miRNA的特征及研究进展概述

　　微 RNA（ microRNA,miRNA） 是一类由 21 ~ 23 个核苷酸组成的内源性、非编码、单链小分子 RNA,通过完全或不完全碱基互补配对原则与特定基因的信使 RNA 的 3'-非翻译区或5'-非翻译区结合，在转录后水平通过对靶信使 RNA 降解或抑制翻译过程而发挥负性调控作用。1993 年，Lee 等[1]通过对秀丽新小杆线虫的研究首先报道了 miRNA 的存在。

　　2000 年，Reinhart 等[2]在线虫发育调控的研究中发现了第2 个 miRNA---let-7,从而拉开了对 miRNA 研究的序幕。自miRNA 被发现以来，人们已经发现了数万种 miRNA,这一数字仍在不断增加。相信随着科学的进步，技术的发展，越来越多的未知 miRNA 将会被发现，同时也将会面临新的挑战。现就miRNA的特征及研究进展进行概述。

　　1 miRNA 简介

　　1. 1 miRNA 的 命 名 SangermicroRNA 序 列 数 据 库 （ miR-Base） 是一个提供包含 miRNA 的序列数据、miRNA 的命名以及对miRNA 靶基因预测的全方位数据库。作为存储 miRNA 信息的权威 数 据 库，miRBase 具 有 对miRNA 基因名称独立注册的权利。早在 miRNA 被大规模发现的时候，其命名机制就被确定下来，当前已发展了一套成熟的miRNA 命名系统[3].目前，miRBase 已于 2014 年 6 月升级至miRBase 21. 0 版。在该版本中，共收录 28 645 个 miRNA 前体和35 828 个成熟体miRNAs,涵盖了 223 个物种。相比上一版本（ miRBase 20. 0 版） ,新版数据库的可靠性进一步提升，清除了一些不明确的和错误注释的序列，又有 72 个条目被清理出数据库。miRNA 的命名一般遵循以下基本规则： （ 1） miRNA 的成熟体通常用 miR 表示，而 miRNA 的前体则用 mir 表示，然后是其物种名称（ 采用 3 ~4 个字母的缩写来表示） 以及被发现的时间次序（ 一般使用阿拉伯数字表示，如 hsa-miR-200,mmu-miR-200） ; （ 2） 同源性较高的 miRNA 在数字后面加上英文小写字母（ a,b,c,…） ,如 hsa-miR-200a、hsa-miR-200b 和has-miR-200c; （ 3） 如果一个成熟的 miRNA 不是由同一条染色体上的 DNA 序列转录加工产生，则在后面加上阿拉伯数字以区别（ 如 hsa-miR-16-1 和 hsa-miR-16-2） ; （ 4） 若一个 miRNA前体的两个臂可以分别转录加工成 miRNA,则用“-5p”和“-3p”以区分，分别表示从该前体的 5‘端臂和 3’端臂加工而来（ 如 hsa-miR-125a-5p 和 has-miR-125a-3p）[3].以前认为，这两个 miRNA 表达水平有差异，将表达水平较低的 miRNA在后面加上* 号表示，而表达水平较高的 miRNA 后面则不加任何符号。并且一般认为 miRNA* 是没有功能的，但是有研究报道 miRNA* 其实也是有功能的[4],在某些组织里表达水平甚至高于 miRNA[5].自miRBase19. 0 版起，这种 miRNA*命名方式已经终止使用。另外，命名规则确定之前已经被发现的 miRNA,如 lin-4 和 let-7,则仍使用原来的名字。

　　1. 2 miRNA 的生物合成 miRNA 的生物合成是一个相当复杂的生物学过程，它具有多个步骤。首先，在 RNA 聚合酶Ⅱ的作用下，核内编码 miRNA 的基因转录为初级 miRNA; 随后，经 Drosha-DGCR （ Drosha-DiGeorge syndrome critical regiongene） 8 复合物的帮助，初级 miRNA 被剪接成长为 70 ~ 80 nt的具有类似发夹样结构的 miRNA 前体； 接着，在核质（ 细胞质） 转运输出蛋白 5 的参与作用下，miRNA 前体被自细胞核转运至细胞质中； 然后，经核酸酶 Dicer 作用，miRNA 前体被进一步剪切成长度约为 22 nt 的双链 RNA 分子； 最后，双链RNA 分子在解旋酶的酶解作用下，一条链被降解，另一条链则成为成熟的 miRNA,并与 Argonaute 蛋白一起，与特异的RNA 沉默复合物结合后形成特异的 RNA 沉默复合物-信使RNA 复合物，再按照碱基互补原则与靶信使 RNA 结合，从而在转录后水平发挥相关负性调控作用。

　　1. 3 miRNA 的生物特性

　　1. 3. 1 高度的进化保守性 目前研究认为，成熟的 miRNA在物种进化过程中具有一定的保守性，人们在低等生物和高等生物基因组中均可以找到同源 miRNA,如人和灵长类动物的 miRNA 之间就有 40%的同源基因[6].miRNA 序列结构上的这种高度保守性具有重要的生物学意义，提示可能在不同生物体的生长发育过程中，miRNA 具有比较一致的表达调控机制，同时这也为生物进化的同源性提供了某种依据，对人们了解物种演变的过程具有非常重要的意义。

　　1. 3. 2 表达的空间特异性 miRNA 只在特定的细胞或组织表达，如 miR-124 和 miR-9 在神经系统内高表达，但是两者仍有区别，miR-124 主要表达于神经前体细胞中，而 miR-9 则主要表达于神经元和胶质细胞中[7-10].miRNA 在不同组织间、细胞间的差异表达，向人们提示 miRNA 可能在生物体的组织或细胞分化过程中发挥了作用，也对人们理解生物体在正常和疾病状态下 miRNA 表达的形式和水平的不同有一定的帮助。

　　1. 3. 3 表达的时间特异性 miRNA 只在特定的时间或发育阶段表达。如 miR-1 和 let-7 能在成年果蝇中表达，而未能在培养 20 ~24 h 的果蝇胚胎细胞中检测到[3].miRNA 的表达呈现出时间发育特异性，提示 miRNA 可能参与了生物体个体的发育过程，并且极有可能在其中发挥了调控作用。