miRNA研究进展_精品文档.pdf

1、1 9 7 0C 1 7 3P o l l i o t t oS H e i n e nF，A n d i n aG，e ta i R e s u l t se v a l u a t i o n s3y e a r sa f t e ro u rf i r s te x p e r i e n c ew i t ht h el a p a r o s c o p i ct r e a t m e n to fH i r s c h s p r u n gd i s e a s e(S p a n i s h)J P e d i a t rS u r gI n t，2 0 0 7，2 3：11

2、 8 7 1 8 3T e e r a t k u lS T r a n s a n a lo n e-s t a g ee n d o r e e t a lp u l l t h r o u g hf o r H i r s c h s p r u n g Sd i s e a s ei ni n f a n t sa n dc h i l d r e n J JP e d i a t rS u r g，2 0 0 3 3 8(2)：1 8 4 1 9 E l h a l a b yE A，H a s h i s hA，E l b a r b a r yM M，e ta 1 T r a n

3、 s a n a l综述重庆医学2 0 0 9 年8 月第3 8 卷第二1 5 舅o n e-s t a g ee n d o r e c t a lp u l l t h r o u g hf o rH i r s c h s p r u n g sd i s e a s e：am u h i e e n t e rs t u d y J JP e d i a t rS u r g，2 0 0 4，3 9：3 4 5 2 0 3T e e r a t k u lsT r a n s a n a lo n e-s t a g ee n d o r e c t a lp u l l t h r

4、o u g hf o rH i r s c h s p r u n g sd i s e a s ei ni n f a n t sa n dc h i l d r e n J JP e d i a t rS u r g，2 0 0 3，3 8(2)：1 8 4 m i R N A 研究进展(收稿【I 期：2 0 0 9 0 1 2 3 修回f l 期：2 0 0 9 0 3 1 7)刘强1，郑秀峰2 综述，辛永红2 审校(1 中国重汽集团医院，济南2 5 0 0 3 1；2 山东省济南市第四人民医院2 5 0 0 3 1)关键词：m i R N A 的成熟，m i R N A；m i R N

5、 A 初级转录产物f m i R N A 前体中围分类号：Q 5 2 2文献标识码：A文章编号：1 6 7 1 8 3 4 8(2 0 0 9)1 5 1 9 7 0 0 3m i R N A 是近年来在多种真核细胞及病毒中发现的一类来源内源性染色体上的非编码单链R N A，长度为2 1 2 5 n t 的短序列，在进化上具有高度的保守性，能够通过与靶m R N A 特异性的碱基互补配对，引起靶m R N A 降解或者抑制其翻译，从而对基因进行转录后的表达调控 1 。m i R N A 由一段具有发夹环结构的长度为7 0 8 0 个核苷酸的m i R N A 前体(p r e-m i R N

6、A)剪切后生成。它通过与其目标m R N A 分子的3 端非编码区域(3 一u n t r a n s l a t e dr e g i o n，3 U T R)互补导致该m R N A 分子的翻译受到抑制 2 。最先发现的m i R N A s 是线虫中控制发育时序的l i n-4 和l e t 一7 基因。现已发现m i R N A 广泛地存在哺乳动物、线虫、果蝇和植物等生物中。除了l i n 一4 和l e t 一7 基因外其他m i R N A s 现在统一用m i R N A 一#表示m i R N A，而用m i r-#(#代表数字)表示相应的编码基因，同一物种内相同或极相近似的m

7、 i R N A 可以使用相同的数字，只是进一步在数字之后加数字或字母作为后缀以区别其基因在序列上只有微小的差别。尽管m i R N A 基因不编码蛋白质，但其编码的R N A 在生物的整个生命过程中发挥着重要作用。本文主要从m i R N A 的特征、生物功能、生成及加工机制、作用用途及其与s i R N A 的区别与联系等方面作一概述。lm i R N A 的特征m i R N A 有几个明显的特征：(1)广泛存在于真核生物中，是一组不编码蛋白质的短序列R N A，它本身不具有开放阅读框架(0 R F)及蛋白质编码基因的特点而是由不同于m R N A的独立转录单位表达的，(2)通常的长度为

8、2 l 2 5 n t 但在3 端可以有1 2 个碱基的长度变化；(3)成熟的m i R N A 是由D i c e r 酶从折叠的发夹状转录前体的一条臂上切割得来；(4)m i R N A 定位于能潜在编码其前体发夹结构的蛋白质非编码区域l(5)成熟m i R N A 的序列和预测的发夹结构在不同物种间具有高度的进化保守性【33；(6)表达具有严格的时空性和组织特异性。2m i R N A 的生物学功能在生物的整个发育过程中m i R N A 可能有调节细胞早期发育，参与细胞分化和组织发育，调控基因表达的生物功能，主要的作用是调控基因表达。通过两种机制调节靶基因的表达：(1)结合到靶m R

9、N A 3 端非翻译区(3 U T R s)，抑制其翻译；(2)像s i R N A 作用一样结合到靶上并降解靶m R N A m i R N A 与s i R N A 的功能相似，并且二者从前体加工过程中都依赖于相同的D i c e r 酶的参与。2 1 调节细胞早期的发育C h e n 等 研究发现，在基因c a r发生突变的植物中，有3 种m i R N A 加工水平降低，基因c a r 的产物是一种类似D I C E R 性质的酶，它参与植物正常发育，当c a r 突变后，植物胚芽和叶的发育出现缺陷。表明这些缺陷是由于m i R N A 加工降低的结果，m i R N A 在植物细胞发

10、育过程中起了重要作用。2 2 参与细胞分化和组织发育一些编码m i R N A 基因，例如：l i n-4、l e t 一7、m i l l 4、m i r 2 3 和b a n t a m 已被证实在细胞分化和组织发育中起重要作用，其他的m i R N A 由于具有特异性的时空表达的特点。被认为具有相似的重要性。C h e n 等 4 首次阐述了哺乳动物中m i R N A 的功能：利用逆转录病毒作载体使m i r-1 8 1 在鼠科动物的造血祖细胞中异常的表达，然后用不同的条件处理这些细胞，分析B 淋巴细胞和T 淋巴细胞，发现B淋巴细胞量加倍，而T 淋巴细胞不受影响。暗示m i R N A

11、 可能在鼠类和人的细胞发育分化中起着关键作用。最新研究发现m i R N A 可能在神经系统也发挥着重要的作用。m i R N A 及其他小R N A 在神经系统中广泛存在，并且其中一些是大脑中所特有的。它们可以调节神经细胞的生长发育和神经干细胞向神经细胞的转化。并且与精神分裂症、帕金森综合征和其他神经异常的发生有关“。在肌肉发育方面，C l o p 等3 证实，T e x e l绵羊中的G D F 8 基因的3 U T R 内的一个点突变产生了一个可以在骨骼肌内高度表达的两个m i R N A，即m i R l 和m i R 一2 0 6，它们同时作用的靶位点，从而引起m i R N A 介

12、导的m y o s t a t i n浓度在转录后降低而造成肌肉肥大，C h e n 等 1 证实，m i R l 通过作用于H D A C 4 而促进成肌细胞分化为成熟的肌肉细胞，抑制细胞扩增，m i R-1 3 3 则通过抑制S R F 而促进成肌细胞扩增，抑制其分化。2 3 调控基冈表达在各类小分子R N A 中，m i R N A 具有最广泛的基因调节功能 8 。在培养的人2 9 3 T 细胞实验中发现m i R N A 和s i R N A 可能通过相似的机制抑制m R N A 的表达。内源性人的m i R-2 1 通过与靶位完全互补诱导m R N A 剪切，这种特性一度被认为是s

13、i R N A 的特性之一。相反，将合成的s i R N A 通过与靶位点错配可以下调m R N A 的表达，由此说明m i R N A 和s i R N A 可利用相似的机制抑制m R N A 的表达，而 万方数据重庆医学2 0 0 9 年8 月第3 8 卷第1 5 期最终选择哪几种机制也许在很大程度上完全取决于其与靶m R N A 的互补程度。此外，内源性的m i R N A 还可以作为触发R N A i 的分子、参与细胞增殖和死亡 9。1、细胞凋亡和脂肪代谢“。1”。在生物个体中。癌基因编码的蛋白质可干扰组织中细胞的正常生长，从而引发肿瘤。科研人员将m i R 一1 5 和m i R-1

14、 6 基因定位于淋巴细胞染色体的1 3 q 1 4 3 位置上，在慢性淋巴细胞白血病患者中发现这2 个基因的表达有缺失或下调现象存在|3-1 4 。f f|i 且编码精氨酰-t R N A 合成酶(R A R S)的m i R 一1 6，其靶m R N A 在m i R 一1 5 和m i R-1 6 表达下降的样本中过度表达；在结、直肠肿瘤形成中m i R 一1 4 3 和m i R-1 4 5 表达减少；B 细胞性白血病中的染色体易位t(8；1 7)导致了m i R 一1 4 2 前体和短小M Y C 基因的融合；m i R-2 6 a 和m i R-9 9 a 在肺癌细胞系中低量表达，在

15、恶性淋巴瘤中，包括m i R-1 7-9 2 多顺反子的D N A 区域是1 3 q 3 1-3 2 扩增的靶基因；在B u r k i t t 淋巴瘤中，m i R-1 5 5 过度表达；在人类肺癌中，l e t-7 m i R N A 低量表达 1“。2 0 0 6 年，美国俄亥俄州立大学的V o l i n i a 等 1 6 通过分析来自肺部、胸部、胃部、前列腺、结肠和胰腺等处的癌细胞样品5 4 0 份，发现了由过量表达的部分m i R N A s 组成的实体癌症m i R N A 信号，在这些m i R N A 中包括m i R 1 7 5 p、m i R 一2 0 a、m i R-

16、2 1、m i R 一9 2、m i R 一1 0 6 a 和m i R 一1 5 5。这说明m i R N A 在实体肿瘤的癌症发病机制中发挥着重要的作用。总之，在一些人类恶性肿瘤中，包括慢性淋巴细胞白血病、儿童B u r k i t t 淋巴瘤、胃癌、肺癌和大细胞性淋巴瘤等，m i R N A 基因表达有所改变 1 7。1”。m i R N A 可能是一类与肿瘤发生有关的新的基因，它们可能作为抑癌基因或癌基因，以抑癌基因表达降低或癌基因表达增强的方式促进肿瘤的发生 1。因此有人推测m i R N A 可能和高等真核生物中调节基因表达的转录因子一样莺要。3m i R N A 的生成及加工机制在哺乳动物细胞内m i R N A 生成分为两步：在细胞核内，编码m i R N A 的基因转录成为具有发夹结构的p r i m i R N A，研究显示R N A 聚合酶和均可以参与m i R N A 转录。p r i m i R N A 在一种D r o s h a R N a s e 的作用下，剪切为6 0 7 0 n t 具有茎环结构的m i R N A 前体(p r e-m i R N