inner in the cell live:

國立成功大學醫學院微生物及免疫學研究所 黎煥耀教授

醫學微生物─免疫學講義/1，護理二

免疫系統的簡介 (Introduction to the Immune System) ＆ 免疫細胞 
(Cells Involved in Immune System)
參考資料：Roitt, Brostoff & Male, Immunology, 5th, Chapter 1 & 2
課程目標：

1. 免疫學涵蓋的範圍，從生理上的防禦，抵抗病原菌的感染，至生理病態
　　　上造成組織的傷害，皆扮演非常重要的角色。

2. 免疫力的定義與範圍，免疫系統的特性及運作的基本原則。
3. 不同免疫細胞的特性、功能及區分。

I. 免疫系統的簡介(overview of immune system)
1. 免疫系統是生物體防禦外界異物，尤其是病原菌感染的最重要系統
　　　　，因此它必須能區分出病原菌(非自我，nonself)和非病原菌(自我，self)，
　　　　殺死病原菌，保護自我。Immune 在拉丁語上是指 "免於什麼的威脅”
　　　　，免疫系統可以使我們免於病原菌的威脅。因此免疫學也可以說是
　　　　一門探討 self／nonself 如何區分的學問。

2.　免疫系統廣義地說包括先天性免疫力(innate immunity)和適應性免疫力
　　　　(adaptive immunity)，前者是指急性反應物 (acute phase proteins),補体
　　　　(complement)及吞噬細胞(phagocytes)等，後者是指淋巴細胞(lymphocytes)，
　　　　也就是狹義的免疫系統，這二者之間的差別在於特異性(specificity)及記憶性
　　　　(memory)。所謂(適應性)免疫系統能針對某特定抗原，產生具抗原特異性的
　　　　免疫力，並且具有記憶作用，第二次反應會比第一次反應快且高。相對的先天
　　　　性免疫力，每次的反應程度都一樣，先天性免疫系統和適應性免疫系統之間
　　　　會互相影響。

3.　免疫力(immunity)可以是体液性的免疫力(humoral immunity)如抗体，或細胞性
　　　　的免疫力(cellular immunity)如殺手T-細胞(cytotoxic T lymphocyte, CTL)。
　　　　產生免疫力是一連串的細胞間的互相作用的結果，它可以分成二個階段，第一
　　　　階段為誘導階段(induction phase)，抗原透過抗原呈獻作用(antigen presentation)
　　　　活化具抗原接受體(antigen receptor)的淋巴細胞，產生了抗體或殺手細胞等免
　　　　疫力，第二階段為作用階段(effector phase)，這些具抗原辨識的抗體或殺手細胞，
　　　　中和掉抗原或殺死標的細胞，排除了這些異物抗原。

4.　能執行免疫力的細胞包括吞噬細胞(phagocytes)和淋巴細胞(lymphocytes)，吞噬
　　　　細胞是一群具吞噬(phagocytosis)能力的細胞，它們對抗原沒有選擇性。而淋巴
　　　　細胞是具特殊功能的細胞，如B-細胞製造抗體，殺手T-細胞(cytotoxic T cells) 
　　　　殺死病毒感染的細胞，幫助T-細胞(Th cells)幫助其他細胞活化或幫助B-細胞產生
　　　　抗體。淋巴細胞是靠著他們細胞膜上的抗原接受體(antigen receptor) 和抗原結合，
　　　　一般而言，B-細胞可以辨識完整的抗原分子(intact antigen)，而T-細胞只能辨認已
　　　　處理過的抗原片斷分子(processed antigen)。

5.　無性繁殖選擇學說(clone selection theory)是免疫學上一個很重要的理論，抗原
　　　　可以刺激那些具有特定抗原受體的淋巴球，引起他們的增生，合成免疫力，以便
　　　　之後消滅這些抗原，這也是免疫系統具抗原特異性(antigen specificity)的緣故。

6.　所謂抗原(antigen)是指任一化學物，能被抗體(antibody)所辨識，而免疫抗原
　　　　(immunogen)則是指一個抗原，它本身即具有刺激淋巴細胞產生抗體的能力，抗原
　　　　不必然是免疫抗原。不完全抗原(hapten，如dinitrophenol, DNP)是一個抗原但
　　　　不是免疫抗原(immunogen)，因為它單獨不能刺激淋巴細胞產生anti-DNP抗体，
　　　　它必須借助攜帶者(carrier)之幫忙，才能產生anti-DNP抗体，所以又稱作
　　　　不完全抗原。

7. 抗原被抗体辨識或結合的地方叫抗原決定位(antigenic determinant或epitope)。
　　　　抗原上的決定位通常含 6～8 個胺基酸，它可以是三度空間的構造(conformation 
　　　　structure)，如抗体結合到蛋白質暴露在外面的位置，如果將蛋白質變性(protein 
　　　　另一種抗原決定位是二度空間的構造(sequence determinant), T-細胞所辨認的
　　　　抗原決定位，便是此種一連串胺基酸組成的抗原決定位，它和主要組織相容抗原
　　　　(major histocompatibility complex, MHC)上的 classI/II在一起，而與 T-細胞
　　　　上的 T-細胞受器(T cell receptor, TCR)結合，一個抗原通常有好幾個抗原決
　　　　定位，構造越複雜，分子量越大，它的抗原決定位愈多。T-細胞和B-細胞辨認的
　　　　抗原決定位可以是不同的。

8.　一個化合物要成為好的免疫抗原(immunogen)，須有下列條件：

 a.　它必須被免疫系統認為是一個外來者(non-self)，而且有淋巴細胞能辨識(recognize) 它。

 b.　它的分子量通常要大於10,000，分子量越大越複雜，越容易成為好的抗原。

 c.　蛋白質是一個好的抗原，核酸(nucleic acid)或脂質(lipid)不是好的抗原。

 d.　抗原決定位可接觸性(accessibility of the epitope)，抗原決定位一定要能被 B, T-細胞
　　　　或抗體看得見，比如抗原一定要能被吞噬後處理，透過抗原呈獻作用才能刺激免疫反應。

注意: Antigen/ immunogen/ tolerogen/ allergen/ hapten/ carrier/ T-dependent 
　　　　　antigen/ T-independent antigen 的差別

9.　免疫學在西方醫學最早是由英國的琴納醫生(Dr. Jenner)用在天花(small pox)
　　　　的疫苗預防上，之後法國巴斯德(Pasteur)更進一步地發揚光大。至今免疫學
　　　　在醫學上的貢獻，可以由諾貝爾醫學獎頒發給從事免疫學研究的科學家數目
　　　　之多而得知其重要性。

10.　免疫力是來保護我們個體免於病原菌的感染，因此如果因為病毒感染，如人類
　　　　免疫缺乏病毒(human immunodeficiency virus, HIV)的感染，造成後天性免疫
　　　　缺乏病症(acquired immunodeficiency symdroms, AIDS)，或先天遺傳形成的
　　　　免疫缺乏病症(immunodeficiency)，會使這些人無法抵抗感染。反過來說，有時
　　　　免疫力太強也會造成疾病，如自体免疫疾病(autoimmunity)，過敏反應(allergy)，
　　　　這些過度敏感(hypersensitivity)造成的反應引起的疾病，是臨床上常見的免疫
　　　　疾病，另外移植(transplantation)時，我們也希望能關掉或降低免疫反應。但
　　　　對於癌細胞(tumor)，又希望能增強免疫系統來殺掉癌細胞。因此整個免疫
　　　　系統的調節，從疫苗(vaccine)的預防，到發炎反應造成的組織傷害和現代
　　　　醫學實習習相關。

II.　免疫細胞(immune cells)
1.　免疫系統是由骨髓的骨幹細胞(stem cells)經分化成二個系統(lineage)。

 a.　淋巴系統(lymphoid lineage)：T-細胞，B-細胞和自然殺手細胞(NK cells)。

 b.　骨髓系統(myeloid lineage)：單核血球(monocytes)/巨噬細胞(macrophages)和
　　　　多形核白血球(polymorphonuclear granulocyte)包括中性球(neutrophils)，
　　　　嗜鹼白血球(basophils)，和嗜伊紅血球(eosinophils)。

2.　淋巴細胞(lymphocytes)，它主要在主要淋巴器官(primary lymphoid organ)如胸腺 
　　　　(thymus)及骨髓(bone marrow)產生，每天有 109 個，人體大約有 1012 個
　　　　淋巴細胞。在血液裏20％的白血球是淋巴細胞，它的大小約 6～10μm 直徑。

 a.　在胸腺(thymus)分化成熟的細胞，稱來自胸腺的細胞(thymus-derived lymphocytes, T-cells)
　　　　或T-細胞，在骨髓(bone marrow)成熟來自骨髓的細胞(bone marrow-derived 
　　　　lymphocyte, B-cells)或B-細胞。

 b.　淋巴細胞(lymphocytes)是一群異質性(不同成份形成的，heterogeneous)的細胞，可以
　　　　根據細胞表面上的標幟，如CD (cluster designation) 來分成不同次細胞族群(subsets)。

 c.　T-細胞有幫助性T-細胞(Th1, Th2)，殺手T-細胞(Tc, cytotoxic T lymphocyte, CTL)，抑制性 
　　　　T-細胞(Ts)，延遲性 T-細胞(TDTH)... 等，每一種細胞有它特定的功能及特定的 CD標幟，
　　　　如 Th1/ Th2 為 CD4+陽性，殺手T-細胞為 CD8+陽性。

 d.　T-細胞上辨認抗原的構造是抗原接受体(T cell receptor, TCR)，TCR有二種 TCR-1 (γδ), 
　　　　TCR-2 (αβ)，血液中的 T-細胞 90～95％ 是 αβ型式。 只有5～10％或在黏膜區的
　　　　T-細胞是 γδ型式，γδT-細胞的角色尚未清楚。T-細胞受体看到的抗原是抗原
　　　　決定位(epitope) 和主要組織相容抗原(MHC)連接在一起，CD4+ Th 
　　　　看MHC classII, CD8+ Tc 看MHC class I。

 e.　B-細胞上辨認抗原的構造是細胞膜上的IgM或IgD，構成所謂B-細胞抗原接受体
　　　　(B cell antigen receptor, BCR)。和T-細胞的抗原接受体不同的是，B-細胞的
　　　　抗原接受体可以直接結合抗原。

 f.　自然殺手細胞(Natural Killer cells, NK cells) 是一群在血液中可達15％的
　　　　淋巴細胞，在形態上是稱作large granular lymphocytes，NK 細胞可以殺死某些
　　　　癌細胞或病毐感染過的細胞。

3.　單核的吞噬細胞(mononuclear phagocytes)，主要執行二種功能，一是吞噬抗原，
　　　　所謂專業的吞噬作用(professional phagocytosis)，另一是處理後再呈獻抗原
　　　　決定位給 T-細胞的抗原呈獻作用(antigen presentation)。

 a.　很多細胞如單核白血球(monocytes)、巨噬細胞(macrophages)、蘭格漢氏細胞
　　　　(Langerhans' cells)、interdigitating細胞、follicular dendritic 細胞、
　　　　Kupffer細胞或小神經膠質細胞(microglial cell)皆有抗原呈獻作用的功能。

 b.　單核白血球/巨噬細胞具有黏著(adhere)到玻璃(glass)或塑膠(plastic)器皿
　　　　的特性，它們除了有吞噬作用、抗原呈獻作用的功能外，還能釋放細胞激素如
　　　　TNFα, IL-1, IFNs ...等，可以影響淋巴細胞的活化。

4.　抗原呈獻作用(antigen presentation)

 a.　打入體內的抗原，絕大部份都被分解掉，只有 ＜1％的抗原透過抗原呈現作用
　　　　參與免疫反應，所以抗原的呈現是免疫反應的速率決定步驟，所謂抗原的處理
　　　　是指巨噬細胞(macrophage)將抗原吞噬進入吞噬溶酷体(phagolysosome)，分解
　　　　成片斷，其中某特定的片斷（即epitope）再和MHC classII結合，這種胜呔和
　　　　MHC的連結(peptide/MHC)和T-細胞上的T-細胞受体(TCR)作用，就能刺激T-細胞
　　　　活化。

 b.　抗原呈獻作用有二種方式，外在路徑(exogenous pathway)是指對於水溶性蛋白
　　　　質(soluble protein)，經由吞噬作用，分解後再和MHC classⅡ分子結合刺激 
　　　　CD4+ Th-細胞，幫助B-細胞，產生抗體。另一個是內在路徑(endogenous 
　　　　pathway)，假如是病毒感染細胞，病毒在細胞內複製，一些病毒的蛋白會和体內
　　　　的MHC classⅠ結合，刺激CD8+ Tc 細胞。

 c.　抗原(antigen)要經過處理(process)後透過peptide/ MHC 方式才能刺激T-細胞，
　　　　吞噬作用(phagocytosis)和抗原呈獻作用(antigen presentation)可以分成二件
　　　　事，有些細胞不必經由吞噬作用也可以呈獻抗原作，如己活用的B-細胞(activated B)
　　　　利用它的表面免疫球蛋白(surface immunoglobulin)也可以做為抗原呈獻細胞
　　　　(antigen presenting cells, APC)。

5. 多形核白血球(polymorphonuclear granulocyte, PMN)又叫顆粒白血球(granulocytes)，
　　　　它是由骨髓產生，人體每分鐘產生 80×106 個，它的壽命只有2～3天，(單核血球
　　　　則有幾個月到幾年)，它構成體內白血球(leukocytes) 的 60～70％。PMN可以在
　　　　血管內或血管外(extravascular site)找到。PMN會透過黏著血管的內皮細胞，
　　　　經由所謂血球滲出現象(diapedesis)，離開血管，進入組織。PMN的主要功能是吞噬
　　　　作用，吞噬後它即死掉，在細菌感染時，血液的 PMN會迅速增加，用來抵抗及吞噬
　　　　細菌，因此若因治療或其他遺傳因素造成 PMN缺失，則易有伺機性細菌感染。

 a.　中性球(neutrophils)，它佔PMN的 90％，大小約10～20 μm 直徑，它受趨化因子
　　　　(chemotactic factors)如補體、激呔(kinin)、分解纖維蛋白系統活化產物，甚至細菌
　　　　的成分的刺激，會利用血球滲出方式(diapedesis)離開血管，產生發炎反應。中性
　　　　球內含有很多酵素，或有害物質，可以殺死細菌或傷害組織，它是發炎組織中
　　　　最常見的細胞。

 b.　嗜伊紅血球(eosinophils)，它佔血液內白血球的 2～5％，細胞內的顆粒(granules)
　　　　含有一些物質，它在氣喘(asthma)或寄生蟲感染扮演重要的角色。

 c.　嗜鹼白血球(basophils)在血液內佔白血球的 0.2％，在組織中的肥胖細胞(mast 
　　　　cells)，其功能和嗜鹼白血球類似。肥胖細胞分成兩類，一種是黏膜的肥胖
　　　　細胞(mucosal mast cells)，另一是結締組織的肥胖細胞(connective tissue 
　　　　mast cells)。肥胖細胞內顆粒的媒介物和氣喘過敏很有關係。

Critical thinking:
1.　免疫系統為什麼要如此費週章的演化，以適應各種不同的病原菌？
2.　如果一個人的免疫系統的發育上，有先天上的缺陷，會造成什麼樣的後果？
3.　免疫系統的細胞為什麼如此多的分類？
4. 各種 T-細胞的功能如何？我們如何區分它們？

找尋正確的目標基因且進行更多研究
隨著基因分析所提供的大量和疾病相關之新基因標的物資訊，這基因標的物的價值功能評估便成為一個提升新藥開發效率的關鍵之一，許多公司都在找尋可以快速且有效率地將基因上的新發現轉變成新產品的方法，在新藥開發的初期，判定新目標基因的市場價值是相當重要的，同時也必須做出正確的決定來針對特定基因進行新藥開發。

在惠氏藥廠中，目標基因的價值評估意味著提供表現在相關組織和特定細胞中和疾病相關的基因資訊，且調控這些基因標的物的活性可以在細胞培養和動物模式中證實改善特定疾病的性狀。惠氏藥廠大都自行進行疾病基因標的物的價值評估，不論是在核心研究團隊如基因分析部門或是在藥物治療的領域。

惠氏藥廠基因分析部門主管Charles Richard 三世表示：「我們利用許多不同的方法進行基因功能上的效用評估，但是目前最主要的工具還是在細胞培養模式中利用RNA干擾 （RNAi）、阻斷基因表現的方法（如果可能的話）或是利用基因工程將老鼠體內的特定基因過度表現或是阻斷其表現來評估，這些疾病相關基因功能效用評估實驗的結果將被用來確定基因標的物的市場價值優先次序，並且藉著初期大量篩選的結果來決定是否針對某特定基因進行新藥開發與否。」

在技術上主要的挑戰在於如何研發並利用機械性的方法在細胞培養系統中進行基因功能效用評估。Antisense （反向） DNA和一些核酸酵素（ribozymes）的使用已經很難獲得可信賴的結果，因此RNA干擾的技術已經迅速成為在細胞培養或是動物模式中阻斷特定基因RNA表現的新選擇。

雖然RNA干擾的技術已在許多實驗室成功的運作，但是仍有部分技術上的挑戰仍待克服，這些挑戰包括作用位置選擇的區分和建立可引導性的基因表現系統來調控RNA干擾試劑在更多種不同的細胞型式和系統中作用。除此之外，Richard博士也表示，將RNA干擾實驗的結果和其他疾病相關基因標的物效用分析的方法如對偶基因變異、抑制性月生肽或者中和性的抗體的使用相比較是有益的，且和其他使用小分子抑制劑的結果比較也可進一步確認RNA干擾技術足以應用在基因效能分析上。

人類基因資訊取得的進展和如DNA陣列分析方法的發展都使得我們可以更容易取得大量可供功能效用分析的疾病相關基因資訊。供基因功能效用分析的方法迄今仍無法維持一定步調的進展並導致瓶頸的出現。而RNA干擾的技術則提供了一個較高效率的基因功能分析方式來快速且有效率的在短時間內測試較多數量的疾病相關標的基因並突破此瓶頸。利用這些方法再加上完整的基因圖譜序列分析將有助於建立一系列和特定基因家族或是和廣泛基因相關的RNA干擾試劑。Richard 博士認為，接下來的挑戰將包括了確定這些試劑是否在實際狀況下確實有能力減少目標基因mRMA或是蛋白質的表現（如果要同一時間分析成百上千個基因將較只分析一個來得困難許多），以及在相關的細胞實驗模式中，能否將這些試劑有效率地運送到其作用位置。

eXpress Profiling（XP）
Althea公司（聖地牙哥）使用表現大量基因的方法eXpress Profiling（XP）來進行疾病相關基因效能的研究分析，這個技術平台提供研究人員分析目標基因和特定疾病間的相關性。Joseph Monforte博士表示，針對特定疾病，應用XP於研究中將可提供大量和此疾病相關基因的效能分析的資訊。XP分析方法被設計來監測在特定疾病訊息路徑中基因表現的變化，並且利用這方法分析所得到的結果可提供我們一些特定疾病和多種不同基因表現的相關性。Monforte博士也認為，細胞是極複雜的系統，大多數的時間，當我們阻斷某疾病路徑但我們仍然可以偵測到此路徑活性時，我們可以思考這將是值得我們去探索發現的一個很好標的。如果可以了解引起某種疾病所牽涉到的特定基因改變將可以減少花費時間在尋找並排除多數不相關的基因資訊，且可將大部分資源投入在這最具價值的藥物作用標的研發上。分析和疾病相關不同基因間的整個交互作用網絡較之前針對單一訊息路徑的傳統方法似乎較具優勢，利用XP分析，可以取得導致某種疾病發生所引起不同基因間變化的動態資訊，所以我們不僅可以從中得知和疾病相關聯的基因為何，除此之外，我們也可以明白疾病產生過程中欲測基因標的和其他相關連基因間的交互作用。Monforte博士說到”我們的顧客大部分的時間都想在其所取得的多數疾病相關基因資訊中釐清任一單一基因是否真正參與其中或其在疾病中所扮演的角色為何，”這個方法的目的即在於允許研究人員在所獲得的特定基因資訊中作出更精確且更低市場風險的選擇來進一步進行新藥開發的工作。

DS GeneAtlas
隨著研究花費的不斷增加和專利的到期，如何快速發展更多的新藥並投入市場獲利已成為近來各藥廠當前重要課題坐@。而Accelrys公司在這領域可以提供的，無論是透過研發部門的合約性合作計畫或是直接提供客戶技術轉移，都可以協助了解在序列或是結構為基礎的層級上某特定疾病相關標的基因的生化功能。Accelrys的電腦生物部部長David J. Edwards也表示可以應用的專一性產品包括了Discovery Studio （DS）基因資料庫，DS SeqStore和可以應用於生物資訊序列分析的GCG Wisconsin package，除此之外，DS GeneAtlas，DS Modeling，Insight II 和QUANTA 也可以透過同質性模式、X 光繞射或NMR結構分析來進行蛋白質3D立體結構的研究。Edwards博士表示，Accelrys的顧客通常在找尋一個可以分析疾病相關標的基因生化功能的工作模式和標的蛋白中主要和其功能相關的結構為何的資訊，而這些資訊將可以提供他們一些何種小分子可能鍵結至標的基因的線索，進而協助他們訂定且選擇針對特定目標基因的初步篩選之化合物資料庫。DS GeneAtlas 是一個高效率的自動化軟體環境被設計來提供預測一個新發現目標基因的假想功能，並可以藉由此軟體分析目標基因序列來預測此序列轉譯而成的蛋白之功能，經由這些資訊，將有助於發現新的治療先驅物。Edwards博士認為DS GeneAtlas 也代表Accelry在發掘新疾病相關目標基因工作上的一個創新，它為生物學家帶來了他們所需要的3D生化資訊（例如預測蛋白序列可能形成的結構及功能）。DS GeneAtlas的重要性在於它可以顯示一般生物資訊序列分析所不能提供的訊息，因此可以給予實驗室中的科學家一個重要的開端來設計接續的實驗以確認標的蛋白的功能及其和疾病的相關性。

ssDNA Expression System
CytoGenix公司（休士頓）的細胞內單股DNA（ssDNA）表現系統已被證實可以有效負向調控目標基因的表現，CytoGenix研發部門負責人Yin Chen博士表示「我們的單股DNA表現技術是被設計來進行高效率且專一性地抑制細胞內特定蛋白表現，這技術抑制了細胞內轉錄、轉譯甚至轉譯後蛋白的功能。」陳博士舉例說明，「在我們對於泡疹病毒的研究中發現，我們可以藉由表現競爭性或是假目標（decoy）的 DNA序列來抑制和病毒複製相關的早期轉錄因子表現，進而達到有效減少病毒數目的最終目標。我們在大學的合作夥伴之一也已經利用反向DNA（Antisense DNA）成功地以超過95%的程度抑制膀胱癌細胞增生所需的一個蛋白（pkca）的表現。」

CytoGenix的反向DNA表現技術包括了將質體DNA送入細胞並生產複製特定的單股DNA。這個單股DNA會鍵結至mRNA上並防止核醣體（ribosome）轉譯mRNA而終止轉錄蛋白的進行。另外，這公司的催化性DNA技術利用CytoGenix質體DNA進入細胞並複製單股DNA，接著這單股DNA便會和mRNA雜交而酵素性的使得 mRNA斷裂，因此防止並中斷mRNA轉錄成蛋白。「Target Validation」代表許多不同意義，CytoGenix公司則將其解釋為利用偵測和阻斷基因表現來驗證基因的功能。一般而言，CytoGenix公司的顧客都在尋找一種經由有效的基因表現阻斷技術確認過的表現型。「我們可以根據客戶所提供一段特定的mRNA序列，在預測二級結構的基礎下，來設計催化性的對應DNA序列。接著便在無細胞或是完整細胞系統下測試這設計出來的DNA序列。最後利用標準方法來偵測基因的表現，無論是在mRNA或是蛋白的層級。」陳博士解釋。

Knockdown Tools
Atugen公司（柏林）提供三種基因阻斷的工具:antisense （GeneBloc）、合成性RNA干擾分子、和核酸酵素。研究部門負責人Klaus Giese博士說：「我們的技術平台包含一套多種使基因不表現的工具，這些工具分別透過不同的作用機制來阻斷同一基因表現。因此，經由這些不同工具作用而分別得到的類似結果將可以使得所觀察的表現型更真實反應臨床上的真實情況。」

這些使基因不表現的工具可以在體內或體外使用來破壞特定的目標mRNA並造成表現型的改變，這些表現型的變化可以在不同的生化層級觀察，當測定mRNA阻斷是否和蛋白表現被抑制有相關時，同時也利用一些細胞層級的分析方法或是人類疾病的動物模式來鑑定特定基因功能的喪失與否。Giese博士表示：「我們可以藉著運用我們的細胞轉殖試劑系列產品來調整實驗條件，使得基因不表現分子更容易送到特定的細胞株內，而可針對客戶的不同需求提供技術服務，亦即我們並不侷限於特定的細胞種類，而且我們已成功的在特別困難進行轉殖的細胞，如T細胞中成功的完成轉殖。除了進行疾病相關目標基因的尋找及效用功能評估外，我們正應用這系列的基因不表現工具在一個稱作SignaLink的計畫中來鑑別疾病生成的訊息路徑。為了鑑定在癌症形成過程中所牽涉的基因為何，傳統方法主要是比較在單一時間點正常細胞和癌症細胞間的差別。因為癌症細胞染色體的不穩定性，使用這些傳統方法得到的結果通常會可觀察到數千個基因間有差異。相較之下，SignaLink則提供一種可以模擬疾病從起始表徵到逐步進展動態過程的新方法，舉例來說，失去抑制腫瘤細胞生長的功能來觀察腫瘤的形成，這樣可以在疾病生成的各個步驟中來鑑定參與其中的基因，無論是在RNA或是蛋白質層級，這將讓我們在整個的疾病進行過程中可以發現到早期的分子變化。」根據Giese博士〞k，「這些發現到的新疾病相關基因接著將藉由以細胞為基礎的實驗系統或是動物模式中來確認是否具有功能，在此，我們也同時應用可誘導的siRNA或是核酸酵素表現系統，這些將有助於我們在疾病進行過程中，研究不同時間點的基因功能變化，Atugen已經在老鼠模式中使用可誘導性的表現系統來判斷新的致癌基因目標是否具有功能。」「我們已經發展出合成性且穩定的siRNA，可以在體內進行致病基因的分析甚至有可能應用於治療上，這些siRNA分子都可以抵抗核酸分解酵素，因此可以避免在體內進行分析時面臨siRNA分子穩定性的問題。透過這些研究，我們將可以學習到更多在癌症生長及轉移時，特定基因所扮演的角色。」

） RNA Lasso
SomaGenics公司（Santa Cruz, CA）專精於以RNA為基礎的基因抑制劑生產，Soma Genics的總裁Brian Johnston表示「SomaGenics可以針對任何感興趣的基因生產基因抑制劑，Soma Genics也可以針對客戶需求有興趣的細胞株提供適當的實驗步驟計畫來將這些抑制劑運送到細胞內，如果消費者有興趣使用Soma Genics的抑制劑當作治療藥物，我們也有技術轉移或是共同合作研發這些分子的計畫。」這個公司領先的技術之一為RNA 套索（Lassos），RNA 套索可以先和目標mRNA形成雙股螺旋結構，接著連結套索的尾端，便和目標RNA形成繩結或是超螺旋般的構造，這種作用模式包含了非常強的鍵結作用和單一核苷酸的高選擇性，和以往強的鍵結會導致低選擇性或是高選擇性卻需要較弱的鍵結能力明顯不同且較佳。舉例來說，位於一段含20核苷酸鏈上的單一的配對錯誤（mismatch）會防止RNA 套索的鍵結，純化的RNA可以像DNA載體一樣被運送至細胞內且被認為具有很低甚至不具細胞毒性，這將有助於長期或是小分子在標的組織中調控RNA 套索的表現。現今大多數的反向DNA方法只具有些微的效力，這也正是我們面臨的挑戰之一，而RNA干擾技術的出現，將有助於我們克服這難題。Johnston博士表示，「許多公司在尋找一個技術或是有經驗的研究人員來滿足他們對於尋找特定疾病相關基因的需求，同時也須對客戶的特定需求兼具彈性及有所回應。除了設計特定的抑制劑，SomaGenics也正發展以資料庫為基礎的方法，可以根據表現型來選擇特定的基因抑制劑，甚至是在目標基因還未知的時候。」不像RNA干擾技術或是其他大多數的反向DNA方法，RNA 套索並不會破壞作用標的mRNA，而是簡單的阻斷轉譯或是蛋白質的結合。和之後的舉例類似，利用特定的插入序列（intron）來阻斷移接（splicing）的訊息，RNA 套索似乎是具潛力的理想試劑來影響特定移接片段的改變。

Johnston博士表示既然接近半數的人類基因的移接形式都不相同，且這些不相同的基因移接片段相互間的功能也相差甚鉅，如果可以在不去活化標的基因情況下來改變基因移接形式，這將是在治療或是基因分析應用上非常有力的工具。已經接受將近20個美國政府的合約的SomaGenics最近接受NIH的計畫，就像應用在基因移接的調控，而將其技術應用在研究多重性硬化症及C型肝炎的治療上。