MicroRNA作用机制研究的新进展
中国科学 C辑:生命科学 2009年 第39卷 第1期: 109 ~ 113 www.scichina.com life.scichina.com
109 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS
MicroRNA作用机制研究的新进展
赵爽, 刘默芳*
中国科学院上海生命科学研究院, 生物化学与细胞生物学研究所, 分子生物学国家重点实验室, 上海 200031 * 联系人, E-mail: mfliu@sibs.ac.cn 收稿日期: 2008-09-04; 接受日期: 2008-11-28 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2005CB724603)和国家自然科学基金(批准号: 30770474)资助项目 摘要 microRNA(miRNA)是一种非蛋白质的新型基因表达调控因子, 对真核生物基因表达起非常重要的调控作用. 关于miRNA的功能及作用机制方面的研究是当前生命科学研究的前沿热点, 研究人员陆续提出了一些假说模型, 诸如翻译起始抑制、翻译起始后抑制、mRNA降解、P小体(Processing Body), SG(Stress Granules)颗粒扣押靶mRNA等来阐述miRNA 如何抑制其靶基因的表达. 此外, 最近还有文献报道了一些全新的miRNA作用方式, 如去抑制和miRNA 激活作用等. 本文将简要介绍一些miRNA作用机制研究的新进展及相关作用模型. 关键词 miRNA 负调控 去抑制 正调控 P小体 SG颗粒
准确的基因表达调控对生物体的生长发育和功能至关重要, 基因表达调控异常是疾病发生的主要原因. 在过去的数十年间, 对基因表达调控的研究主要集中在蛋白质转录因子介导的基因表达调控方面. 研究发现, 它们通过激活或抑制基因转录控制基因的表达, 在基因组信息转化为分子效应和生物效 应过程中发挥着重要的作用. 最近, 在动、植物及病毒等生物中发现了一系列小分子非编码RNA (small noncoding RNA), 包括miRNA(microRNA), siRNA (small interfering RNA), piRNA(piwi-interacting RNA)和esiRNA (endogenous siRNA)等, 它们分别在转录水平、转录后水平及表观遗传水平等方面控制基因的表达, 组成了RNA 调控网络, 调控包括细胞增殖、分化和凋亡等一系列生理进程, 影响生物体的生长发育, 并与多种人类疾病的发生密切相关[1]. 这些小分子RNA的发现, 揭示了真核生物一种新的基因表达调控方式. miRNA是小分子非编码RNA家族的重要成员. miRNA与siRNA共用生成途径和作用途径中多种蛋白质因子. 但二者也有一些明显的区别, 如siRNA主 要是由外源提供的小分子RNA, 通过引发靶mRNA的切割负调控靶基因的表达, 而miRNA是基因组编码的内源性小分子RNA, 通常在翻译水平负调控靶 mRNA的表达. miRNA基因由RNA聚合酶Ⅱ或/和Ⅲ 转录[2,3]. 动物miRNA加工成熟一般需要两个RNase Ⅲ家族酶——Drosha和Dicer参与. 最近发现Ago(Ar- gonaute)蛋白在miRNA加工成熟中也发挥作用[4]. miRNA调控是通过RNA诱导基因沉默复合物(RNA- induced silencing complex, RISC)完成的, 复合物的核心成员是Ago 家族蛋白, 还有一些功能未知、非RISC核酸酶活性必需的蛋白成分, 如FXRP, RNA 解旋酶等, 也存在于复合物中[5,6]. 通常认为, miRNA与Ago1结合, 组成miRNA效应器复合物(miRNA- RISC, miRISC), 执行靶mRNA翻译抑制; 而siRNA与Ago2结合, 组成siRISC, 执行靶mRNA降解[7]. 最近有人对这种miRNA/siRNA分选模型进行了校正, 认为miRNA/siRNA都可以被Ago1或Ago2结合[8,9], 这为miRNA介导切割提供了可行性. 过去认为Dicer生产的miRNA: miRNA*双链, miRNA作为向导链被组装入miRISC, 互补链miRNA*则被迅速降解. 但最 赵爽等: MicroRNA作用机制研究的新进展
110 近研究发现, 虽然miRNA*种类不如对应的miRNA丰富, 但它们常常以适当的生理水平存在, 并同样可以被Ago蛋白结合[10]. miRNA主要是通过5′端被称为种子序列(Seed Sequence)的7 nt序列与位于靶mRNA 3′UTR的miRNA调控元件(miRNA Regulatory Element, MRE)相互作用, 识别靶mRNA[11]. 一些靶mRNA 的其他特征, 如MRE附近富含AU序列、靶mRNA与miRNA的13~16位碱基配对、MRE距离终止密码子15 nt以外、不位于长3′UTR的中间、邻近共表达miRNA的识别位点等, 可增加miRNA的作用效率[12]. miRNA与靶mRNA之间的配对程度决定了miRISC抑制靶mRNA的方式: 高度配对的miRNA, 如大部分植物miRNA, 将通过类似于siRNA的作用机制, 导致靶mRNA切割和降解; 相反, 在动物中大部分miRNA与靶mRNA不完全配对, 则可能是通过翻译抑制发挥作用. 在过去的几年间, 研究者陆续提出了一些不同的、甚至互相矛盾的假说模型, 来解释miRNA如何抑制其靶基因表达. 但对miRNA准确的作用机制, 目前还没有统一的观点. 本文将简述miRNA 作用机制研究的新进展及miRNA的一些新功能. 1 miRNA翻译起始抑制机制 关于miRNA翻译起始抑制机制目前主要有3种观点: 第一种观点认为miRNA可能通过抑制全能性核糖体的组装而阻断翻译起始[13]. 因为研究发现被miRNA沉默的mRNA没有或鲜有偶联完整的核糖体, 部分研究者认为miRNA可能通过抑制全能性核糖体的组装而阻断翻译起始[13]. 这种观点被至少两个新近的证据支持: Thermann等人[14]在一个体外研究中发现, 果蝇的miR-2抑制全能性核糖体的前体-48S翻译复合物的组装, 该复合物添加60S亚基后即形成全能性核糖体; Chendrimada等人[15]发现, EIF6是一种可以抑制核糖体40S和60S亚基结合、阻断80S全 能性核糖体形成的蛋白, 与Ago/RISC直接相互作用, 并且在哺乳动物和线虫中, 缺失EIF6影响miRNA介导基因沉默. 然而, RISC是否通过与EIF6相互作用诱导40S和60S核糖体解聚？还有待于进一步的研究. 第二种观点根据miRNA 抑制要求靶mRNA m7G 帽子的存在, 认为miRISC 可能抑制翻译起始复合物的形成[13,16]. 这个假说最近也找到了一些新证据: 研究者在一个体外系统中发现, 增加eIF4F复合物(含有m7G 帽子结合蛋白、翻译起始因子eIF4E)水平可回复miRNA翻译抑制[17]; 与之一致的是, 另一个研究组[18]发现, Ago2中间结构域类似于eIF4E, 具有结合m7G 帽子的活性, 推测经miRNA招募到靶mRNA 3′UTR的Ago2, 与起始复合物eIF4E/G竞争结合m7G帽子, 从而抑制翻译起始复合物的形成. 此外, miRNA还可能通过阻止polyA结合蛋白poly A binding protein (PABP), 与mRNA结合影响翻译起始. Wakiyama等人[19]发现, miRNA引起靶mRNA脱腺嘌呤反应(deadenylation), 导致 mRNA的polyA尾巴缩短, 但mRNA的稳定性似乎并不受影响, 只是polyA 尾巴缩短使PABP结合mRNA受阻, 从而影响了翻译起始. 2 miRNA翻译起始后抑制 虽然上述证据支持miRNA抑制翻译起始, 但也有研究发现, 一些被miRNA抑制的mRNA与翻译活跃性的多核糖体偶联, 说明有一些miRNA的抑制作用不是发生在翻译起始[20,21]. 此外, Petersen等人[22]发现, 经内部核糖体进入位点(Internal Ribosome En-try Site, IRES)起始、不依赖于mRNA m7G帽子的翻译也可以被miRNA抑制, 这进一步证明miRNA抑制是发生在翻译起始之后. 虽然这些研究证明了miRNA沉默作用确实是发生在翻译起始后、新生多肽完成前, 但关于miRNA究竟如何在翻译起始后发挥抑制作用, 目前还没有一致的结论. 研究者推测, miRNA可能引起新生多肽链的翻译同步降解[21], 或者是在翻译延伸过程中, miRNA引发大量的核糖体脱落及高频次的翻译提前终止, 产生的不完整多肽产物则被迅速降解[22]. 3 miRNA介导mRNA衰减 Wu等人[23]首先发现, miRNA可以诱导与之不完全配对靶mRNA的衰减, 下调靶mRNA的水平. 这种miRNA诱导mRNA衰减的作用机制被随后的证据所支持[24], 如在斑马鱼的早期胚胎发育中, miR-430控制母本mRNA的代谢, 表明miRNA介导的mRNA衰减机制具有生理学意义[25]. 与之一致的是, Ago蛋白被发现定位于细胞中降解mRNA的RNA颗粒(RNA 中国科学 C辑: 生命科学 2009年 第39卷 第1期
111 granules), 如P小体(processing bodies)中, 这些RNA颗粒中包含常规的mRNA降解酶, 如脱腺嘌呤酶、脱帽酶、核酸外切酶等, 提示这些mRNA降解酶可能参与miRNA介导的mRNA衰减[26,27]. 此外, miRISC的核心成分——Ago家族蛋白有多种异构体, 其中一些成员的内切酶活性也可能协助miRNA介导的mRNA的切割和/或衰减[24,28]. 总之, 这些证据都表明, miRNA可以直接或间接介导靶mRNA的降解, 这改变了最初认为的miRNA调控仅翻译抑制作用的观点. 4 RNA颗粒扣押、降解或储存靶mRNA? 胞浆的RNA 颗粒, 如P小体和SG(Stress Gran-ules)颗粒, 在转录后水平的基因表达调控中具有重要的作用, 它们是细胞储存处于翻译抑制状态mRNA 的场所. 在此, mRNA被降解或/和释放重新进入翻译机器[29]. P小体含有多种mRNA衰减机器的组分, 被认为是细胞的mRNA代谢场所; SG 颗粒特异性地在受胁迫条件下形成, 因此被命名为胁迫颗粒(Stress Granule). 从组成成分看来, SG颗粒更倾向于沉默mRNA翻译, 而不降解mRNA. P小体和SG颗粒常常彼此并列, 动态关联, 二者含有一些相同的组分, 如帽子结合蛋白eIF4E 和翻译抑制子rck/p54, 但它们的成分并不完全相同, 暗示可能有功能差别. 因为发现它们与miRNA作用相关联, 可能是miRNA的胞内作用场所, 这两种RNA颗粒最近受到特别关注. 一些证据表明, 在miRNA存在下, miRISC中的核心组分及与miRISC结合的mRNA定位于P小体和SG颗粒中[26,27,30]. 而且, 有证据表明, P小体的形成与RNA 沉默相关联, 抑制P小体的形成将抑制miRNA介导的翻译抑制, 反过来, 抑制RISC也同样抑制P小体的形成; 更值得注意的是, 一些研究证明, siRNA/miRNA都可以在哺乳动物细胞和果蝇细胞中诱导P小体的形成[31]. 鉴于P小体和SG颗粒的内在联系, 可以推测P小体和SG颗粒可能执行相互联系但又不同的功能. 推测被miRISC结合的mRNA进入P小体和SG颗粒中, 即被这些RNA颗粒中的翻译抑制子剥夺了与核糖体和翻译机器结合的可能性, 从而使mRNA处于翻译抑制状态, 达到了基因沉默的目的. 但是, 扣押的mRNA下一步命运如何？尽管不少的证据支持miRNA介导靶mRNA的衰减, 但也发现, 在很多情况下, miRNA仅降低了靶基因的蛋白水平, 靶基因的mRNA水平却无明显变化. 这使得我们有理由推测, 在靶mRNA被扣押到RNA颗粒解除翻译后, 可能随即会进行一个mRNA 衰减或储存的分拣步骤. P小体和SG颗粒极有可能分工执行mRNA降解和储存功能. 在某些胁迫条件下, miRISC结合的mRNA是否有可能首先被送到SG 颗粒, 被抑制翻译和临时储存, 然后在细胞估算mRNA确实已过量后再转运到富含mRNA代谢酶的P小体中进行降解？事实上, 在miRNA存在下, Ago蛋白与SG颗粒呈动态联系, SG颗粒中的酶发挥翻译沉默而不是mRNA衰减的作 用[30]. 还有研究发现, 一些诱导SG颗粒形成的胁迫作用确实减少了P小体的形成和mRNA衰减[32]. 但目前还不清楚miRISC偶联mRNA在胁迫条件下聚积到SG颗粒中的生理作用是什么. 5 miRNA正调控和去抑制 最近的研究发现了一些新型的miRNA作用方 式, 如miRNA正调控和去抑制等. 首先, Vasudevan实验室[33∼35]发现, miRNA不总是基因表达的负调控因子, 在一些条件下, miRNA也上调基因表达. 他们发现, 在细胞周期过程中, miRNA效应在抑制作用和活化作用间摆动. 在静态细胞中(G0期), miRNA活化翻译和上调基因表达, 而在其他细胞循环/增殖期则继续发挥抑制作用[35]. miRNA激活作用与富含腺嘌呤/尿嘧啶元件(AU rich element, ARE)相关[33]. ARE是miRNA活化翻译的信号, 在miRNA指导下, miRISC复合物成员如Ago, FXRP被招募到ARE上, 激活翻译、上调基因表达[34]. ARE元件是一种mRNA不稳定元件, 位于mRNA 3′UTR, 严重影响其宿主mRNA的稳定性. 研究已发现ARE元件介导的mRNA 衰减调控与miRNA介导的mRNA衰减调控有多种联系[36]. 另外, 最近研究发现, 在一些条件下, miR-10a也正调控基因表达. miR-10a结合到核糖体蛋白mRNA 5′UTR, 促进其翻译, 提高核糖体蛋白合成, 从而刺激核糖体生成, 进而正调控总蛋白质的合成[37]. 研究发现, miRNA的抑制作用是可逆的, 一些RNA 结合蛋白可能在这一过程中发挥重要作用[38]. 在人体细胞中观察到, 胁迫条件下, 被miRNA 抑制
microrna研究思路
microrna研究思路
引言：
随着生物技术的发展，人们对于微小RNA（microRNA）的研究越来越深入。微小RNA是一类非编码RNA分子，具有调控基因表达的重要功能。本文将介绍微小RNA研究的思路和方法，以期更好地理解其在生物学中的作用。
一、鉴定与筛选微小RNA：
鉴定和筛选微小RNA是研究的第一步。目前，常用的方法有基于高通量测序的全基因组鉴定以及生物信息学分析。首先，通过提取RNA样本，利用高通量测序技术获得大量的RNA序列信息。然后，利用生物信息学分析工具对测序数据进行处理和比对，筛选出具有典型微小RNA特征的序列。
二、微小RNA的功能研究：
微小RNA的功能研究是微小RNA研究的重点之一。通过实验室内外的功能研究，可以揭示微小RNA在基因调控中的具体作用机制。常用的研究方法有：靶标预测、基因敲除、转染和转基因动物模型等。首先，通过生物信息学方法预测出微小RNA的靶标基因。然后，利用基因敲除技术或转染技术使微小RNA的表达发生变化，观察靶标基因的表达水平变化。最后，利用转基因动物模型验证微小RNA对于生物体内的调控作用。
三、微小RNA与疾病的关联研究：
微小RNA在多种疾病中发挥重要的调控作用，因此，研究微小RNA与疾病的关联关系对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。常用的研究方法有：疾病相关基因的筛选、微小RNA表达谱的分析以及功能研究等。首先，通过大量的临床样本和生物信息学分析，筛选出与疾病相关的基因。然后，通过微小RNA表达谱的分析，寻找与疾病相关的微小RNA。最后，通过功能研究，揭示微小RNA在疾病发生发展中的作用机制。
四、微小RNA的应用前景：
微小RNA的研究不仅可以增进对基因调控的理解，还具有广泛的应用前景。微小RNA可以作为潜在的生物标志物用于疾病的早期诊断和预后评估。此外，微小RNA还可以作为潜在的治疗靶点，通过调控微小RNA的表达来治疗相关疾病。目前，已经有一些微小RNA药物进入了临床试验阶段。
MicroRNA及其研究现状
中国人兽共患病学报 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｏｏｎｏｓｅｓ １６７
文章编号：１００２—２６９４（２０１２）０２—０１６７一Ｏ５
ＭｉｃｒｏＲＮＡ及其研究现状
呼高伟 ，陈兆国 ，程天印 ，许 娟。
中图分类号：Ｑ５２２ 文献标识码：Ａ ＭｉｃｒｏＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）是一类非编码的内源性 小ＲＮＡ分子，长度约２０～２５个核苷酸（ｎｕｃｌｅｏ—
ｔｉｄｅｓ，ｎｔ），参与调控诸多基因的表达。ｍｉＲＮＡ的
作用方式有２种：一种是通过与靶标基因ｍＲＮＡ的 完全匹配结合，促使ｔｕＲＮＡ发生降解；另一种是通
过不完全地与靶ｍＲＮＡ的３ 非编码区（３ ｕｎｔｒａｎｓ— ｌａｔｉｅｄ ｒｅｇｉｏｎ，３ ＵＴＲ）互补结合，抑制靶ｍＲＮＡ的
翻译，将蛋白控制在生命活动所需要的最佳水平上。 这些靶ｍＲＮＡ会进一步调控机体的多种生物学行
为，如机体发育进程、细胞分化、细胞凋亡、肿瘤以及
疾病的发生等。因此，全面而深入地了解ｍｉＲＮＡ 的发生、作用机理和功能，将会揭示这些生物过程发 生的机理以及一些疑难疾病的分子基础。本文通过 对ｍｉＲＮＡ的发现、结构特征、合成与作用机制、分
析方法、功能及应用进行综述，对下一步研究进行展 望，以期为利用ｍｉＲＮＡ研究成果进行新药研制、疾
病诊疗提供新的思路和理论基础。
１ ｍｉＲＮＡ的发现 １９９３年，Ｌｅｅ等［１ 在对秀丽隐杆线虫（Ｃａｅ—
ｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓ ｅｌｅｇａｎｓ）进行突变体遗传分析时，发现
一种控制细胞发育时序的长度约为２２ ｎｔ的ＲＮＡ ｌｉｆｅ４，通过碱基配对的方式结合到靶ｍＲＮＡ ｚ １４
的３ ＵＴＲ，从而抑制ｌｉｒｅ１４的翻译，但不影响其转 录。２０００年，Ｒｅｉｎｈａｒｔ等人＿２］在线虫中发现了另一
种重要的具有转录后调节作用的ｍｉＲＮＡ—ｌｅｔ－７。从 而使ｌｉｎ－４和ｌｅｔ－７成为了ｍｉＲＮＡ家族的奠基性成
员。在随后的一段时间里，许多研究者相继在其他
MicroRNA在乳腺癌中的研究进展
第32卷第12期
2011年12月
［10］DellaRG，PompeiL，CocciaC，etal.Atracurium，cisatracuium，
vecuroniumandrocuroniuminpatientswithrenalfailure.Min－
ervaAnestesiol，2003，69（7-8）：605-615.
［11］SztarkF，CantiniO，Bourdallé-BadieC，etal.Recoveryofneu－
romuscularblockaftercontinuousinfusionofcisatracuriumin
patientswithrenaldysfunction.AnnFrAnesthReanim，
2001，20（5）：446-451.
［12］SoukupJ，CzeslickE，BunkS，etal.Pharmacodynamicsandin－
tubatingconditionsofCisatracuriuminpatientswithrenalfail－
ureunderisoflurane/nitrousoxideanaesthesia.Anaesthesist，
1998,47（8）：669-676.
［13］AshrafA,Dahaba,FedorVK,etal.Totalintravenousanesthesia
withremifentatanil,propofolandcisatracuriuminend-stagere－
nalfailure.CanJAnesthesia,1999,7（46）：696-700.
［14］欧阳葆怡,杭燕南,吴新民,等.肌肉松弛药合理应用的专家共
识.中华麻醉学杂志,2009,12（29）：1061-1065.
［15］KirovK,MotamedC,DecailliotF,parisonoftheneuro－
muscularblockingeffectofcisatracuriumandatracuriumonthe
microRNA-361-5p在人类恶性肿瘤中的研究进展
2021, 25(2) : 117 -121.实用临床医药杂志
Journal of Clinical Medicine in Practice-117 -
microRNA-361-5p
在人类恶性肿瘤中的研究进展
齐媛
，郭宝良
(哈尔滨医科大学附属第二医院乳腺外科，黑龙江哈尔滨，150000)
摘 要：研究表明，microRNA(miRNA)在恶性肿瘤的发生、发展中起重要作用。miRNA通过各种机制参与细胞基因转录
调控，其中与下游靶基因mRNA的特异性结合并使其降解为经典的调控机制。近年来，miR-367-5p在恶性肿瘤中的表达失调
得到了验证,通过调节与肿瘤生长、转移、上皮-间质转化
(EMT)等方面相关的靶基因，进一步参与恶性肿瘤的增殖、凋亡、转移
以及耐药性等相关生物学过程,并为恶性肿瘤的诊断及预后预测提供重要依据。作者对miR-367-3p在不同肿瘤中的作用及相
关机制进行综述，并展望其应用前景。
关键词：微小核糖核酸；恶性肿瘤；基因调控；靶基因
中图分类号：R730.2； R329.2 文献标志码：A 文章编号：1672-2353(2027)02-177-35 D0I： 10.7619/jcmp. 20201614
Research progress of microRNA-311-5p
in human malignant tumors
QI Yuan
, GUO Baoliang
(
Department of' Breast Surgery, the Second ^filiated Hospital of' Harbin Medical
University, Harbin, Hedongjiaag, 173000)
Abstroch
: Studids have showa thai microRNA ( miRNA) plays ca inponaai aid in thd occao-
naca ani deyelopmeat of tumors. MiRNA pdnicipdtds R thd resulatiou of callulao gess traa-
miRNA调控基因表达的分子机制研究
miRNA调控基因表达的分子机制研究
近年来，microRNA（miRNA）调控基因表达的机制引起了科学界的广泛关注。miRNA是一种长度为20-24个核苷酸的非编码RNA，它通过结合靶标基因的3' 非翻译区（UTR）诱导靶标基因的降解或抑制其翻译。miRNA调控基因表达的机制复杂，涉及到miRNA与靶标RNA之间的配对、转录后修饰等多个环节。本文将从miRNA的生物合成到调控基因表达的机制进行探讨。
一、miRNA的生物合成
miRNA的生成是一个逐步成熟的过程。首先，miRNA基因在转录过程中生成初级转录物（pri-miRNA）。pri-miRNA由RNA聚合酶II在核内合成，经过剪切、修饰、运输等多个环节后，到达胞质。在胞质中，pri-miRNA被Drosha核酸酶切割成一个70nt的前体miRNA（pre-miRNA）。pre-miRNA经过核糖核酸酶III（Dicer）的切割，生成20-24nt的miRNA。miRNA与蛋白质Ago2结合形成RNA诱导靶向复合物（RISC），进一步调控靶标基因的表达。
二、miRNA调控的机制
miRNA通过与靶标mRNA的3' UTR形成完全互补或不完全互补的小RNA-RNA复合物，从而靶向调控靶标基因的表达。在完全互补的情况下，miRNA与mRNA结合后会导致mRNA的降解；在不完全互补的情况下，miRNA与mRNA结合后会导致mRNA的翻译抑制。
除了互补配对之外，miRNA还可以通过影响mRNA的转录或剪切来调控基因表达。miRNA可以结合转录因子或共激活蛋白，影响靶标基因的转录，并且miRNA可以调控剪切因子，影响靶标基因的剪切。
三、miRNA与靶标基因的调控 miRNA与靶标基因之间的结合是一个复杂的过程，称为miRNA靶标基因识别。miRNA靶标基因识别的准确性和特异性是miRNA调控靶标基因表达的重要因素。miRNA靶标基因识别涉及到miRNA的序列、靶标基因的3' UTR序列和组蛋白修饰等多个因素。
【资料】参考mirna的作用机制及功能探讨进展课件
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
【关键字】资料
中国科学 C辑:生命科学 2009年 第39卷 第1期: 109 113
109 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS
MicroRNA作用机制的新 赵爽 刘默芳 中国科学院上海生命科学院 生物化学与细胞生物学所 分子生物学国家重点实验室 上海 200031 联系人 E-mail: 收稿日期: 2008-09-04
接受日期: 2008-11-28 国家重点基础发展计划批准号:
2005CB724603和国家自然科学基金批准号: 资助项目 摘要
microRNAmiRNA是一种非蛋白质的新型基因表达调控因子
对真核生物基因表达起非常重要的调控作用. 关于miRNA的及作用机制方面的是当前生命科学的前沿热点 人员陆续提出了一些假说模型 诸如翻译起始抑制、翻译起始后抑制、mRNA降解、P小体Processing Body SGStress Granules颗粒扣押靶mRNA等来阐述miRNA 如何抑制其靶基因的表达.
此外 最近还有文献报道了一些全新的miRNA作用方式 如去抑制和miRNA 激活作用等. 本文将简要介绍一些miRNA作用机制的新及相关作用模型. 关键词 miRNA 负调控 去抑制 正调控 P小体 SG颗粒 准确的基因表达调控对生物体的生长发育和至关重要 基因表达调控异常是疾病发生的主要原因. 在过去的数十年间 对基因表达调控的主要集中在蛋白质转录因子介导的基因表达调控方面. 发现 它们通过激活或抑制基因转录控制基因的表达 在基因组信息转化为分子效应和生物效 应过程中发挥着重要的作用. 最近 在文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
动、植物及病毒等生物中发现了一系列小分子非编码RNA
small noncoding RNA 包括miRNAmicroRNA siRNA small
MicroRNA的生物学功能及其在植物胁迫耐受中作用的研究进展
- 1 -MicroRNA的生物学功能及其在植物胁迫耐受中作用
的研究进展
高鹏，杨靓，朱延明
东北农业大学生命科学学院，哈尔滨（150030）
E-mail：westvirginiapp@
摘 要：小RNA(microRNA，miRNA)是一类在真核生物中广泛存在的小分子RNA ，它们
的长度只有18-25个碱基。miRNA能调节真核生物的基因表达。这篇综述简要介绍了miRNA
的生物学功能、作用机制、研究方法及最近的研究进展。另外，研究发现miRNA在植物胁
迫反应中扮演着重要角色，所以，本文也着眼于miRNA在植物胁迫中的研究进展。
关键词：microRNA，基因表达，胁迫耐受
中图分类号：Q344+.14
1. miRNA的发现
microRNA（miRNA）是一种小分子单链RNA，通常只有22碱基。它们能与其他蛋白
编码基因mRNA的局部互补，并抑制靶基因的表达。1993年Lee等在研究线虫发育缺陷时
发现了lin-4基因。该基因并不编码蛋白，但是却在线虫胚胎发育后期起到至关重要的作用。
lin-4的突变能使线虫停留在“L1”发育阶段，不能变成成虫。接下去的研究发现，lin-4的转
录产物是一个22碱基的RNA，并且它能与lin-14基因的3’非翻译区（3’UTR）互补，而lin-14
是一个线虫从“L1”到“L2”发育阶段的重要基因。lin-4能阻止lin-14表达LIN-14蛋白达到控
制胚胎发育的目的[1]。不久let-7（也是一个小RNA基因）也被发现了[2]。这些说明线虫的
发育受到一系列RNA的调控。不久后，从线虫到果蝇，再到人类甚至植物的几乎所有真核
生物中都发现了miRNA的存在，而且有证据表明这些miRNA分子是从同一祖先sRNA进
化而来的基因家族[3]。
2. miRNA作用机制
2.1 miRNA的产生过程
在生物体中存在2种miRNA：即基因间miRNA（intergenic miRNA）和内含子miRNA
C反应蛋白和microRNA应用于冠心病早期诊断研究进展
C反应蛋白和microRNA应用于冠心病早期诊断的研究进展
【摘要】 冠心病主要由血管壁炎症反应所导致，容易引发心肌梗死、室颤等恶性症状，其发病率和死亡率在全球占据首位。crp和microrna近年发现的冠心病相关因子，本文就这两个因子的生化功能及其在冠心病发病中的作用机制作一综述，并阐明其应用于冠心病早期诊断技术的重要价值。
【关键词】 冠心病； crp； microrna
作者单位：524001 广东省广东医学院附属医院 虽然冠心病的一、二级预防措施、抗血栓降血脂药物以及急诊pci术等防治手段已经获得广泛应用，但是在全球范围内，冠心病的发病率和死亡率仍占据首位。此外还有80%的心源性猝死是由冠心病引起，不稳定的粥样斑块会脱落形成血栓并阻塞相应的冠状血管，引起相应区域心肌细胞的缺血坏死，影响心脏的泵血功能，从而易于引发心力衰竭甚至致死性心律失常。因此，对冠心病的早预防早诊断早治疗显得尤为重要。然而，冠心病的发生发展往往会经历一段较漫长的潜伏期，直至血管严重狭窄并出现心绞痛或是粥样斑块急性破裂、血栓形成诱发心肌梗死等恶性症状时才容易引起重视，而此时已难以采取有效措施进行治疗。于是，开展冠心病致病因素的筛选和发掘，是从源头上降低冠心病死亡率和改善预后的有效途径。c反应蛋白和microrna作为近年来引起关注的冠心病相关因子，已逐步成为病理机制研究和诊断应用开发等领域的热点。本文拟根据c反应蛋白和microrna的最新研究进展，详述它们的生化功能及其在冠心病发病过程中的作用机制，并阐明其应用于冠心病早期诊断技术的重要价值。
1 高敏crp：冠心病新的危险因素
crp是一类由肝脏产生，与炎症、组织损伤以及感染有关的急性期蛋白，具有高度的灵敏性。大量的研究证据表明高敏crp、il6、细胞粘附因子1等在动脉粥样硬化和动脉血栓形成过程中扮演着重要的角色，与冠心病事件的风险性息息相关。crp的致动脉粥样硬化作用，可能原因有以下两点：① crp可以和血浆中的ldl和vldl选择性结合，然后随着ldl和vldl沉淀于动脉血管壁，导致动脉血管壁硬化变性。② crp对组织因子具有强大的刺激作用，进而在血管壁血栓形成过程中起到重要的作用。liuzzo等[1]观察了35位患有不稳定型心绞痛、但无心肌梗死的患者，发现当高敏crp在血浆中的浓度大于3 mg/l时，心绞痛、心肌梗死以及心源性猝死发生的几率增加。来自ecat心绞痛研究小组的数据显示，高敏crp的标准偏差增加可使非致死性心肌梗死和心源性猝死的相对危险度（rr）升高。有学者认为，高敏crp对冠心病危险度的预测价值远远大于tc、hdl、ldl等常用于冠心病危险分层的生化指标，与il6、细胞粘附因子1等相比也具有较大的优势，并且对那些有胸痛症状但ctni为阴性的患者而言，升高的血浆crp可为冠心病的诊断提供有利的参考。paul等[2]对28263名健康妇女（无心肌梗死、心绞痛、中风的病史）的血液样本进行crp定量测定，在年龄吸烟匹配分析中发现，crp含量高的妇女，发生心肌梗死和中风的概率是crp水平正常或较低的妇女的7倍，提示crp可作为健康中年妇女预测心血管疾病的独立危险因素，同时还将crp与其他常用的危险因素进行比较，得出了crp对于预测高血压、家族遗传性冠心病等疾病具有显著性优势的结论。但是ccgc[3]却认为crp与冠心病无相关性。jhon[4]的研究也认为没有充分的证据证明crp在冠心病的发生发展中起着重要的作用。因此，crp是否可以作为冠心病的危险因素存在着较多的争议。为了能更好的了解这一分子，需要在更大的样本和周期更长的研究中去验证该分子在冠心病的发生发展中占据的地位。
脊髓损伤相关的microRNA研究进展
中国康复理论与实践２０１３年７月第１９卷第７期Ｃｈｉｎ Ｊ Ｒｅｈａｂｉｌ Ｔｈｅｏｒｙ Ｐｒａｔｔ，Ｊｕ１．２０１３，Ｖｏ１．１９，Ｎｏ．７ ＤＯＩ：１ ０．３９６９￣．ｉｓｓｎ，１００６—９７７１．２０１３．０７．０１ １ 脊髓损伤相关的ｍｉｅｒｏＲＮＡ研究进展 陈建敏，杨拯，梁楠，张晓 —．６３５—． ・综述・
Ｉ摘要Ｊ 脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统创伤。ＭｉｃｒｏＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）是能够抑制靶基因表达的小分子ＲＮＡ，在脊髓发育和 脊髓损伤等过程相关基因的调节中具有重要作用，可能是促进脊髓损伤后神经修复和再生的治疗性干预新靶点。 【关键词】脊髓损伤；ｍｉｃｒｏＲＮＡ；转录后基因调控；神经退行性变；综述 Ａｄｖａｎｃｅ ｉｎ ＭｉｃｒｏＲＮＡ Ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ Ｓｐｉｎａｌ Ｃｏｒｄ Ｉｎｊｕｒｙ（ｒｅｖｉｅｗ） ＣＨＥＮ Ｊｉａｎ—ｍｉｎ，ＹＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ，ＬＩＡＮＧ Ｎａｎ，ｅｔ ａＬ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｃｅｎ— ｔｅｒｆｏｒ Ｂａｓｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｔｅａｃｈｉｎｇ，ｔｈｅ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＢａｓｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１ ０５０＆Ｓｉｃｈｕａｎ，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｉｎｊｕｒｙ（ｓｃＩ）ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｓｅｖｅｒｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｎｅｒｖｏｕｓ ｓｙｓｔｅｍ ｔｒａｕｍａ ｃａｕｓｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ ａｎｄ／ｏｒ ｓｅｎｓａｔｉｏｎ ｄｙｓｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｍｉ— ｃｒｏＲＮＡｓ ａｒｅ ｓｈｏｒｔ ｎｏｎ—ｃｏｄｉｎｇ ＲＮＡｓ ｔｈａｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔａｒｇｅｔ ｇｅｎｅｓ，ａｎｄ ｐｌａｙ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｇｅｎｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ＳＣＩ，ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ ｎｏｖｅｌ ｔａｒｇｅｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｒｅｐａｉｒ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｐｉｎａｌ ｃｏｒｄ ｉｎ＂ｕｒｙ；ｍｉｃｒｏＲＮＡ；ｐｏｓｔｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ｇｅｎｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｎｅｕｒＯｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｒｅｖｉｅｗ 【中图分类号ｌ Ｒ６８１．２ ｌ文献标识码】Ａ Ｉ文章编号ｌ １００６—９７７１（２０１３）０７—０６３５—０５ 【本文著录格式１ 陈建敏，杨拯，梁楠，等．脊髓损伤相关的ｍｉｃｒｏＲＮＡ研究进展［Ｊ］．中国康复理论与实践，２０１３，１９（７）：６３５－６３９． 脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统创伤，将导致损伤节 段以下运动和感觉功能障碍。脊髓损伤后神经功能的恢复和重 建是治疗脊髓损伤的核心问题。ＭｉｃｒｏＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）是最近２０ 年新发现的基因表达调节因子。研究表明，ｍｉＲＮＡ在脊髓的 发育、脊髓可塑性和脊髓损伤后的病理改变中均发挥重要的调 节作用，一些ｍｉＲＮＡ可能成为脊髓损伤后治疗性干预的有效 靶点” 。本文主要介绍ｍｉＲＮＡ的生物起源、对基因表达调节 的机制，综述ｍｉＲＮＡ在脊髓发育、脊髓可塑性及脊髓损伤后 的表达和作用机制，评述ｍｉＲＮＡｓ作为脊髓损伤治疗靶点的研 究前景。 １概述 ｍｉＲＮＡ是一类由２Ｏ～２５个核苷酸组成的非编码单链 ＲＮＡ，在转录后水平调节特定基因的表达。ｍｉＲＮＡ最早发现 于线虫（Ｃｅａｎｏｒｈａｄｂｉｔｉｓ ｅｌｅｇａｎｓ），这种内源性小分子ＲＮＡ能够 通过ＲＮＡ．ＲＮＡ的相互作用调节特定蛋白的翻译 。后续的研 究证明，这种内源性小分子ＲＮＡ能调节ｍＲＮＡ翻译。ｍｉＲＮＡ 基因序列转录后不会被翻译为蛋白质，故ｍｉＲＮＡ是非编码 ＲＮＡ家族（ｎｏｎ—ｃｏｄｉｎｇＲＮＡｆａｍｉｌｙ）的成员之一。近年来，ｍｉＲ— ＮＡ的研究发展迅速，最新的ｍｉＲＢａｓｅ（ｒｅｌｅａｓｅ１６）已包含１４０个 物种的１５，０００个ｍｉＲＮＡ的基因位点和超过１７，０００条不同的成 熟ｍｉＲＮＡ序列 。大量的实验证据表明，ｍｉＲＮＡｓ作为基因表 达的调控因子，在生物发育和疾病过程中具有十分重要的作 用，ｍｉＲＮＡ已成为重大疾病发生机制和治疗策略研究中不可 缺少的研究对象。 １．１生物发生 ｍｉＲＮＡ基因位于细胞核基因组中，大部分（约８０％）ｍｉＲ— ＮＡ由内含子区域编码，并在ＲＮＡ聚合酶Ⅱ作用下转录为较长 的初级转录产物，称为初级ｍｉＲＮＡ（ｐｒｉｍａｒｙ ｍｉｃｒｏＲＮＡ， ｐｒｉ．ＲＮＡ）。ｐｒｉ—ＲＮＡ至少具有一个约７Ｏ个核苷酸的发夹结 构 。ｐｒｉ—ＲＮＡ被由ＲＮＡ酶Ⅲ和接头蛋白Ｄｏｒｓｈａ组成的核酸酶 复合体剪切加工，形成前ｍｉＲＮＡ（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ＲＮＡ，ｐｒｅ—ＲＮＡ）， 后者在细胞核蛋白Ｅｘｐｏｒｔｉｎ ５的作用下被转运至细胞质。 ｐｒｅ—ＲＮＡ在细胞质中被Ｄｉｃｅｒ切割为约２Ｏ～２５个核苷酸组成的不 完整双链结构，此双链由成熟的ｍｉＲＮＡ和它的互补链ｍｉＲＮＡ 组成。上述双链中的一条链被降解，未被降解的那条即为成熟 的ｍｉＲＮＡ。某些情况下，两条链都可产生成熟ｍｉＲＮＡ。以 ｍｉＲ．ｘ：ｍｉＲ。Ｘ’表示双链，其中星号标识的是非主要表达的转 录产物。成熟的ｍｉＲＮＡ在接头蛋白（如Ａｒｇｏｎａｕｔｅ蛋白，简称 Ａｇｏ蛋白）的辅助下与Ｄｉｃｅｒ结合，形成ＲＮＡ诱导的沉默复合物 （ＲＮＡ—ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｘ，ＲＩＳＣ） 。 １．２作用机制 ＲＩＳＣ中的成熟ｍｉＲＮＡ通过与靶ｍＲＮＡ中３＇－ＵＴＲ序列互补 配对、结合，发挥调节基因表达的作用。ｍｉＲＮＡ ５＇－端的第２～８ 个核苷酸对识别靶ｍＲＮＡ起决定性作用，被称为“种子” （ｓｅｅｄｓ） 。ｍｉＲＮＡ主要通过翻译抑制或降解靶ｍＲＮＡ两种机制 在转录后水平调节基因的表达 ；但在细胞周期阻滞时，ｍｉＲ一 基金项目：Ｎ／［Ｉ省科技厅项目（Ｎｏ．２００８ＳＺ００５３）。 作者单位：成都医学院基础医学实验教学中心，四川成都市６１０５００。作者简介：陈建敏（１９８０．），女，汉族，四川成都市人，硕士，博士研究 生，讲师，主要研究方向：脊髓损伤与修复的分子机制。通讯作者：张１￣（１９５９一），男，汉族，广东惠阳市人，博士，教授，主要研究方向：脊髓 损伤与修复治疗。
miRNA的作用机制及功能研究进展
中国科学 C辑:生命科学 2009年 第39卷 第1期: 109 113
109 《中国科学》杂志社
SCIENCE IN CHINA PRESS MicroRNA作用机制的新 赵爽 刘默芳 中国科学院上海生命科学院
生物化学与细胞生物学所 分子生物学国家重点实验室 上海
200031 联系人 E-mail: 收稿日期:
2008-09-04 接受日期: 2008-11-28 国家重点基础发展计划批准号: 2005CB724603和国家自然科学基金批准号:
30770474资助项目 摘要 microRNAmiRNA是一种非蛋白质的新型基因表达调控因子
对真核生物基因表达起非常重要的调控作用. 关于miRNA的及作用机制方面的是当前生命科学的前沿热点 人员陆续提出了一些假说模型 诸如翻译起始抑制、翻译起始后抑制、mRNA降解、P小体Processing Body SGStress Granules颗粒扣押靶mRNA等来阐述miRNA 如何抑制其靶基因的表达. 此外 最近还有文献报道了一些全新的miRNA作用方式 如去抑制和miRNA 激活作用等. 本文将简要介绍一些miRNA作用机制的新及相关作用模型. 关键词 miRNA 负调控 去抑制 正调控 P小体 SG颗粒
准确的基因表达调控对生物体的生长发育和至关重要
基因表达调控异常是疾病发生的主要原因. 在过去的数十年间 对基因表达调控的主要集中在蛋白质转录因子介导的基因表达调控方面. 发现 它们通过激活或抑制基因转录控制基因的表达 在基因组信息转化为分子效应和生物效
应过程中发挥着重要的作用. 最近 在动、植物及病毒等生物中发现了一系列小分子非编码RNA small noncoding RNA 包括miRNAmicroRNA
siRNA small interfering RNA piRNApiwi-interacting RNA和esiRNA endogenous siRNA等