达方式适合不同情形的实验，虽然各有优劣，但saRNA对于单基因下调引发的疾病治疗具有广阔的开发前景，吉凯基因可提供saRNA的一站式靶点设计、载体构建、病毒包装的服务，并长期注重于转化医学的新技术及工具开发、推广，还在等什么，感兴趣的快来咨询吧！！！
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