microRNA的研究进展(整合版)
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微小RNA生物学研究进展微小RNA生物学是分子生物学研究领域中的一个热点,目前取得了许多的研究进展。
微小RNA是一类长度在18-25个核苷酸左右的非编码RNA分子,可以通过靶向蛋白质编码基因、干扰RNA和诱导基因剪接等多种方式发挥作用。
这些微小RNA可以通过调控细胞发育、生命周期和代谢等生物过程,而影响生物体的健康状态。
本文将详细介绍微小RNA的分类、功能及其在各种疾病中的作用。
一、微小RNA的分类微小RNA分为siRNA、miRNA和piRNA这三大类。
其中,siRNA全称small interfering RNA,它由基因水解形成,在RNA干扰(RNA interference)过程中靶向蛋白编码基因;miRNA全称microRNA,是由基因转录而成,在细胞质内调节蛋白编码基因表达;piRNA全称PIWI-interacting RNA,是只在生殖细胞中表达的小RNA分子。
二、微小RNA的功能微小RNA的主要功能是对转录后的mRNA进行稳定性和翻译抑制作用。
siRNA通过靶向序列特异性识别细胞核中异源RNA并去除它们;miRNA参与了基因表达、细胞分化、细胞增殖、凋亡、免疫细胞发育和表观遗传等多种生物过程;piRNA起着维持生殖细胞基因组稳定性的作用。
三、微小RNA与疾病微小RNA在多种疾病的发生和发展中都发挥了重要作用。
如在心血管疾病中,“肥胖型”miRNA可以影响血管新生、血管内皮细胞的损伤和氧化应激反应等过程,从而导致血管狭窄和动脉粥样硬化。
在肝病中,miRNA也起着重要的作用。
研究发现,miRNA可以参与肝脏细胞的增殖、凋亡、纤维化、胆汁酸合成及代谢等生物过程。
在肝细胞癌中,某些miRNA表达上调,而某些则表达下调,不同的miRNA组合呈现出不同的诊断与预后价值。
在神经退行性疾病中,miRNA也发挥了一定的作用。
miRNA在调节突触形成、神经元大小和生成等生物过程中发挥着重要作用。
许多神经退行性疾病都和miRNA异常表达有关,如阿尔茨海默病、帕金森病和脊髓性肌萎缩症等。
1472022年2月上 第03期 总第375期学术研究China Science & Technology Overview0.引言骨骼是由骨、软骨、脂肪、成纤维细胞、神经、血管和造血细胞等组成的器官,它不仅为哺乳动物身体提供了物理支架,还可以通过再生来修复使其恢复完全功能状态。
骨的细胞在不停地进行着细胞代谢,在骨代谢中有两种细胞起着重要的作用,一种是吸收骨基质的破骨细胞,另一种是合成骨基质的成骨细胞。
成骨细胞的骨生成与破骨细胞的骨吸收相互协调使得哺乳动物得以保持正常骨量及骨骼完整性[1]。
MicroRNA(miRNA)是由真核细胞产生的一类,长约19nt ~24nt,具有调节功能的、保守的、单链非编码RNA,对基因表达进行转录中或者转录后调节。
近年来,随着对miRNA 包括其靶基因涉及信号通路研究的深入,发现越来越多的miRNA 及靶基因在哺乳动物生理过程中具有重要功能,在骨骼发育与修复上更具有不可忽视的作用。
1. miRNA 调控骨骼细胞生长发育1.1 miRNA 调控成骨细胞成骨细胞是骨骼发育的重要细胞,miRNA 与成骨细胞分化及骨形成有着密不可分的联系。
miRNA 在干细胞成骨分化过程中发挥了重要作用[2],已经被广泛用于骨再生方面的研究,多种miRNA 对间充质干细胞及骨髓干细胞的成骨分化具有调控作用。
研究表明,部分miRNA 能抑制骨分化,逆转骨丢失:miR-146a 能抑制骨髓间充质干细胞的成骨分化[3],而miR-214抑制人脂肪干细胞的成骨分化过程[4]。
随着对miRNA及骨骼发育与修复相关生理过程研究的深入,miRNA 对成骨细胞分化的影响呈现出多维度、多角度的特点。
Pei 通过细胞实验证明在骨髓间充质干细胞的表达下调的miR-22可以促进成骨细胞的形成。
随后验证miR-22的antagomir 将前成骨细胞转化为更分化和矿化的表型,ALP、CBFA1和COL1A1蛋白表达水平的上调。
microRNA研究进展及其在动物分子育种中的应用在整个基因组中,编码蛋白的基因通常只占到2%左右,绝大多数的基因是不直接编码蛋白质的,但是参与生命活动的dna都被转录成rna,还有大量的非编码rna的信息没有被揭开“面纱”。
rna转录组学中microrna的研究,从首个microrna:lin-4的发现,到大规模microrna转录组的测定,再到目前microrna通过基因沉默方式调节靶基因表达的机制研究,一共经了三个阶段,尤其是大规模转录组测序后,大量的microrna被发现,与之相关的功能性研究正如火如荼的展开。
多年来一直被认为是基因组中垃圾成分的非编码rna终于越来越得到人们的重视。
研究发现,microrna对基因表达和生长发育起到了重要的调节功能。
近年来,microrna参与动物表型调控的报道相继出现。
2021年,发现了果蝇的mir-8基因在调节果蝇体型方面有重要作用,对mir-8进行敲除实验发现果蝇体型明显变小,这说明microrna通过改变mrna的翻译水平能够显著的影响动物的表型。
microRNA 1简介。
1小RNA的发现早在1993年,lee等利用遗传分析方法发现了第一个microrna:lin-4,它是线虫中的一个长度为22nt的小分子非编码rna。
这种单链通过碱基配对的方式结合到靶mrnalin-14的3'末端非翻译区(3'-untranslationalregion,3'utr),从而抑制lin-14的翻译,但并不影响其转录。
7年以后,另一个促进线虫幼虫向成虫转变的基因let-7被发现,它的转录产物是长度为21nt的rna分子,作用方式与lin-14相似,结合在lin-47和lin-57的3'utr来抑制基因的翻译。
到目前为止,已经在模式生物中发现了大量mirna,当然miRNA的数量远不止这些,而且还没有发现更多的miRNA。
1.2 microRNA生产工艺microrna(mirna,mir)是由约21~25个核苷酸组成的分子,通过抑制mrna的翻译或者促进其降解而起到负性调控的作用。
microRNA在甲状腺癌中的研究进展甲状腺癌是近年来发病率显著增加的一种癌症,其发病机制十分复杂。
随着分子生物学和基因组学领域的不断发展,越来越多的研究发现,microRNA(miRNA)在甲状腺癌中的作用受到广泛关注。
miRNA是一类长约22个核苷酸的小分子RNA,能够通过与mRNA结合调控基因表达,从而影响细胞增殖、凋亡、转移等生物学过程。
本文将对目前miRNA在甲状腺癌中的研究进展进行综述。
miRNA对甲状腺癌分子亚型的识别和分类起到了关键作用。
一项研究发现,在不同的甲状腺癌亚型中,miRNA的表达模式存在显著差异。
例如,Papillary thyroid carcinoma (PTC)瘤组织中miRNA-146b-5p和miRNA-221的表达显著上调,而miRNA-375、miRNA-148b 和miRNA-10a的表达则显著下调。
miRNA-222在Follicular thyroid carcinoma(FTC)中表达显著上调,而miRNA-148a、miRNA-542-3p和miRNA-29c的表达则下调。
另外,miRNA-34a和miRNA-181a在各种甲状腺癌亚型中也表现出不同的表达模式。
这些miRNA的表达改变对PTC和FTC的分类有一定帮助。
miRNA对甲状腺癌的发生发展起到了重要的调控作用。
miRNA通过抑制或促进靶基因的表达发挥作用,从而影响甲状腺癌的细胞增殖、侵袭和转移。
例如,miRNA-222和miRNA-221能够通过调控p27Kip1的表达促进PTC的增殖和侵袭。
另外,miRNA-146b-5p也是PTC组织中高表达的miRNA之一,其能够通过抑制SMAD4表达增强TGF-β信号通路,从而促进PTC的侵入和血管生成。
miRNA-138和miRNA-139通过抑制Bmi-1和 HMGA2等基因表达,抑制FTC和ATC的增殖和侵袭。
miRNA-29a通过抑制MCL1和CDK6等基因表达,从而促进ATC细胞凋亡和抑制其增殖。
外泌体microRNA在动脉粥样硬化性脑梗死中的研究进展引言动脉粥样硬化性脑梗死(Atherosclerotic cerebral infarction,ACI)是指由于颈动脉或脑内血管的粥样硬化性病变所致的大脑梗死。
这种类型的脑梗死占据了所有脑梗死的相当比例,其发病率和死亡率极高,给患者的生活质量和生存率带来了严重影响。
近年来,研究人员发现外泌体和microRNA在ACI中起着重要作用,成为了研究的热点之一。
外泌体的概念和作用机制外泌体是一种细胞分泌的小囊泡,直径一般在30-100nm之间。
它们可以携带多种生物活性物质,如蛋白质、核酸和脂质。
在疾病发生和发展的过程中,外泌体通过将其携带的活性物质释放到周围环境中,从而参与了细胞间的信息传递和信号通路调控。
外泌体不仅在生理学过程中发挥着重要作用,而且在多种疾病的发生和发展中也有着不可忽视的作用。
microRNA的概念和作用机制microRNA是一类长度约21-25个核苷酸的RNA分子,通过与靶基因的mRNA结合,从而调控靶基因的表达。
在动脑膜脑梗死的研究中,大量的证据表明microRNA在其发生发展中起着重要调控作用,包括调控炎症反应、血管生成、细胞凋亡和凋亡等多个方面。
外泌体microRNA在ACI中的调控作用近年来的研究表明,外泌体microRNA在ACI中起着至关重要的作用,其调控机制主要包括以下几个方面:1. 炎症反应炎症反应是ACI发生发展的重要环节。
研究发现,外泌体中的microRNA可以通过调节炎症介质的表达,影响炎症反应的程度,进而影响血管内皮功能和细胞凋亡等重要过程。
2. 血管生成在ACI的形成过程中,血管生成是一个重要的调控因素。
外泌体中的microRNA通过调节血管生成相关基因的表达,可以影响新生血管的形成和生长,从而影响ACI的病情进展。
未来研究方向尽管目前对外泌体microRNA在ACI中的调控作用已经有了一定的了解,但仍然有许多问题有待深入研究。