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微小RNA及其在恶性淋巴增殖性疾病中作用探究进展1微小RNA及其在恶性淋巴增殖性疾病中作用探究进展微小RNA及其在恶性淋巴增殖性疾病中作用探究进展【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个核甘酸的RNA,它们被命名为微小RNA(microRNA,miRNA)o这是一类具有调整其他基因表达活性的小RNAo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探讨进展作一综述。【关健词】11iRN:非编码RNA：恶性淋巴增殖性疾病ProgressontheResearchofMicroKNAandItsFunctionsin1.ymphoidMaIignanCieSReVieWAbstractP1.antandanima1.genomescontainanabundanceofsma1.1.genesthatproduceRNAsofabout22nuc1.eotidesin1.ength,whichwasdubbedasmicroRNA(miRN).Thesenew1.yfoundendogenousRNASmayparticipateinawiderangeofgeneticregu1.atorypathwaysandp1.ayanimportantro1.eintheorganismdeve1.opment.Thispaperreviewedtherecentstudiesandprogressonthecharacteristics,functionsand2mechanismsofthemicroRNAs,aswe1.1astheadvancesofresearchon1ymphoidma1.ignancies.KeywordsmiRNA;non-codingRN;1ymphoidma1.ignancies很多年来，DA和蛋白质始终是基因组探讨中的主角，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晰地表明，RNA在几乎全部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RN(non-codingRN),并发挥着重要的作用。一类为小干扰RNA(sma1.1.interferingRN,siRNA),另一为微小RNA(microRNA,miRNA)。miRNA是一种大小19-25nt的单链小分子RNA,最早被确认的miRNA是在线虫中的1.in-4(1993年)1和1.et-7(2000年)2,3,它们参加调控线虫的发育时序(deve1.opmenttiming),由于它们的长度很短而且作用时间短暂，所以1.in-4和1.et-7一起先被称为时间小RNA(sma1.1.tempora1.RN,StRXAi后来随着大量的miRNA被发觉,对这些小分子RNA的基因序列、加工表达方式、生理功能等方面探讨表明，miRNA发挥着特别重要的、基因表达的调整作用，从一个全新的角度来相识基因及其表达调整的本质。2002年美国科学杂志评出的年度十大科技突破中，miRNA的发觉名列榜首。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14003个miRNA被报道。现在除了1.in-4和1.et-7外,其他miRNA统一用miR-tt（#代表数字）表示，而相应的编码基因则用mirT表代表数字）表示。本文就miRNA特征和功能的探讨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，与其他寡核甘酸相比，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，说明它们是由不同于nRNA的特殊转录单元表达的4o（2）成熟的miRNA长度一般为19-25nt,是由具有发夹结构的约70-90nt的单链RNA前体经过切酶（RN）DiCer随加工后生成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，这种茎环结构参加了成熟miRNA的加工。（3）成熟的miRNA5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有剧烈的倾向性，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，其他位置碱基通常都缺乏Co（4）miRN基因不是随机排列的，其中有一些成柒存4在。多个miRN基因共同转录成一个前体RNA,然后成熟的IniRXA从这个前体上加工而来61.来|'1同一个基因簇中的miRNA具有较强的同源性，而不同基因战中的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Ikb片段上，共同转录成个前体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niRN的基因结构和功能在进化中呈现保守性，各种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，经序列比对发觉，这些保守片段中的碱基差异仅为1-2nt。其中miRT、IniR-34、miR-87在非脊椎动物和卷椎动物中高度保守。对miRNA的表达和进化保守性的说明是：为数众多的miRNA构成了调整性RNA家族，通过与mRNA内的特定靶序列互补配对，参加这些基因的表达调控7o（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miRNA8o大多数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IniR-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，同时在全部阶段都存在的miR-9和miR-11的含量却急剧削减9o小鼠胚胎中miR-1也呈阶段性表达，只在5胚胎形成的阶段可以探测到其存在。miRN的表达具有细胞和组织特异性，Barte1.等10发觉在已经鉴定的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He1.a细胞同一基因簇内，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；miRT和IC1.7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He1.a细胞中却只测到1.et-7miRNA0在不同的细胞和组织中不同的发育时间中差异表达，显示了它们在限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（特殊是在哺乳动物中）还不清晰。niRN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1.in-4和1.et-7呈生长阶段的特异性表达，通过对mRN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。1.in-4限制幼体早期发育阶段（幼虫1期到幼虫2期）的细胞分化，而1.e1.-7限制幼虫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Iin-4和1.et-7都会引起异时表型（异时是指祖先和后代种类在发育事务相应时间上互不相6同的状况），即变更了发育过程中速度调控的过程。在植物miRNA的探讨中，发觉植物心皮工厂（carpe1.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醯，参加植物的发育，其缺失突变株表现为胚胎和叶片发育的缺陷。试验结果提示，这种缺陷是由于缺少miRNA加工而造成的10。参加细胞分化和组织发育Iin-4、Ie1.7、mir-14、mir-23和矮脚鸡（bantam）基因已被证明在细胞分化和组织发育中起市要作用口2。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样地表达，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，发觉B淋巴细胞量加倍，而T淋巴细胞不受影响。这示意miRNA可能在鼠类和人的细胞发育分化中起着关键的作用。双侧不对称性（bi1.atera1.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发觉,在线虫神经细胞中有一种miRNA（此种miRNA的基因被称为1.sy-6）限制着左/右神经细胞的不对称基因表达（cog-1是1.sy-6miRN靶基因），这可部分说明神经系统功能的IE对称性。调控基因的表达人类基因中有超过20%的基因是由被miRNA所调整的715,一些miRNA通过调整下调靶mRN的表达16。对1in-4和1.et-7的探讨表明,miRNA的主要功能是进行转录后调控(posttranscriptiona1.regu1.ation)omiRNA可以通过两种机制中的一种调整靶基因的表达，其中之一是结合到靶idRNA3UTR,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18参加细胞增殖191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，可能参加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整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工机制据体内外试验探讨表明，miRNA的生成至少须要两个步骤：第一步在细胞核内，将长的内源性转录本(PriFiRNA)加工为70-90nt的茎环的二级结构的前miRN(pre-miRN),执行此过程的酶是RNaSeIn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：其次步在细胞质中,将茎环的二级结构前体加工为成熟的miRNA,执行此过程的海为RNaseIn超家族中另一员切酶(dicer),后者是一种ATP依靠的核酸内切酶。亚细胞定位探讨证明，这两个生物过程分别局限于细胞核和细胞质8内，因此细胞中确定还存在一转运体系，将pre-miRNA从细胞核运输至细胞质。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dicerZargonaute货合物特异性识别，并剪切成22nt左右的单链小RN,miRN是pre-miRN茎中的一个臂。Dicer可以剪切Pre-IniRA5端的一个臂，也可以翦切3端的一个警或者是同时剪切两个臂71.Dicer及其同源物DCRT是一类多结构域的RNaseIII样蛋白，对双链RN或茎环结构RNA进行剪切，产生长度约为22nt.5末端为单磷酸基、3末端为羟基的RNA产物26。作用机制AmbrOS17探讨发觉Iin-4和1.et-7与祀mRN的3UTR部分互补结合，从而抑制了蛋白质的合成。在植物中探讨发觉miRNA和靶mRNA完全互补最终导致了靶mRN的降解12。而在动物中miRNA与靶mRN通过不严格的碱基配对，抑制了mRN的翻译27,而此时并不诱导mRNA的降解。然而，有时状况并非完全如此:在动物中，这种碱基是否严格配对将确定基因缄默方式，假如miRNA和靶mRNA完全互补它就能进入RNAi途径并且引导靶11RNA降解而不