microRNA在各種疾病中發(fā)揮的作用

1、microRNA在各種疾病中發(fā)揮的作用微生物與生化藥學(xué)金靖S0930580摘要MicroRNA(miRNA)是一類可負(fù)性調(diào)控基因表達(dá)的長度約為22個堿基左右非蛋白編碼的RNA家族，主要功能是調(diào)節(jié)生物體內(nèi)與機(jī)體生長、發(fā)育、疾病發(fā)生發(fā)展過程有關(guān)的基因的表達(dá)調(diào)控。miRNA在腫瘤、心血管疾病、糖尿病、阿爾茨海默病、帕金森病和艾滋病等多種疾病中都起著重要作用。本文將對miRNA與人類疾病的關(guān)系作一綜述。關(guān)鍵詞microRNA疾病TheroleofthemicroRNAinavarietyofdiseasesAbstractMicroRNAs(miRNAs)areshortnon-codingRNAsi

2、nvolvedinnegativeregulationofgeneexpression.Theirmajorfunctionistheregulationtothegeneexpressionofgrowth、developmentanddiseases.miRNAplaysanimportantroleincancer、cardiovasculardiseases、diabetesAlzheimersdiseaseParkinsonsdiseaseAIDSandsoon.ThisreviewsummarizestherelationbetweenmicroRNAanddiseases.Key

3、wordsmicroRNAdiseasesMicroRNA(miRNA)是一類可負(fù)性調(diào)控基因表達(dá)的長約22nt的非編碼的單鏈RNA分子，廣泛存在于從植物、線蟲到人類的細(xì)胞中，其通過堿基配對的方式結(jié)合到靶mRNA,從而抑制其翻譯，但不影響其轉(zhuǎn)錄。最早發(fā)現(xiàn)miRNA是在1993年，Lee等研究人員在秀麗新小桿線蟲(C.elegans)中發(fā)現(xiàn)了控制著線蟲時序性發(fā)育的lin-4。2000年，Reinhart等發(fā)現(xiàn)了另一個具有轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)功能的小分子RNA：let-7o隨后的幾年時間里，許多研究人員相繼發(fā)現(xiàn)了這類RNA目前，在各物種中共發(fā)現(xiàn)4,449個miRNA,其中在人類中發(fā)現(xiàn)并已經(jīng)得到實驗證實的有47

4、4個。這些miRNA的功能主要是調(diào)節(jié)生物體內(nèi)與機(jī)體生長、發(fā)育、疾病發(fā)生過程有關(guān)的基因的表達(dá)，對miRNA的深入研究，勢必有利于我們對生物體生理、病理機(jī)制的理解，并為疾病的診斷和治療提供理論基礎(chǔ)和新思路。1miRNA的發(fā)現(xiàn)1993年Lee等在對秀麗新小桿線蟲(C.elegans世行突變體的遺傳分析中意外發(fā)現(xiàn)一種控制細(xì)胞發(fā)育時序的長度約為22nt的小分子非編碼單鏈RNA-lin-4;2000年Reinhart等在線蟲中發(fā)現(xiàn)了另一種重要的具有轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)作用的miRNA-let-7。lin-4和let-7即是首先被確認(rèn)的miRNA,它們通過部分序列結(jié)合到目的miRNA靶的3UTR,以一種未知方式誘發(fā)蛋

5、白質(zhì)翻譯抑制，通過調(diào)控一組關(guān)鍵mRNA的翻譯調(diào)控線蟲發(fā)育過程。隨后對miRNA的研究不斷增加,多個研究小組在包括人類、果蠅、植物等多種生物物種中鑒別出數(shù)百個miRNA,預(yù)計大約有1000種人類miRNA參與近三分之一人類蛋白編碼基因的調(diào)控。21.1定位克隆目前，已知的miRNA基因多是通過定位克隆的方法發(fā)現(xiàn)的。定位克隆miRNA分子的簡要步驟：細(xì)胞裂解，獲得總RNA;變性膠分離并純化1925nt的小RNA;小RNA分子通過分離、純化與3和5寡聚核甘酸接頭連接；進(jìn)行RT-PCR獲得cDNA;cDNA連接載體，構(gòu)建cDNA文庫；篩選克隆進(jìn)行測序，獲得miRNA序列。該方法常受其他小分子(如siRN

6、A)miRNA基因(具有較大的序列同源性以及前體的莖環(huán)結(jié)構(gòu))在以某些miRNA基因保守結(jié)構(gòu)的特點為基礎(chǔ)設(shè)計計算機(jī)程序，miRNA基因的方法。該方法根據(jù)比較基因組學(xué)原理并結(jié)合生物信息軟件，以序列為基本框架在不同種屬間進(jìn)行序列比對，找尋可能的miRNA基因。根據(jù)同源性的高低再進(jìn)行RNA二級結(jié)構(gòu)預(yù)測，將符合條件的候選miRNA基因與已經(jīng)通過試的影響，易產(chǎn)生假陽性。31.2生物信息學(xué)方法生物信息學(xué)方法是依據(jù)成熟的種屬間具有高度的保守性特點,掃描基因組序列以鑒定潛在的驗鑒定的miRNA分子進(jìn)行比較分析，最終確定該物種miRNA的分布及數(shù)量。XieX等人在人、小鼠、大鼠和狗的基因組比對分析中指出，3-UT

7、R存在大量的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域，且近一半的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域與miRNA有關(guān)。其中miRNA5端的28個核甘酸為“種子區(qū)”，其對于miRNA與3-UTR的配對非常重要。miRNA的“種子區(qū)”能很好地與靶序列配對，靶序列在不同物種中通常十分保守，“種子區(qū)”在同源的miRNA中很保守。因此，可用“種子區(qū)”序列預(yù)測未知的miRNA基因。目前，國際上計算機(jī)分析工具已被廣泛地應(yīng)用于許多物種候選基因的篩選。它們鑒別出的基因中有相當(dāng)一部分都在試驗中得到驗證，這一方法由于靈敏度高，也已被應(yīng)用于人類miRNA基因的尋找。生物信息學(xué)與生物芯片及定位克隆技術(shù)相結(jié)合也可預(yù)測miRNA基因，BentwichI等通過計算機(jī)在整個人類基因

8、組中篩選出一些可折疊為發(fā)夾結(jié)構(gòu)的序列，從40多萬個潛在的miRNA中挑選了首批5300個“代表”，借助高通量生物芯片在胎盤、睪丸、胸腺、前列腺和腦組織中進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)其中有886個表達(dá)，通過選擇其中359個進(jìn)行克隆與測序，研究者們鑒別出89種新的miRNA,從這些結(jié)果中推斷人類基因組中至少有800個miRNA。32miRNA的特征和作用機(jī)制2.1 miRNA的特征研究表明，miRNA有以下幾個明顯特征：miRNA是一種長度為1925nt的單鏈小分子，廣泛存在于真核生物中，是一組非編碼短序列RNA,其本身不具有開放閱讀框架(ORF),但在3端可以有12個堿基的長度變化，對miRNA的具體長度范圍

9、尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在擬南芥和煙草中發(fā)現(xiàn)的26ntRNA,在四膜蟲(Tetrahymenas)中發(fā)現(xiàn)的能使大部分DNA失活的28ntRNA也被歸于其中；其前體具有發(fā)夾或折疊的二級結(jié)構(gòu)，不含有大的內(nèi)部環(huán)狀結(jié)構(gòu)和突起，且成熟的miRNA應(yīng)位于發(fā)夾結(jié)構(gòu)的頸部；1miRNA能夠互補(bǔ)配對結(jié)合于基因序列的側(cè)翼區(qū)域，成熟的lin-4和let-7與靶mRNA的3非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合可抑制靶mRNA的翻譯；由核酸酶Dicer作用于前體的雙鏈而生成的產(chǎn)物含有3羥基和5磷酸的核甘酸片段，這一特點使它與大多數(shù)寡核甘酸和功能RNA的降解片段區(qū)別開來；大多數(shù)miRNA基因以基因簇形式存在于基因組中，它們多以順反子的形式轉(zhuǎn)錄出前體轉(zhuǎn)

10、錄本，且大部分位于獨立的轉(zhuǎn)錄單位中，人類miRNA基因分布于除Y之外的所有染色體中；miRNA在物種間具有高度的保守性、時序性和組織特異性。約12%的miRNA在線蟲、果蠅、哺乳動物和植物中呈現(xiàn)保守性。序列比較發(fā)現(xiàn)這些保守序列只有12個堿基的差異，mir-1、mir-34和mir-87在無脊椎動物和脊椎動物中高度保守。32.2 miRNA的作用機(jī)制已知動物miRNA靶基因中miRNA的結(jié)合位點通常有多個，例如lin-14基因有7個靶點，并且總在3-UTR。然而，這對發(fā)現(xiàn)動物miRNA結(jié)合位點可能有偏頗，因為這主要建立在使用僅有3-UTR序列構(gòu)成數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)預(yù)測基礎(chǔ)上，這些結(jié)合位點的數(shù)量和互補(bǔ)

11、性可能與翻譯減弱的程度有關(guān)。如果僅有一個位點結(jié)合，表達(dá)減弱；但是如果所有位點都結(jié)合，翻譯就完全抑制。實際上協(xié)同翻譯抑制已經(jīng)通過在3-UTR添加多個結(jié)合位點而得到證實。再者翻譯抑制具有可變的調(diào)節(jié)性和可逆性，即miRNA從結(jié)合位點移去miRNA又可翻譯。相反，在編碼區(qū)裂解就永久破壞了mRNA,產(chǎn)生了只有mRNA重新轉(zhuǎn)錄才能逆轉(zhuǎn)的徹底抑制。miRNA轉(zhuǎn)錄后抑制的確切分子機(jī)制在很大程度上仍然未知。研究的最好例子之一是lin-4,它通過翻譯抑制負(fù)調(diào)控靶基因lin-14olin-4和lin-14堿基配對對其在體內(nèi)的相互作用非常關(guān)鍵，因為影響它們互補(bǔ)的突變體會減弱或喪失該負(fù)調(diào)控作用。令人感興趣的是lin-4

12、僅抑制lin-14蛋白的合成，而不影響lin-14mRNA的合成豐度。而且，在存在lin-4的情況下，lin-14翻譯起始似乎正常發(fā)生，因為即使lin-4表達(dá)，lin-14mRNA仍能有效地形成多聚核糖體。因此，推測lin-4翻譯抑制發(fā)生在翻譯起始后，可能在翻譯延伸和（或）lin-14蛋白釋放過程。靶基因的翻譯抑制并不是lin-4所特有，目前研究表明，在整個動物界，靶基因的翻譯抑制是通過miRNA負(fù)調(diào)控其靶標(biāo)的主要調(diào)控機(jī)制。盡管大多數(shù)動物miRNA抑制靶基因的翻譯，然而，一個新發(fā)現(xiàn)的哺乳動物miRNA-miR-196,與其靶標(biāo)Hoxb8幾乎完全配對，直接介導(dǎo)鼠胚胎和培養(yǎng)細(xì)胞中Hoxb8mRNA

13、的裂解。所以，miRNA與目的基因的彳用方式有2種，miRNA以何種方式與目的基因作用，同miRNA與目的基因的配對程度有關(guān)。miRNA與目的基因不完全配對時，就以抑制目的基因翻譯的方式作用；miRNA與目的基因某段序列配對完全時，就可能引起目的基因在互補(bǔ)區(qū)斷裂而導(dǎo)致基因沉默。43miRNA與疾病的關(guān)系miRNA與腫瘤的關(guān)系6miRNA與腫瘤的發(fā)生發(fā)展目前已經(jīng)識別和鑒定的人類miRNA序列有321個，其中234個被實驗證實。多數(shù)miRNA定位在與腫瘤相關(guān)的染色體部位，miRNA的異常表達(dá)與特定腫瘤有關(guān)，可以調(diào)控重要的腫瘤相關(guān)基因，參與腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲或血管形成等過程。這些跡象表明，mi

14、RNA在人類腫瘤發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。5認(rèn)為，miRNA在腫瘤發(fā)生中的彳用主要在于3個方面：（1）有些編碼miRNA的基因可能起著癌基因的作用；（2）有些miRNA基因則可能起到抑癌基因的作用；（3）一些致瘤病毒編碼的miRNA也可能參與相關(guān)腫瘤的發(fā)生。6以往的研究發(fā)現(xiàn)蛋白編碼基因的異常會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展， 自2002年11月Croce研究組首次報道m(xù)iRNA異常與腫瘤相關(guān)，越來越多的證據(jù)顯示miRNA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。有關(guān)miRNA的研究，為更全面深入地了解腫瘤的發(fā)病機(jī)理提供了新的思路。7多個研究小組利用microarray和磁珠雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn)良性和惡性腫瘤中miRNA

15、的表達(dá)水平發(fā)生改變，但是miRNA表達(dá)水平的改變是腫瘤發(fā)生的“因”還是“果”尚不清楚。相對于正常組織，有些miRNA的表達(dá)水平在腫瘤組織中發(fā)生明顯下調(diào)，如肺癌中的let-7;慢性淋巴細(xì)胞性白血?。–LL加白miR-15a/miR-16-1表達(dá)簇；結(jié)腸癌中的miR-143/miR-145。有些miRNA的表達(dá)水平則在腫瘤組織中發(fā)生明顯的上調(diào)，乳頭狀甲狀腺瘤、惡性膠質(zhì)瘤中的miR-221/miR-222;睪丸生殖細(xì)胞瘤中的miR-372/miR-373;乳腺癌、肺癌中的miR-21;霍金森淋巴瘤、B細(xì)胞型淋巴瘤中的miR-155。8目前認(rèn)為引起miRNA在腫瘤中表達(dá)水平發(fā)生改變的可能原因：（1）5

16、0%的miRNAs位于或靠近基因組中腫瘤相關(guān)的脆性區(qū)域，即經(jīng)常發(fā)生缺失、擴(kuò)增、易位的染色體片段，如在慢性淋巴細(xì)胞性白血病中表達(dá)降低的miR-15a/miR-16-1,位于腫瘤中經(jīng)常缺失的13q14,在淋巴瘤中上調(diào)的miR-17-92表達(dá)簇，位于腫瘤中經(jīng)常發(fā)生擴(kuò)增的13q31;（2）由于異常甲基化造成的miRNA轉(zhuǎn)錄水平的明顯改變，如在前列腺癌、膀胱癌中的miR-127;（3）miRNA加工過程的關(guān)鍵蛋白的表達(dá)異常，如肺癌中Dicer表達(dá)水平的下調(diào)；（4）miRNA前體上的突變或多態(tài)影響miRNA的加工成熟：如miR-15a/16-1前體上游7bp的C/T多態(tài)位點，位于miR-125a成熟體白G

17、G/T多態(tài)位點。腫瘤中常呈現(xiàn)蛋白編碼基因的突變，至今為止只有兩篇文獻(xiàn)報道在腫瘤組織中檢測miRNA前體序列的改變，其中Croce小組在75例CLL中分析了42個miRNA,共計在11例樣本中發(fā)現(xiàn)5種miRNA胚系突變。我們實驗室在96例肝癌組織中分析了59個miRNA前體序列，沒有發(fā)現(xiàn)堿基突變。miRNA的突變是否與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)還需在更多的腫瘤標(biāo)本上進(jìn)行驗證。86miRNA與腫瘤的基因治療miRNA通過與特定靶mRNA結(jié)合， 負(fù)性調(diào)控靶mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯。 通過補(bǔ)充miRNA或使用抑制物調(diào)節(jié)靶mRNA及其蛋白的表達(dá)，達(dá)到控制腫瘤惡性增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡的目的。miRNA作為重要的“腫瘤干

18、涉基因”的出現(xiàn)對腫瘤的基因治療具有很大影響。抑制miRNA通常采用給予化學(xué)合成的、與成熟miRNA序列互補(bǔ)的反義寡核甘酸(anti-miRNAoli-gonucleotides,AMOs)的方法。近來人們開發(fā)出了一組拮抗miRNA的藥物，被稱為“antagomirs,如反義2-O-甲基核甘酸(2-O-methyl)和鎖定核甘酸(locked-nucleic-acid),它們具有與天然miRNA互補(bǔ)的序列。對小鼠靜脈注射拮抗miR-16、miR-122、miR-192和miR-194的“antagomirs”,會使小鼠肝、肺、腎、心、小腸、脂肪、皮膚、骨髓、肌肉、卵巢和腎上腺等組織中相應(yīng)的miR

19、NA明顯減少。這些小分子主要降低miRNA的轉(zhuǎn)化，比其他抗腫瘤藥物更為穩(wěn)定，并且毒性較小，可以有效的控制miRNA在各個器官中的活動，從而發(fā)揮治療作用。相反，通過補(bǔ)充與天然miRNA序列相同的小分子可增強(qiáng)miRNA的作用。Takamizawa等將合成的let-7補(bǔ)充到let-7低表達(dá)的肺腺癌細(xì)胞株A549中，抑制RAS蛋白的翻譯，腫瘤細(xì)胞的生長明顯受到抑制。這一方法的作用機(jī)制類似于RNA干擾。目前RNA干擾技術(shù)是利用人為設(shè)計的一段小干擾RNA(即siRNA球進(jìn)行基因干涉，但人們發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用siRNA來進(jìn)行腫瘤基因治療會使機(jī)體產(chǎn)生較大的免疫反應(yīng)。而miRNA序列來源于細(xì)胞基因組中，其序列相對固定，

20、并且體內(nèi)存在miRNA表達(dá)的調(diào)控機(jī)制，激活內(nèi)源性miRNA機(jī)制可以導(dǎo)致正確的miRNA的加工和靶基因的抑制。因此miRNA的發(fā)現(xiàn)為腫瘤的基因治療提供了更好的選擇，miRNA藥物有望成為更先進(jìn)的RNA干擾藥物。5miRNA與心血管疾病的關(guān)系越多研究發(fā)現(xiàn)miRNA在生物發(fā)育過程中存在組織特異性表達(dá)，參與形成并維持組織特異性。有數(shù)十種miRNA在心肌細(xì)胞中被鑒定，例如：miR-133a、miR-133b、miR-1d、miR-296等，它們在心血管疾病中發(fā)揮重要作用。96miRNA與先天性心臟病(簡稱先心病)在心臟發(fā)育過程中，Hand2是胚胎發(fā)育初級階段擴(kuò)增肌肉前體細(xì)胞的必需基因，該基因突變或缺失可

21、導(dǎo)致心臟發(fā)育不良甚至使心臟停留在早期發(fā)育狀態(tài)，尤其是第二心臟區(qū)域細(xì)胞(thesecondheartfield),后者將分化為右室及流出道。Zhao等研究發(fā)現(xiàn)，miR-1可以適時阻止Hand2蛋白合成，調(diào)控心臟正常發(fā)育，此發(fā)現(xiàn)有助于了解干細(xì)胞增殖分化為心肌細(xì)胞的機(jī)制并為先心病診療提供新線索。9miRNA與心力衰竭miRNA是心肌細(xì)胞異常增生的潛在抑制物或加速劑。特定miRNA表達(dá)上調(diào)，抑制心肌細(xì)胞異常增生從而阻止或延緩心臟重構(gòu)的進(jìn)程。表達(dá)下調(diào)，促進(jìn)心肌細(xì)胞異常增生，加速心臟重構(gòu)。10VanRooij等應(yīng)用并列miRNA微點陣方法分析186種不同miRNA在兩種心肌肥厚鼠模型中的表達(dá)。其中，主動脈

22、縮窄小鼠模型組(通過結(jié)扎胸主動脈造成心臟后負(fù)荷增加，建立肥厚心肌模型thoracicaorticbanding,TAB后假手術(shù)組(僅行開胸手術(shù)，不進(jìn)行胸主動脈結(jié)扎)相比，有27種miRNA表達(dá)明顯增加，15種表達(dá)降低。顯著表達(dá)激活鈣磷酸酶A(activatedcalcineurinA,CnA)小鼠模型組(通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)使鼠心肌CnA過度表達(dá)，建立心肌肥厚模型)有33種miRNA高于對照組(CnA表達(dá)正常的同胞小鼠)，有14種表達(dá)降低。TAB組和CnA組上調(diào)的miRNA中有21種相同，下調(diào)的miRNA中有7種相同。該研究還發(fā)現(xiàn)miR-195上調(diào)可誘發(fā)心肌細(xì)胞肥大，從而確定了miRNA在心肌肥大、

23、心力衰竭發(fā)病過程中的調(diào)節(jié)作用。利用病毒或脂質(zhì)體將具有逆轉(zhuǎn)心臟重構(gòu)功能的miRNAs引入機(jī)體內(nèi)，或利用抗miRNA寡聚核甘酸(2-O-methyl-modifiedantisenseoligoribonucleotides,AMOs)滅活促進(jìn)心臟重構(gòu)的miRNAs,均可延緩或逆轉(zhuǎn)心力衰竭的進(jìn)程。Kru等使用antagomirs(與膽固醇耦聯(lián)的AMO)注入小鼠體內(nèi)后，可有效抑制多個器官miRNA活性，可能成為一種有希望的治療藥物。miR-208是一種心臟組織特異性表達(dá)的miRNA,在心肌細(xì)胞增生、纖維化及調(diào)節(jié)3-心肌肌球蛋白鏈(3-myosinheavychain,3-MHC)表達(dá)中發(fā)揮作用。mi

24、R-208由a-心肌肌球蛋白鏈(a-myosinheavychain,a-MHC)基因編碼，后者可以促進(jìn)心臟收縮蛋白的生成，調(diào)節(jié)心肌增生。miR-208正常表達(dá)的小鼠心臟發(fā)生損害，而缺乏miR-208表達(dá)的小鼠則表現(xiàn)健康，3-MHC纖維含量減少。因此，miR-208可能成為治療心力衰竭的新靶點。9miRNA與心律失常Yang等發(fā)現(xiàn)miR-1可以通過作用于KCNJ2GJA1減慢傳導(dǎo)， 促使細(xì)胞膜去極化。 小鼠心臟內(nèi)過量表達(dá)miR-1可以導(dǎo)致心律失常，通過反義寡核甘酸移除miR-1后，梗死小鼠心律失常明顯緩解。因此，miR-1有望成為心律失常的治療靶點。超極化激活環(huán)化核甘酸調(diào)控陽離子通道基因（Hy

25、perpolarization-activated,CyclicNucleotide-gatedchannels,HCN）,是“內(nèi)源性”起搏通道基因，在舒張期選擇性激活，存在較大的潛在起搏能力。其中HCN2主要分布于心臟和腦組織，HCN1和HCN4除分布于腦組織和心臟外，還分布于竇房結(jié)。在Sp1促進(jìn)HCN2/HCN4轉(zhuǎn)錄翻譯的同時，miR-133和miR-1明顯限制HCN2/HCN4蛋白的表達(dá)。兩種不同方式的調(diào)節(jié)決定了在不同生理及病理條件下HCN2/HCN4的功能水平。移除任何一種miRNA都不能轉(zhuǎn)復(fù)由現(xiàn)存miRNA所引起的基因抑制， 表明HCN2受miR-133和miR-1兩者共同彳用。Xi

26、ao等研究發(fā)現(xiàn)：通過反義寡核甘酸技術(shù)減少內(nèi)源性miR-1和miR-133可使HCN2/HCN4表達(dá)有效增加，有望研制出生物起搏器。HERG基因異常將導(dǎo)致心肌內(nèi)向整流性鉀通道功能異常，使3相復(fù)極延長而導(dǎo)致長QT綜合征（LQTS）miR-133可以作用于HERG基因?qū)е略摶虮磉_(dá)異常，因此應(yīng)用反義寡核甘酸技術(shù)抑制miR-133,可以增加正常HERG基因表達(dá)。進(jìn)而達(dá)到治療LQTS的目白勺。9miRNA與糖尿病的關(guān)系miRNA研究將為治療糖尿病提出新途徑，Rockefeller大學(xué)研究人員最近報道了一項對新發(fā)現(xiàn)miRNA基因的研究，揭示出它具有調(diào)節(jié)胰腺中胰島素分泌的功能。此發(fā)現(xiàn)第一次確定了一個哺乳動物

27、miRNA基因的生物功能。新研究中研究人員發(fā)現(xiàn)miR-375能夠調(diào)節(jié)胰島素分泌。11NikolausRajewsky研制出一種能夠預(yù)測基因組中miRNA的靶標(biāo)的計算機(jī)程序。在此項研究中，他們利用這個程序預(yù)測miR-375的基因靶標(biāo)通過實驗被證實，并因此了解到miR-375在調(diào)節(jié)胰島素分泌中的功能。此項研究為了解機(jī)體如何調(diào)節(jié)胰島素分泌過程開辟了新路，并可能為糖尿病的治療奠定基礎(chǔ)。而且，這些發(fā)現(xiàn)首次定義了一種哺乳動物miRNA基因的生物功能。研究還表明計算機(jī)方法和實驗的緊密結(jié)合是“后基因組時代”的生物學(xué)研究不可或缺的策略。23.4miRNA與阿爾茨海默病的關(guān)系如今，許多研究已經(jīng)專注于miRNA在不

28、同疾病中表達(dá)的改變，最近發(fā)現(xiàn)表明miRNA是神經(jīng)退行性變的促成因素。12研究發(fā)現(xiàn)在阿爾茨海默病（AD）,甚至在疾病惡化最初階段的病人上miR-107表達(dá)水平明顯下降。miR-107也許通過靶向作用3淀粉樣蛋白前體蛋白裂解酶1（BACE1）涉及加速疾病過程，BACE1是一種裂解骨髓前體蛋白到產(chǎn)生神經(jīng)毒性淀粉樣蛋白肽的內(nèi)肽酶。miR-107與BACEmRNA勺3UTR連接，下調(diào)BACE的表達(dá)。miR-107的缺失導(dǎo)致疾病中BACE水平的增加，這些通過miRNA分析，昂飛微數(shù)列、生物信息學(xué)預(yù)測和原位雜交被證明。因此，這種蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)異常也許在AD的發(fā)病機(jī)制中起到重要作用。在以前的工作中，Lukiw通

29、過檢查胎兒、成人和阿爾茨海默病人腦的海馬區(qū)域的miRNA的豐度，發(fā)現(xiàn)一些miRNA的表達(dá)在不同病理階段被不同地調(diào)節(jié)。特別地，與年齡相一致的成人比較，miR-9,miR-125b和miR-128在AD病人的腦中上調(diào)。133.5miRNA與帕金森病的關(guān)系miRNA可能也和帕金森疾病相關(guān)，14最近一項研究調(diào)查它們在哺乳動物中腦多巴胺能神經(jīng)元（DNs）的作用和鑒定miR-133b在DNs作為特定的表達(dá)，但是在帕金森病人的中腦組織中非常少或缺乏。miR-133b通過下調(diào)對等相似的同源結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子Pitx3的表達(dá)的機(jī)制調(diào)節(jié)成熟作用和中腦DNs的功能。此外，在哺乳動物和無脊椎動物的研究已經(jīng)顯示miRNAs

30、涉及神經(jīng)保護(hù)，脆性X染色體綜合癥和精神分裂癥。13miRNA與艾滋病的關(guān)系近年研究發(fā)現(xiàn)，miRNA與產(chǎn)生艾滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)有著緊密聯(lián)系。15最新研究中發(fā)現(xiàn)miRNA產(chǎn)生過程可與HIV生活周期以及腫瘤的抑制相關(guān)聯(lián)。 負(fù)責(zé)對miRNA進(jìn)行加工的3個蛋白中有2個就是早期負(fù)責(zé)制造miRNA的蛋白，而發(fā)現(xiàn)的第3個蛋白也不是未知的蛋白，而是早已引起科學(xué)家注意的蛋白一一TRBP(TARRNA-bindingprotein),它是在研究HIV轉(zhuǎn)錄時第1次被發(fā)現(xiàn)，同時它也被確定是一個腫瘤抑制蛋白。TRBP的發(fā)現(xiàn)表明RNA干涉可能在HIV復(fù)制時起到關(guān)鍵作用。由于TRBP與腫瘤之間密切相關(guān)，RNA干

31、涉與腫瘤的關(guān)系有待進(jìn)一步探索。2小結(jié)與展望自從15年前miRNA被發(fā)現(xiàn)，它們已經(jīng)被公認(rèn)作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的介導(dǎo)。這篇綜述討論了它們在許多疾病中的作用。提出超過三分之一的人類基因在miRNA的控制下，這解釋了它們在疾病中的廣泛作用。miRNA在腫瘤、心血管疾病和糖尿病等多種疾病中的重要作用正引起各國研究者廣泛關(guān)注，miRNA與各種疾病關(guān)系的研究正在如火如荼的進(jìn)行。尋找調(diào)控的miRNA基因以及miRNA的靶基因，揭示miRNA在各種疾病中的作用機(jī)制仍是擺在科學(xué)家們面前的主要問題。相信隨著對這種特殊分子的深入了解，一些以miRNAs為靶點的新藥物會不斷出現(xiàn)，不但有助于認(rèn)識生命過程，而且將為腫瘤和其它疾病的治療帶來新的希望。參考文獻(xiàn)1盛熙暉，杜立新.MicroRNA及其在人和動物上的研究進(jìn)展J.遺傳，2007,29(6):651658.2夏洪平，馬躍東.microRNA一前景光明的藥物開發(fā)新靶點J.食品與藥品，2006,8(09A):19-21.3索效軍，張年.microRNA的研究進(jìn)展J.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2007,12:24-25.4鄭玉姝，趙樸，趙宏坤.microRNA及其應(yīng)用前景J.生物技術(shù)通訊，2007,18