《微小RNA及其在恶性淋巴增殖性疾病中作用的研究进展-2016年最新医学论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微小RNA及其在恶性淋巴增殖性疾病中作用的研究进展-2016年最新医学论文（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询微小 RNA 及其在恶性淋巴增殖性疾病中作用的研究进展【摘要】 在动植物基因组中广泛存在一类非编码蛋白的 RNA 基因，产生长度大约为 19-25 个核苷酸的 RNA，它们被命名为微小 RNA （microRNA，miRNA） 。这是一类具有调节其他基因表达活性的小RNA。在生物的发育过程中发挥着重要作用。本文对这类基因的特征、生物学功能、产生与作用机制和在恶性淋巴增殖性疾病中作用的研究进展作一综述。 【关键词】 miRNA；非编码 RNA；恶性淋巴增殖性疾病Progress on the Research of MicroRNA and I
2、ts Functions in Lymphoid MalignanciesReviewAbstract Plant and animal genomes contain an abundance of small genes that produce RNAs of about 22 nucleotides in length，which was dubbed as microRNA （miRNA). These newly found endogenous RNAs may participate in a wide range of genetic regulatory pathways
3、and play an important role in 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询the organism development . This paper reviewed the recent studies and progress on the characteristics，functions and mechanisms of the microRNAs，as well as the advances of research on lymphoid malignancies.Key words miRNA; non-coding RNA ; lymph
4、oid malignancies很多年来，DNA 和蛋白质一直是基因组研究中的主角，而 RNA 只是被看作来往于 DNA 和蛋白质间的信使而已。最近，越来越多的证据已清楚地表明，RNA 在几乎所有动植物物种中扮演的角色远比我们早先料想的活跃。真核生物中存在两种主要的非编码 RNA（non-coding RNA） ，并发挥着重要的作用。一类为小干扰 RNA（small interfering RNA，siRNA） ，另一为微小 RNA（microRNA，miRNA） 。miRNA 是一种大小 19-25 nt 的单链小分子 RNA，最早被确认的miRNA 是在线虫中的 lin-4 （1993 年
5、） 1和 let-7（2000 年）2，3 ，它们参与调控线虫的发育时序（development timing） ，由于它们的长度很短而且作用时间短暂，所以 lin-4 和 let-7 一开始被称为时间小 RNA （small temporal RNA，stRNA） 。后来随着大量的 miRNA 被发现，对这些小分子 RNA 的基因序列、加工表达方式、生理功能等方面研究表明，miRNA 发挥着非常重要的、基因表达的精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询调节作用，从一个全新的角度来认识基因及其表达调节的本质。2002 年美国科学杂志评出的年度十大科技突破中，miRNA 的发现名列榜
6、首。到目前为止已报道了在人类、果蝇、植物等多种生物物种中有将近 1400 个 miRNA 被报道。现在除了 lin-4 和 let-7 外，其他 miRNA 统一用 miR-#（#代表数字）表示，而相应的编码基因则用 mir-#（#代表数字）表示。本文就 miRNA 特征和功能的研究进展以及与恶性淋巴增殖性疾病的关系作一综述。微小 RNA 的特征miRNA 广泛存在于真核生物中，与其他寡核苷酸相比，主要有以下特征。（1）一般来源于染色体非编码蛋白区的一段，本身不具有开放读框 （ORF） 及蛋白质编码基因的特点，现已鉴定的 miRNA 没有一个与已知的表达序列标签（EST）匹配，说明它们是由不同
7、于 mRNA的特殊转录单元表达的4 。精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询（2）成熟的 miRNA 长度一般为 19-25 nt，是由具有发夹结构的约 70-90 nt 的单链 RNA 前体经过切酶（RNA）Dicer 酶加工后生成5 ，它们可以和上游或下游的序列不完全配对形成茎环结构，这种茎环结构参与了成熟 miRNA 的加工。（3）成熟的 miRNA 5 端有一磷酸基团，3 端为羟基，定位于 RNA 前体的 3 端或者 5 端，且具有独特的序列特征。其 5端第一个碱基对 U 有强烈的倾向性，而对 G 却有抗性，但第 2-4 个碱基缺乏 U，一般来讲，除第 4 个碱基外，其他
8、位置碱基通常都缺乏 C。（4）miRNA 基因不是随机排列的，其中有一些成簇存在。多个miRNA 基因共同转录成一个前体 RNA，然后成熟的 miRNA 从这个前体上加工而来6 。来自同一个基因簇中的 miRNA 具有较强的同源性，而不同基因簇中的 miRNA 同源性较弱。例如线虫中一组高度相关的 miRNA 基因mir-35-mir-41，集中簇生在 2 号染色体的 1 kb 片段上，共同转录成 1 个前体 miRNA，然后加工形成 7 个成熟的miRNA，在胚胎和成虫早期均高度表达，而在其他发育阶段不表达。（5）多数 miRNA 的基因结构和功能在进化中呈现保守性，各种精品文档欢迎来主页查
9、询更多精品文档,欢迎来我主页查询miRNA 都能在其他种系中找到同源体。约 12%的 miRNA 在线虫、果蝇、哺乳动物和植物中呈现保守性，经序列比对发现，这些保守片段中的碱基差异仅为 1-2 nt。其中 miR-1、miR-34、miR-87 在非脊椎动物和脊椎动物中高度保守。对 miRNA 的表达和进化保守性的解释是：为数众多的 miRNA 构成了调节性 RNA 家族，通过与 mRNA 内的特定靶序列互补配对，参与这些基因的表达调控7 。（6）miRNA 的表达具有阶段特异性和组织特异性，即在生物发育的不同阶段里有不同的 miRNA 表达，在不同组织中表达不同类型的 miRNA8 。大多数
10、 miRNA 的表达具有时序性，miR-3、miR-7 基因只在果蝇胚胎形成时表达，而 miR-1、miR-12 的含量在果蝇幼虫阶段急剧上升，并在成虫期维持较高水平，同时在所有阶段都存在的 miR-9 和 miR-11 的含量却急剧减少9 。小鼠胚胎中 miR-1 也呈阶段性表达，只在胚胎形成的阶段可以探测到其存在。miRNA 的表达具有细胞和组织特异性，Bartel 等10发现在已经鉴定的 16个 miRNA 中，有 15 个只在特定的植物组织中高水平表达。miR-1 在人类和成年鼠心肌组织中特异性表达，在其他组织中检测不到；miR-17、miR-20 位于 HeLa 细胞同一基因簇内，并
11、在斑马鱼细胞中表达，但在鼠肾和蛙卵巢细胞中未检测到；miR-1 和 let-7 都在成年果蝇中表达，而不在 20-24 小时的胚胎细胞中表达，在 HeLa 细胞中却只测到 let-7 miRNA。在不同的细胞和组织中不同的发育时间精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询中差异表达，显示了它们在控制个体发育中的特定功能。微小 RNA 的功能目前只有极少的 miRNA 功能被初步阐明，绝大部分 miRNA 的功能（特别是在哺乳动物中）还不清楚。miRNA 在生物的整个发育过程中可能有以下重要的功能。个体发育的调控 在线虫的发育过程中 lin-4 和 let-7 呈生长阶段的特异性表达，
12、通过对 mRNA 序列特异的反义抑制，对线虫幼虫不同发育阶段的过渡进行调控。lin-4 控制幼体早期发育阶段（幼虫 1 期到幼虫 2 期）的细胞分化，而 let-7 控制幼虫 4 期以后的阶段到成体的转换，诱导发育进展。Gary 等11曾报道缺乏或过度表达 lin-4 和 let-7都会引起异时表型（异时是指祖先和后代种类在发育事件相应时间上互不相同的情况） ，即改变了发育过程中速度调控的过程。在植物miRNA 的研究中，发现植物心皮工厂（carpel factory，car）突变株中 3 个 miRNA 的表达水平显著下降。植物心皮工厂是一个类似切酶的酶，参与植物的发育，其缺失突变株表现为胚
13、胎和叶片发育的精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询缺陷。实验结果提示，这种缺陷是由于缺少 miRNA 加工而造成的10 。参与细胞分化和组织发育 lin-4、let-7、mir-14、mir-23 和矮脚鸡（bantam)基因已被证实在细胞分化和组织发育中起重要作用12 。Chen 等13首次阐述了哺乳动物中 miRNA 的功能，利用逆转录病毒作载体使 miR-181 在鼠科动物的造血祖细胞中异常地表达，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。这暗示 miRNA 可能在鼠类和人的细胞发育分化中起着关键
14、的作用。双侧不对称性（bilateral asymmetry）是很多生物神经系统发育过程中的正常现象，然而对这种机制现在了解得还很少。Johnston 等14发现，在线虫神经细胞中有一种 miRNA（此种 miRNA 的基因被称为 lsy-6）控制着左/右神经细胞的不对称基因表达（cog-1 是 1sy-6 miRNA 靶基因） ，这可部分解释神经系统功能的非对称性。调控基因的表达 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询人类基因中有超过 20%的基因是由被 miRNA 所调节的15 ，一些 miRNA 通过调节下调靶 mRNA 的表达16 。对 lin-4 和 let-7 的研究
15、表明，miRNA 的主要功能是进行转录后调控（posttranscriptional regulation） 。miRNA 可以通过两种机制中的一种调节靶基因的表达，其中之一是结合到靶 mRNA 3 UTR，抑制其翻译；二是像 siRNA 作用一样结合到靶上并降解靶 mRNA17 。miRNA 可以作为触发 RNA 干扰（RNAi）的分子18参与细胞增殖19 、死亡20 、细胞凋亡21和脂肪代谢22 。miRNA 还可能与转座的抑制、基因重组有关，可能参与转录和转录后水平的基因表达调控，因此，认为miRNA 可能和高等真核生物中调节基因表达的转录因子一样重要。miRNA 的加工机制和作用机制加
16、工机制 精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询据体内外实验研究表明，miRNA 的生成至少需要两个步骤：第一步在细胞核内，将长的内源性转录本（pri-miRNA）加工为 70-90 nt 的茎环的二级结构的前 miRNA（pre-miRNA） ，执行此过程的酶是RNase 家族中一员Drosha，其作为核心核酸酶执行核内miRNA 前体加工的起始23，24 ；第二步在细胞质中，将茎环的二级结构前体加工为成熟的 miRNA，执行此过程的酶为 RNase 超家族中另一员切酶（dicer） ，后者是一种 ATP 依赖的核酸内切酶。亚细胞定位研究证明，这两个生物过程分别局限于细胞核和细胞质内，因此细胞中一定还存在一转运体系，将 pre-miRNA 从细胞核运送至细胞质。由此可见，miRNA 的表达可从上述三个方面进行调控25 。Pre-miRNA 在被 dicer/arg
