miRNA和癌癥-經(jīng)典總結(jié)

microRNA

與腫瘤姓名：趙東曉學(xué)號(hào)：導(dǎo)師：王偉1.microRNA概述2.microRNA的生成和作用機(jī)制3.microRNA與癌癥4.microRNA研究的一般技術(shù)路線miRNA是一種小分子，是平均長度約為21～22個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA,通過和靶基因mRNA堿基配對(duì)引導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISC)降解mRNA或阻遏其翻譯,從而對(duì)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后表達(dá)的調(diào)控。miRNA概述microRNA基因組分布

60%獨(dú)立表達(dá)

15%成簇表達(dá)

25%的miRNAs位于內(nèi)含子的生成miRNA1.在細(xì)胞核內(nèi)由基因組轉(zhuǎn)錄成前體轉(zhuǎn)錄本pri-miRNA；2.pri-miRNA被RNaseⅢ核酸酶Drosha加工成約70-90nt的發(fā)夾狀pre-miRNA;3.Pre-miRNA在Exportin5介導(dǎo)作用下轉(zhuǎn)運(yùn)出胞核至胞質(zhì)中,并被核酸酶Dicer加工成成熟的miRNA;4.雙鏈miRNA分子被解鏈，單鏈的miRNA與沉默復(fù)合體(RISC)結(jié)合，形成RISC-miRNA復(fù)合物;5.通過與靶基因的3‘UTR區(qū)互補(bǔ)配對(duì)，對(duì)靶基因mRNA進(jìn)行切割或者翻譯抑制。DicermicroRNA成熟過程Garzon,R，MicroRNAexpressionandfunctionincancer.TrendsinMolecularMedicine12,580-587(2006).的作用機(jī)制miRNA19-23nt的成熟miRNA形成后與其他蛋白共同組成RNA介導(dǎo)的沉默復(fù)合體〔RISC〕參與RNA干擾途徑；miRNA形成RISC復(fù)合體后可與特定的靶mRNA結(jié)合，這種結(jié)合不要求嚴(yán)格的互補(bǔ)配對(duì)。結(jié)合后導(dǎo)致靶mRNA翻譯的抑制。miRNA的生成和作用機(jī)制據(jù)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究說明，miRNA的生成至少需要兩個(gè)步驟:a)在細(xì)胞核內(nèi)，由長的內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄本(pri-miRNA)生成70nt的具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的miRNA前體(pre-miRNA);b)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在Dicer作用下將pre-miRNA加工為成熟的miRNA。miRNA的作用機(jī)制－－至少有2種作用機(jī)制1〕與靶mRNA的3′端非翻譯區(qū)〔UTR〕結(jié)合，介導(dǎo)翻譯調(diào)控－－miRNA與靶mRNA的3′-UTR區(qū)是一種非完全互補(bǔ)結(jié)合，并導(dǎo)致靶mRNA降解或轉(zhuǎn)錄后翻譯抑制,從而調(diào)控靶基因的表達(dá)，但并不影響靶mRNA的穩(wěn)定性2〕與靶mRNA的翻譯區(qū)結(jié)合，直接引起切割－－類似RNAiHutvagner等(2002)對(duì)miRNAlet-7的研究,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)規(guī)律：miRNAs與mRNAs結(jié)合的互補(bǔ)程度決定了miRNAs將以何種機(jī)制發(fā)生作用，即完全互補(bǔ)引起RNAi，不完全互補(bǔ)那么導(dǎo)致翻譯抑制〔圖3〕。11miRNA與靶mRNA完全互補(bǔ)miRNA與靶mRNA不完全互補(bǔ)對(duì)靶mRNA的剪切對(duì)靶mRNA翻譯的阻遏假設(shè)miRNA表達(dá)異常呢成熟的miRNA與靶mRNA結(jié)合后調(diào)節(jié)基因表達(dá)方式靶mRNA降解12子宮頸膀胱乳房肺癌白血病甲狀腺前列腺胰腺結(jié)腸miRNA的異常表達(dá)上調(diào)，那么其為致癌基因下調(diào)，那么其為抑癌基因抑制了抑癌基因的活性原癌基因的活性增加miRNA與癌癥miRNA是如何致癌的？

miRNA物理缺失以及后天沉默會(huì)增加蛋白質(zhì)的表達(dá)和致癌潛能。影響成熟miRNA序列的微小突變能夠破壞蛋白質(zhì)表達(dá)的平衡。miRNA作為癌基因在癌癥中過表達(dá)的miRNA可作為癌基因。miRNA作為抑癌基因在腫瘤形成中，一些miRNAs的表達(dá)在癌細(xì)胞中是降低的，這一類的miRNAs被認(rèn)為是腫瘤抑制基因。腫瘤抑制miRNAs通常通過負(fù)向調(diào)節(jié)癌基因和控制細(xì)胞分化或凋亡基因阻止腫瘤發(fā)生。miRNA作為進(jìn)行性腫瘤和轉(zhuǎn)移性腫瘤的調(diào)節(jié)者通過影響細(xì)胞遷徙和細(xì)胞的侵襲力microRNA與腫瘤研究1〕腫瘤發(fā)生：MiRNA能夠作為腫瘤抑制劑或致癌因子行使功能，特定 miRNA的敲除或過表達(dá)可用于研究miRNA在癌癥發(fā)生和開展過程中的 作用2〕腫瘤診斷：正常組織和腫瘤組織中miRNA表達(dá)明顯改變.這些特點(diǎn) 使miRNA有可能成為腫瘤診斷的新的生物學(xué)標(biāo)記和治療藥物作用的 靶標(biāo)3〕腫瘤治療：由于大多數(shù)致癌基因能夠引發(fā)癌癥，因而可以設(shè)計(jì)一些人造miRNA阻礙其表達(dá)．從而到達(dá)抑制癌癥形成的目的。miRNA研究的技術(shù)路線 miRNA的別離純化

miRNA的檢測與鑒定miRNA功能 研究

克隆測序法

Northern雜交

RT-PCR技術(shù)

生物信息學(xué)

基因芯片技術(shù)

原位雜交技術(shù)

熒光定量技術(shù)

定點(diǎn)突變

異位表達(dá)

轉(zhuǎn)基因

基因芯片

計(jì)算機(jī)預(yù)測癌組織癌旁組織總RNA提取定量RT-PCRmiRNA芯片細(xì)胞培養(yǎng)

組織類型細(xì)胞分化侵潤深度TNM分期轉(zhuǎn)移

生長曲線MTT定量PCR檢測細(xì)胞周期凋亡檢測靶基因分析技術(shù)路線臨床研究體外實(shí)驗(yàn)功能分析反義寡核苷酸阻斷miRNA的表達(dá)

綜合分析確定miRNAs可能的致癌機(jī)制miRNA調(diào)節(jié)方式的優(yōu)點(diǎn)

與蛋白水平的調(diào)節(jié)相比，更加節(jié)省能量

與轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)相比，miRNA調(diào)節(jié)更迅速，而且是可逆的

內(nèi)含子所編碼的miRNA是一種對(duì)基因組資源的高效利用

小結(jié)

miRNA的作用是多種多樣的,它既可以通過關(guān)閉一些關(guān)鍵基因來改變細(xì)胞的命運(yùn)，也可能與其靶基因產(chǎn)物相互作用形成調(diào)節(jié)環(huán)并與其他調(diào)節(jié)通路交織作用形成網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制。