摘要：miRNA(microRNA)是在许多真核生物中发现的一类内源性长度约为22个核苷酸单链非编码RNA，目前，大约发现了100多种miRNA，它在进化上具有保守性，在表达和功能上具有多样性。它们存在于不同的生物中，从四膜虫、线虫、植物、动物、到人都已发现了不同的miRNA，miRNA的主要功能是调节内源基因表达，它在基因活动调控中发挥着重要作用，同时与在RNAi发现的SiRNA具有很大的相关性。因此，微小RNA的研究可能对基因功能研究、人类疾病防治及生物进化探索具有重要意义，小RNA分子研究将是今后分子生物学研究热点之一。
关键词：微小RNA；小干扰RNA
近些年来研究表明，一类叫做小RNA（Small RNA ）的非编码RNA分子能掌握真核细胞许多功能，影响真核生物细胞的基因表达、细胞周期调控和个体发育等多种行为[1-3]。小RNA是18-25nt的调控RNA分子，主要包括：a. miRNA(micro RNA); b.小干扰RNA(short interfering RNA);其中，miRNA是新近发现的一类RNA分子，在生命活动中发挥着重要调控作用，因此将是
继siRNA之后新的研究热点之一[4-5]，本文对miRNA分子的研究进展做一综述。
1miRNA的特点
成熟miRNA通常的长度为18-25nt，其5’端有一个磷酸基团,3’端为羟基,不具有蛋白质编码基团和开放阅读框架。miRNA的特点主要表现为它的保守性、基因簇现象和特异性表达。在进化过程中约有12%的miRNA在脊椎动物和非脊椎动物中呈现高度的保守性，这些保守片段只有一两个碱基的差别，而在脊椎动物已发现的miRNA中有近一半具有同源性[6]。miRNA的基因簇集现象是指许多miRNA不是分散分布的，从单一前体miRNA加工而来的成熟miRNA具有基因簇集现象，如mir-35~ mir-41簇集在秀丽线虫2号染色体800bp的片段上，进而加工形成miR-35~ miR-41。miRNA的特异性表达是指它在生物体内呈现时间特异性表达、细胞特异性表达或组织特异性表达。一些miRNA呈现时间特异性表达，即在不同的时期表达并发挥作用，如lin-4出现在线虫的幼虫I期（L1）,在LI和L2表达；Let-7在LI和L2期不存在，出现在L3早期，在L4及成虫期达到表达高峰[ 7]；另外一些miRNA则表现细胞或组织特异性，如miR-17~ miR-20位于HeLa细胞同一基因簇中，并在斑马鱼细胞中表达，但在鼠肾和蛙卵巢细胞中未检测到。从发育20~24h的黑腹果蝇胚胎中分离出来的S2期细胞，在体外培养，并在不同阶段提取RNA，发现miR-3~miR-7只在胚胎阶段表达存在[ 8]，而不存在于其他发育阶段；而miR-1、miR-2和miR-8~miR-13可在发育的各个阶段存在。
2miRNA的作用机制
生物体内，miRNA主要通过两种方式调控基因表达：靶mRNA切割和翻译抑制。植物中，miRNA与靶mRNA完全或几乎完全互补，通过RNA干扰机制，即单链miRNA进入一种类似于RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencingcomplex,RISC）的核糖蛋白复合体（ribonucleoprotein complex,miRNP）, miRNA通过与靶mRNA的3’非翻译区（3’-untranslatedregion , 3’-UTR）互补配对，指导miRNA切割、降解靶mRNA，切割与降解的平衡决定于miRNA与靶mRNA的互补程度[9]。这种基因调控机制除了在植物中存在外，在一些动物、病毒等其他生物体内也有发现。miRNA的另一种调控机制称为翻译抑制[10]，miRNA并不降低mRNA的水平，却可以降低相应蛋白表达的水平。这种调控机制的具体过程目前还知之甚少，动物体内miRNA对靶基因的调控主要采用这种方式。miRNA与靶mRNA并不完全互补，通过未知方式抑制蛋白质合成，同时保持了靶mRNA的稳定性，一些研究甚至发现，翻译受到抑制的靶mRNA仍然与核糖体保持连接。目前的理论认为，miRNA也与靶mRNA的3’-UTR互补配对，指导miRNP对靶mRNA的翻译抑制，至少这与现在所知的真核基因的翻译调控主要3’-UTR的思想是一致的[11]。
3miRNA的功能
首先，miRNA最为经典的功能表现在对个体发育的调控方面。在线虫的发育过程中，Lin-4和Let-7一早一晚,分别担负着重要的功能。 Lin-4为22nt小RNA，在幼虫1期（L1）表达，与Lin-14、Lin28 mRNA的3’端非翻译区(UTR)不完全配对结合，抑制其翻译过程从而短暂下调Lin-14蛋白质水平，使线虫由L1期向L2转化。Let-7为21核苷酸长度，在L1和L2都不存在，但在L3期出现，在L4和成虫期达到表达高峰，与Lin-14、Lin-28、Lin-41、Lin-42和daf-12的3’端非翻译区（UTR）互补，下调Lin41蛋白水平而解除对Lin-29的抑制，促进线虫从L4向成虫演化。Lin-4和Let-7基因并不同源，在特定的发育阶段相继出现，激发形态转换。其次，随着研究的深入，发现一种在果蝇发育的各个时期都表达的bantam基因能编码1个21nt的miRNA。BantammiRNA能刺激细胞增殖，同时还扮演着抗凋亡的角色。另外，还有些miRNA（如miR171/miR39）具有调节植物生长发育的功能；miRNA可能与人类的某些疾病也有关联：mir-15和mir16定位于淋巴细胞染色体的13q14．３位置上，在慢性淋巴白血病病人中发现这２个基因的表达有缺失或下调现象存在，提示miRNA的某些功能可能与人类肿瘤有关[12]。
4miRNA研究的展望
miRNA作为一类小分子非编码RNA，在非脊椎动物和脊椎动物中发挥重要的调节作用。现在结合其生物学特性利用计算机技术已预测了部分miRNA，利用分子生物学方法已证实了其中一些miRNA，但仍有很多的miRNA没有被发现。虽然已明确了miRNA的某些功能，但miRNA的大部分功能还不了解。此外，miRNA的作用机制也没有完全弄清楚，如：（1）miRNA的启动子、促进因子和抑制因子；（2）miRNA与靶mRNA结合的具体机制；（3）miRNP的组成成分及其与miRNA结合时的具体机制。miRNA作为正常生物体内存在的调节因子，在生物体内发挥重要的调节作用，如果能利用类似siRNA的化学合成法等多种制备方法[13]研究其功能、开发出与相关的药物，可能用来调节机体的生长发育；由于其大部分定位于脆性位点，并且许多与癌症相关的基因组区域内含有miRNA，可利用miRNA作为一种新型的治疗方法。总之，miRNA作为一种新发现的小分子调节物质，还有许多方面有待研究，miRNA的研究可能会成为将来研究的热点。
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[7] 阚学峰,高英堂,杜智.SiRNA四种制备技术的介绍[J].国外医学临床生物化学与检验学分册,2004,25(4)：342-344.
作者简介：
1韩志红（1975-11），女，本科，寶鸡职业技术学院医学分院检验教研室技师。
2吕同德：兰州军区实验科主任
3昌业伟：兰州军区实验科技师