MicroRNA简介

苷酸的突出，这一特殊的结构被核转运蛋白Exportin-5 所识别，RAN–GTP和exportin 5将pre-miRNA输送到细胞质中。随后，另一个核酸酶Dicer及其结合蛋白将其剪切产生约为22个核苷酸长度的miRNA:miRNA*双链。miRNA 双链与细胞质内 Ago家族 蛋白等结合在 一 起 形 成 沉 默 复 合 体 (RNA-induced silencingcomplex，RISC），其中一条成熟的单链miRNA保留在这一复合体中。另一条会迅速被降解。成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过碱基配对调控基因表达。microRNA通过其种子序列(seed region，5端的 2～ 8 位核苷酸序列)与靶 mRNA 的3端-UTR(有些是 5端-UTR或 CDS)互补靶序列完全或部分匹配，介导 mRNA 的降解或翻译抑制。

MiRNA首先是由MiRNA的host gene转录获得的，host gene转录，形成了primary microRNA（pri-MiRNA），然后通过Drosha–Pasha 复合体，形成了precursor microRNA（也就是pre-MiRNA），接着pre-MiRNA被Dicer剪切成双链的RNA，然后双链RNA被AGO1保护起来，其中一条链被降解，另一条链就被保留下来了。

被降解的链一般被称之为―Passenger strand‖，这条链一般不容易被检测到，很简单，因为被降解了嘛。这条链也被称之为星号链，一般会表示为―miR-×××*‖。另一条链被称之为―Guide strand ‖，也就是先导链，这条就是我们通常所说的miRNA。

在microRNA形成的过程中，是一个―茎-环‖前体把那个―环‖结构切除以后就剩下了一个―茎‖，而这个―茎‖本身呢？又是一个双链结构，因此它的每一个单链都会形成一

个成熟的microRNA，也就是说一个microRNA前体最多可以形成两条microRNA的。

但是我们知道，表达量的高低不是那么好确定的，除去实验误差不说，往往在一个组织里microRNA有星号的那个表达量很低，到了另一个组织里它就变得高表达了。因此这种命名法实际上是不科学的。

此外，2011年开始，有很多文献，开始表明miRNA星号链是有功能的（Widespread regulatory activity of vertebrate microRNA* species.，Yang，2011），星号链的功能，也有可能比先导链更为高级。那这样用―*‖来标记就有点过时了。

从miRBase17.0版开始，就对成熟体microRNA的名字进行了改变，规定不管表达量如何，产生自―茎-环‖结构5`端那个的就在名字后面加上一个―-5p‖，对应地，另一条就是后缀为―-3p‖的了。

需要特别提出的是，不是每一个―茎-环‖结构的microRNA前体都会产生两个成熟体microRNA的，如果只产生一个产物，那它的名字后面就什么也不添加了。

五、成熟miRNA调控靶mRNA翻译的机制

按其作用模式不同可分为三种：

1. 二者不完全互补。即二者不完全配对结合时，主要影响翻译过程，而对mRNA的稳定性无影响。以线虫lin-4为代表，这种miRNA是目前发现最多的种类。

2. 二者完全互补。即二者完全配对结合后，特异性的切割mRNA。作用方式和功能与siRNA非常类似，这说明某些miRNA和siRNA一样参与了机体内一些特异性mRNA的剪切过程。

3. 上述两种模式均具备。当其与靶mRNA完全互补配对时，直接靶向切割mRNA，而不完全互补配对时起调节基因翻译的作用。以let-7为代表。

上述miRNA调控靶基因的机制说明miRNA与靶mRNA不是一一对应的关系，一个miRNA可以调控不同的靶基因，一个基因可能受多个miRNA调控。据估计，人类基因组中有1/3的基因受到miRNA的调控，每个miRNA调控的靶基因超过100条。miRNA参与调节胚胎发育，器官分化，细胞增殖，细胞凋亡，细胞代谢，信号通路等多个生理过程。例如，miR-273和lys-6编码的miRNA，参与线虫的神经系统发育过程。目前研究发现miRNA在疾病、尤其是肿瘤的发生和发展过程中具有重要的调控作用。microRNA表达的改变与人体的生理机能紊乱，尤其是肿瘤过程密切相关.例如，miR-122通过抑制Bcl-w和ADAM-17来抑制原发肝癌的发生和迁移。

研究发现 miR-34a 参与调节内皮细胞的衰老，miR-34a 的过表达可负性调控 SIRT1(silent mating type information regulation homolog ，SIRT1)以及增加 P53 的乙酰化，SIRT1 的降低最终导致内皮细胞的衰老，衰老的内皮细胞可能增加动脉粥样硬化等心血管疾病发生率。let-7、miR-124、miR-125 等参与了神经干细胞分化。研究发现，逆转录病毒载体使鼠造血干细胞过表达 miR-81，证明 B 淋巴细胞数量增加，而 T 淋巴细胞无明显改变。果蝇中过表达 miR-14，Reaper 诱导的细胞凋亡减少。

许多 miRNAs 可调节细胞的增殖、分化等功能，如果这类 miRNAs 的表达异常，可能会导致肿瘤的发生。miR-15、miR-16 位于染色体上的 13q14，在 B 细胞慢性淋巴细胞白血病中，半数以上的病人此区段表达下调或者消失。研究发现，miRNAs 也有很多为抑癌基因，Takahashi等发现，miR-107、miR-105 通过对于细胞周期的阻滞而抑制肺癌的发展。此外，Let-7、miR-330、miR-15 等通过调节其靶基因从而抑制肿瘤生长。

miR-21 在免疫系统的 T 细胞中高表达，说明其对于维持 T 细胞的动态平

衡具有重要作用。

近年来研究发现，人胎盘组织中存在特异性表达的 miRNAs，这些miRNAs 的异常表达会影响胎盘功能以及妊娠的结局。随后 Zhu XM通过基因芯片筛选出更多的差异性表达 miRNAs。

经过特殊化学修饰的miRNA激动剂，通过模拟miRNA进入miRISC复合体来调节靶mRNA的表达而发挥作用。与普通的miRNA mimics相比， agomir在动物体内具有更高的稳定性和miRNA促进效果。 且能克服体内细胞膜、 组织等障碍富集于靶细胞。

经过特殊化学修饰的miRNA拮抗剂，通过与体内的成熟miRNA强竞争性结合，阻止miRNA与其靶基因mRNA的互补配对， 抑制miRNA发挥作用。 与普通抑制剂相比，micrOFF? miRNA antagomir在动物体内外具有更高的稳定性和抑制效果，且能克服体内细胞膜、 组织等障碍富集于靶细胞。