【2017年整理】microRNA在各种疾病中发挥的作用.doc

microRNA在各种疾病中发挥的作用微生物与生化药学 金靖 S0930580摘要 MicroRNA（miRNA）是一类可负性调控基因表达的长度约为 22 个碱基左右非蛋白编码的RNA 家族，主要功能是调节生物体内与机体生长、发育、疾病发生发展过程有关的基因的表达调控。miRNA 在肿瘤、心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病、帕金森病和艾滋病等多种疾病中都起着重要作用。本文将对miRNA与人类疾病的关系作一综述。关键词 microRNA 疾病The role of the microRNA in a variety of diseasesAbstract MicroRNAs (miRNAs) are short non-coding RNAs involved in negativeregulation of gene expression. Their major function is the regulation to the gene expression of growth、development and diseases. miRNA plays an important role in cancer、cardiovascular diseases、diabetes、Alzheimer’s disease、Parkinson’s disease、 AIDS and so on. This review summarizes the relation between microRNA and diseases.Key words microRNA diseasesMicroRNA (miRNA)是一类可负性调控基因表达的长约 22nt的非编码的单链 RNA分子，广泛存在于从植物、线虫到人类的细胞中，其通过碱基配对的方式结合到靶mRNA，从而抑制其翻译，但不影响其转录。最早发现 miRNA是在 1993 年，Lee 等研究人员在秀丽新小杆线虫(C.elegans)中发现了控制着线虫时序性发育的lin-4。2000 年，Reinhart 等发现了另一个具有转录后调节功能的小分子RNA：let-7。随后的几年时间里，许多研究人员相继发现了这类 RNA。目前，在各物种中共发现4,449个miRNA，其中在人类中发现并已经得到实验证实的有 474 个。这些miRNA的功能主要是调节生物体内与机体生长、发育、疾病发生过程有关的基因的表达，对 miRNA 的深入研究，势必有利于我们对生物体生理、病理机制的理解，并为疾病的诊断和治疗提供理论基础和新思路。[1]　　 miRNA的发现 1993年Lee等在对秀丽新小杆线虫(C. elegans)进行突变体的遗传分析中意外发现一种控制细胞发育时序的长度约为22 nt的小分子非编码单链RNA-lin-4；2000年Reinhart等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。lin-4和let-7即是首先被确认的miRNA，它们通过部分序列结合到目的miRNA靶的3UTR，以一种未知方式诱发蛋白质翻译抑制，通过调控一组关键mRNA的翻译调控线虫发育过程。随后对miRNA的研究不断增加，多个研究小组在包括人类、果蝇、植物等多种生物物种中鉴别出数百个miRNA，预计大约有1 000 种人类miRNA参与近三分之一人类蛋白编码基因的调控。[2]1.1 定位克隆目前，已知的 miRNA基因多是通过定位克隆的方法发现的。定位克隆 miRNA分子的简要步骤：细胞裂解，获得总RNA；变性胶分离并纯化19～25 nt的小RNA；小RNA分子通过分离、纯化与3′和5′寡聚核苷酸接头连接；进行RT - PCR获得cDNA；cDNA连接载体，构建 cDNA文库；筛选克隆进行测序，获得miRNA序列。该方法常受其他小分子(如 siRNA)的影响，易产生假阳性。[3]1.2 生物信息学方法生物信息学方法是依据成熟的miRNA基因(具有较大的序列同源性以及前体的茎环结构)在种属间具有高度的保守性特点，以某些 miRNA基因保守结构的特点为基础设计计算机程序，扫描基因组序列以鉴定潜在的 miRNA基因的方法。该方法根据比较基因组学原理并结合生物信息软件，以序列为基本框架在不同种属间进行序列比对，找寻可能的 miRNA基因。根据同源性的高低再进行 RNA二级结构预测，将符合条件的候选 miRNA基因与已经通过试验鉴定的 miRNA分子进行比较分析，最终确定该物种miRNA的分布及数量。Xie X等人在人、小鼠、大鼠和狗的基因组比对分析中指出，3′- UTR存在大量的调节结构域，且近一半的调节结构域与miRNA有关。其中 miRNA 5′端的 2～8个核苷酸为“种子区”，其对于miRNA