隨著基因治療研究的不斷深入，目的基因的精確表達已經成為首要問題。由於解決上述問題最好的方法就是擁有1系列複雜嚴密的基因調控系統，所以研究者們1直在尋求1種高效可靠的誘導調控體系，而RU486誘導調控系統就是目前找到的較好的1種。近10年來這1系統的研究已很廣泛，它的結構也有幾次大的改進，現就此予以綜述。
1 RU486調控系統的結構
1 RU486調控系統的基本結構
RU486調控系統是1994年被Wang等[1]提出的，它由嵌合調控子反式作用調控區和目的基因區兩部分組成。反式作用調控區含有任意啟動子控制下的嵌合調控子（chimeric regulator, GLVP），後者是1種嵌合型的可誘導轉錄因子，它包括酵母轉錄因子Gal4的DNA結合區（Gal4DBD）、單純皰疹病毒蛋白VP16啟用區（VP16AD）和PR-891突變體改良後的C末端配體結合區（PRLBD-891）3部分。目的基因區是指在最小啟動子（TATA盒或胸腺嘧啶脫氧核苷激酶啟動子tk）和4個Gal4 DNA結合區串聯體（p17×4）調控下的目的基因，如圖1。
在GLVP中，Gal4DBD 代替了孕酮受體的DNA結合區，從而避免了任何啟用內源性孕酮敏感性基因的可能，並且由於GAL4 DBD在哺乳動物細胞中不存在，目前也沒有發現任何哺乳動物的靶基因可以被Gal4啟用，所以這1調控子只會調控目的基因的表達，而不會影響任何內源基因[1]。PR-891是指野生型孕酮受體在891位點平頭切斷造成的突變體，因此其不能與孕酮受體啟用劑R5020結合，但卻可以與抗孕酮片RU486結合，從而在RU486存在時啟用孕酮受體介導的基因。這可能是由於PR-891比野生型受體少42個氨基酸，而孕酮結合位點屬於缺失的下游內，RU486結合區則位於上游位置[2]。這就避免了給予RU486時，啟用內源性孕酮受體誘導其它基因引起1系列的細胞反應。並且由於反式作用調控子是1種嵌合型的可誘導轉錄因子，所以它不再與孕酮反應元件（PREs）或糖皮質類固醇應答成分（GREs）結合[3]，干預孕酮受體介導的轉錄，取而代之的是在RU486作用下，這1調控子僅僅與目的基因區的Gal4DBD結合，並激活目的基因轉錄表達[2]。由於PRLBD-891的轉活能力較差，而VP16AD，即VP16的 C末端為酸性，可以直接與轉錄起始複合物中的轉錄因子TFIIB、TATA結合蛋白（TBP）和TBP輔助因子TAFII40相互作用，具有很強的轉活功能。
在目的基因區內，啟動子有兩種：胸腺嘧啶脫氧核苷激酶啟動子（tk）和腺病毒E1b基因中僅僅包含TATA盒的最小啟動子。Tsai[2]等使用氯黴素乙醯轉移酶（CAT）作報告基因對2者進行比較發現，p17x4-TATA-CAT比p17x4-tk-CAT轉染時CAT基礎活力明顯要低1些；而給予RU486後，前者的CAT效能可達大約50倍，後者僅有10~15倍。這可能是由於tk啟動子中含有GC和CAAT盒等序列，從而使轉錄效能較大。所以TATA盒啟動子結構應用於要求目的基因的基礎表達很低時，而在基礎活力稍高能夠耐受，要求轉錄效能很大時應使用tk啟動子結構。對於p17x4，Gal4 DNA結合區的4個串聯體則在這1系統中可以提供最大的轉錄效能。
2 RU486調控系統的結構改進
為了使RU486調控系統將來能夠應用於人類的基因治療，降低細胞毒性和免疫原性，Mark等[4]1999年使用NFκB家族成員――人的p65啟用區（286~550）替代VP16啟用區，構建出新的RU486反式作用調控區（GLP65），以減少VP16啟用區可能帶來的免疫反應。他們發現使用TATA盒啟動子啟動目的基因時，在沒有RU486的情況下，GLP65的基礎活力明顯低於GLVP；給予RU486後兩個調控子均表現出配體劑量依賴性的目的基因表達，這時GLVP組目的基因的表達更多，不過由於GLP65的基礎值很低，所以RU486給予時，目的基因的表達倍數會更高。tk做目的基因啟動子時，上述兩種RU486系統則不管是否給予配體，兩者的作用相當。所以在使用GLP65時，最好選用TATA盒啟動子作為目的基因的啟動子。
另外，Mark等[4]在反式調控區與目的基因區之間插入小雞β-球蛋白5’端區域作為絕緣子（INS）將2者分隔，使目的基因在沒有RU486的情況下不受調控系統的調節而產生表達。但是他們發現在活體大鼠模型，沒有RU486表達，有無絕緣子都不會有目的基因的表達；但是HELA細胞水平上，不含絕緣子者的目的基因則會有較少的表達，而含絕緣子者沒有。
2 RU486調控系統的啟用
RU486調控系統的啟用過程與甾體類激素被其配體啟用相似。反式作用調控子可以在不同的組織定向啟動子作用下，在各自靶向的組織或細胞進行表達。當存在RU486時， RU486與PRLBD-891相結合，促使反式作用調控子發生構象變化形成2聚體而啟用，啟用的反式作用調控子與目的基因上游的Gal4 DNA結合區4聚體結合，從而啟動目的基因的表達，如圖2。反之，在沒有RU486的情況下，由於反式作用調控子的`構象不會發生變化，所以RU486調控系統不能被啟用，即目的基因不能轉錄表達。這樣，RU486調控系統便可根據RU486的量及給予時間，對目的基因的表達水平及其表達時程的長短進行控制[2]。
圖2 RU486調控系統啟用示意圖
3 RU486調控系統的特點
1. 調控子的啟用依賴於RU486的給予。在沒有RU486的情況下，調控子所表達的蛋白沒有毒性，也不傳遞表型，調控子不能啟用目的基因的表達。只有給予RU486啟用調控子後，目的基因才會表達蛋白。
2. RU486調控系統在轉錄水平調控目的基因的表達，所以可以直接控制後者的表達。
3. RU486給予量很小，僅僅能夠啟用調控子，並不能抑制內源性孕酮受體或糖皮質激素受體的功能。眾所周知，RU486作為孕酮和糖皮質激素的拮抗劑時，它的濃度範圍須達微克分子級，所以在臨床使用中RU486作為流產藥物的劑量應達600mg或10mg/kg。然而，在RU486調控系統中的RU486只需很少的濃度就可使目的基因表達。Wang等曾做RU486的濃度對照實驗發現，當RU486濃度僅有0.1nmol/l時即可誘導目的基因的表達，並且系統達到最大活力時的濃度也僅須1nmol/l，這1劑量要比產生內源拮抗作用的濃度低1000倍[1]。
4. 調控過程是可逆的，且其使目的基因大量表達。RU486停藥後目的基因表達停止，RU486的重複給予也會重複誘導目的基因的表達。
5. RU486調控系統非常適用於中樞神經系統的基因治療。因為服用RU486後，其很容易通過血腦屏障，在臨床中可以安全使用。
4 RU486調控系統的應用
1 RU486調控系統在單純皰疹病毒載體（HSV）中的調控
Oligino[5]等將RU486系統引入無複製能力HSV載體中，lacZ為目的基因的目的基因區（p17x5-TATA-lacZ）插入HSV的胸腺嘧啶脫氧核苷激酶位點，反式作用調控區（VP-GL）置入同1載體的糖蛋白C位點，構建成HSV重組病毒GVHLZ。在病毒轉染Vero細胞24h後，他們發現如果不給RU486，lacZ表達很低；若將細胞培養在含10-7mol/L的RU486基質中時，lacZ就會大量表達。並且，10－7mol/L的RU486即可使目的基因表達達最大。將GVHLZ注入SD大鼠海馬後12和36h，給予RU486或生理鹽水作對照，48h後處死大鼠取出海馬進行檢測，Oligino發現lacZ表達比對照組高達150倍。
2 RU486調控系統在腺病毒載體（Ad）中的調控
Magnus等[6]首次將RU486系統引入重組腺病毒載體中，CAT作為報告基因與p17x5-TATA結合插入Ad中形成AdG5TripCAT，反式作用調控區插入Ad形成Ad5dl309，將兩者共轉染HeLa細胞。他們在轉染開始給予RU486後16h用ELISA法檢測CAT的表達，發現CAT的表達隨RU486給予量增加而逐漸增大，當RU486達4umol/l時CAT達最大。
2004年，錢程[7]等成功構建出RU486調控並攜帶IL12的第3代腺病毒，並將其進行了體外及體內的實驗驗證，發現RU486可以誘導和調控IL12的表達，這種誘導呈劑量依賴性變化，並且在調整RU486的給藥間隔和重複給藥，IL12的表達也會隨其波動變化或維持在1定水平，RU486調控系統的基因開關作用表現完全。最近，Schillinger[8]等也將RU486誘導調控系統引入到高血壓的基因治療，將RU486調控系統控制的心房利尿肽（ANP）插入到第3代腺病毒載體中，從而實現了對ANP表達的劑量和時程控制。並且第3代腺病毒的超大容量、低免疫源性和低細胞毒性等優點使得這1系統更加完美。
3 RU486調控系統在果蠅中的調控
Gregg Roman[9]等利用RU486調控系統對轉入果蠅的目的基因進行時間和空間的調控。他們將RU486調控系統插入到P{Switch}放大檢測元件構成的質粒注入果蠅胚胎中，待果蠅4天大時給予RU486飲食。結果發現通過RU486基因開關可以對目的基因進行時序上的調控，在給予RU486飲食後1h即可得到非常高濃度的表達，3h後指示針可以檢測到目的基因的活力。並且RU486的給予不會引起任何的不良反應，它不會增加果蠅的致死率，也不會影響果蠅的趨光性、趨地性和逃避反應等行為，僅有基因開關的誘導功能。Osterwalder[10]等則利用RU486調控系統對組織特異性的基因表達進行調控，發現在果蠅胚後期，RU486調控系統可以調控幼蟲神經肌肉接頭突觸前後的轉基因表達。
4 RU486調控系統在轉基因動物中的調控
2005年Bo等[11]又將RU486誘導調控系統轉入到轉基因大鼠體內，通過控制RU486的給予觀察轉基因大鼠心內轉基因的表達。他們使用心臟特異性α肌球蛋白重鏈（αMHC）啟動子調控GLP65系統，將含有反式作用調控區的載體注射入FVB/N受精卵的前核得到αMHC-GLP65轉基因大鼠，然後同樣方法得到含人生長激素目的基因區（17X4-tk-hGH）的轉基因大鼠，兩者雜交得到雙重轉基因大鼠（αMHC-GLP65/Hgh），然後每天給大鼠腹腔內注射RU486（500ug/kg）觀察。結果發現不給予RU486，hGH的表達始終處於很低的基礎值；而隨著RU486的不斷給予轉基因大鼠的hGH呈劑量依賴性表達，但在停藥後7天內轉基因表達即可降至基礎水平；對於單轉基因αMHC-GLP65大鼠，給予RU486後未發現任何表型出現。並且他們還首次報道，這1調控系統的作用對於任何年齡的大鼠都可適用。
5 其他的基因開關
目前基因開關的種類已經有很多，如4環素調控系統、甾體激素、免疫抑制劑、β-D-異丙基硫代半乳糖苷、FK1012細胞膜調控系統等等。雖然這些調控系統各自有各自的應用範圍和優點，但是其中有些可能會啟用其它的內源基因，如FK1012細胞膜調控系統，它是運用1種免疫抑制劑FK506的2聚體FK1012，通過啟用細胞酪氨酸激酶途徑來調控基因表達，因此由於細胞膜受體激酶級聯反應干預多種內源基因的表達，所以這1系統無法調控特異的目的基因[2]。有些效力較低，或者在動物和人轉基因運用中毒性較大（β-D-異丙基硫代半乳糖苷）。4環素調控系統則由於4環素在骨與其他組織的清除率較慢而引起關注。