RNA干扰技术(RNAi)于2006年获得了诺贝尔生理学和医学奖。小干扰RNA(siRNA)不仅仅是一种出色的分子生物学研究手段,更重要的是,它是一种潜在的具有药物应用前景的生物分子。近年来,siRNA的药物应用成为科研机构和企业的研究热点。经过近10年的研究,siRNA的药物应用依然没有一例通过美国食品和药物管理局(FDA)的批准而上市。这是因为其还面临着一系列的挑战：稳定性差,存在脱靶效应,毒性和免疫反应,给药体系建立困难等。本文就siRNA的药物应用的性质改善作出了尝试。第一部分,针对脱靶效应的问题对siRNA的碱基进行了5-硝基吲哚的修饰。脱靶效应是siRNA在作为药物时必须面对的问题。一般来说,siRNA由正义链(sense strand)和反义链(antisense strand)构成。其中,反义链在RISC (RNA-induced silencing complex)复合物与靶mRNA(target siRNA)进行互补识别,将其切割。而正义链又名passenger strand,它携带反义链进入RNAi通路后,由于化学结构的相似性,同样会组装成为有效RISC,进行我们不希望看到的mRNA切割。针对这一问题,我们设计了一种被称为普适碱基(universal base)的5-硝基吲哚的碱基修饰。通过6步有机合成,我们得到了亚磷酰胺单体并用于固相合成,得到了共45条单5-硝基吲哚修饰的siRNA。通过熔链温度的测定,我们发现单个的5-硝基吲哚不会引起修饰双链较大程度的热力学稳定性降低。通过圆二色谱的检测,我们确定单个的5-硝基吲哚修饰不会引起大程度的双链整体构象变化,依然保持着A构型RNA双链结构。用萤火虫双荧光素酶报告系统,我们系统性地检测了基于siNPY305和siKIP04序列的38个逐点修饰的siRNA的不同位点修饰对干扰效果的影响；并发现当单个5-硝基吲哚修饰于正义链15位时,可以使得正义链的干扰效果极大程度降低,而反义链的干扰效果得到保持甚至少许提升。通过共计九条不同siRNA序列的修饰,我们确定5-硝基吲哚用于正义链15位的修饰可以作为一种普适的方法用于有效降低正义链引起的脱靶效应。这些结果对于今后设计更有效而精确的siRNA提供了一种可行的方式。第二部分,我们研究了一种全新的siRNA纳米颗粒的构建方法。利用纳米尺寸载药体系进行siRNA给药已经被证实是有效的。因为有研究证明,在某些组织中,如肝脏肾脏和一些肿瘤中,只有在5nm到200nm之间大小的纳米颗粒才可穿过其毛细血管内皮。但在构建包含siRNA的纳米颗粒时通常作为药效团的siRNA含量较低,含有大量辅料,如何构建高siRNA载量的纳米颗粒,降低由辅料带来毒性或免疫反应的可能性,是siRNA药物应用中亟待解决的科学问题。我们希望通过最少的化学修饰直接将siRNA构建为纳米颗粒。经过设计,我们通过简单的三联体RNA,通过条件控制,构建了良好分散的,尺度控制(直径30nm左右)的阿基米德立体RNA纳米颗粒。它具有极高的siRNA载量(87%,质量比),辅料极少。这种纳米颗粒具有良好的生物学功能。我们通过体外实验验证了这种球形颗粒能够被体外重组的Dicer酶切割生成siRNA。同时萤火虫双荧光素酶的检测体系中,也显示了其具有很好的干扰效果(序列优化后可达到177pMIC50)。此外,这种纳米颗粒体现了极好的血浆稳定性。这些发现有利于今后siRNA给药方法研究以及RNA纳米技术方面的研究。针对siRNA药物面临的稳定性差,存在脱靶效应,毒性和免疫反应,给药体系构建困难这些主要问题,我们做出成功尝试。5-硝基吲哚修饰能有效降低脱靶效应。阿基米德立体RNA纳米颗粒构建：1)体现极好的血清稳定性；2)化学修饰极少,降低可能产生毒性或免疫刺激的可能；3)有良好的生物学功能等,是理想的给药体系。