轉(zhuǎn)錄組(transcriptome)廣義上指某一生理?xiàng)l件下,,細(xì)胞內(nèi)所有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的集合,包括mRNA,、核糖體RNA,、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA及非編碼RNA等,而在眾多的RNA類型中,,越來越多的研究者將目光聚焦到miRNA的研究中,。miRNA是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA,其長(zhǎng)度約19~25nt,。miRNA主要通過參與基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控,,來實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因的表達(dá)調(diào)節(jié),。目前,,已有大量的研究結(jié)果表明,miRNA在動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育,、機(jī)體疾病的發(fā)生發(fā)展等領(lǐng)域中備受關(guān)注,。 miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ的作用下轉(zhuǎn)錄生成長(zhǎng)度約為幾千個(gè)堿基的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本(pri-miRNA)。隨后,在蛋白復(fù)合物Drosha-DGCR8的作用下進(jìn)一步被加工成具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的前體miRNA(pre-miRNA),,pre-miRNA在Ran-GTP-Exportin-5轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助下從核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中,。在細(xì)胞質(zhì)中,pre-miRNA被Dicer-TRBP識(shí)別,,并通過對(duì)莖環(huán)結(jié)構(gòu)的剪切和修飾,,在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)形成 miRNA二聚體。其中一條鏈迅速降解,,另一條鏈被轉(zhuǎn)載進(jìn)AGO2蛋白中,,形成RISC(RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體),最終生成成熟的,、具有功能單鏈miRNA,。 miRNA的發(fā)生和功能 隨著科研人員對(duì)miRNA研究的深入,幾百種動(dòng)植物的不同miRNA被陸續(xù)發(fā)現(xiàn),,它們的功能具有多樣性,,不僅有大家了解的干擾作用,還可以通過結(jié)合靶基因,,引起靶mRNA的降解或翻譯的抑制,。近日,一篇題為“Combination therapy with miR34a and doxorubicin synergistically inhibits Dox-resistant breast cancer progression via down-regulation of Snail through suppressing Notch/NF-κB and RAS/RAF/MEK/ERK signaling pathway”的miRNA調(diào)控機(jī)制的文章發(fā)表在《Acta Pharm Sin B》,,該文章的整體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并不復(fù)雜,,作者首先篩選microRNA34a (miR34a)作為研究目標(biāo),探討了miR34a對(duì)乳腺癌阿霉素(Dox)耐藥的逆轉(zhuǎn)作用及其可能的機(jī)制,,miR34a已被證明可通過多個(gè)靶標(biāo)參與各種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展,。在乳腺癌中,轉(zhuǎn)染miR34a顯著抑制Dox耐藥的MCF-7/A細(xì)胞的增殖,、侵襲,、遷移并誘導(dǎo)其凋亡,同時(shí)發(fā)現(xiàn),,與Dox敏感MCF-7細(xì)胞相比,,MCF-7/A細(xì)胞中Snail基因的蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)均顯著上調(diào),轉(zhuǎn)染Snail小干擾RNA(siRNA)可以抑制Dox耐藥MCF-7/A細(xì)胞的侵襲,、遷移和粘附,,而Snail高表達(dá)可以顯著促進(jìn)MCF-7細(xì)胞的侵襲、遷移和粘附,,在MCF-7/A細(xì)胞中用miR34a轉(zhuǎn)染可誘導(dǎo)Snail表達(dá)降低,。通過靶基因預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)miR34a與Snail 3'UTR的具有潛在結(jié)合位點(diǎn),并通過熒光素酶報(bào)告基因方法進(jìn)行了驗(yàn)證,。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),,與單獨(dú)的miR34a或Dox處理相比,,聯(lián)合使用miR34a和Dox可在MCF-7/A細(xì)胞中誘導(dǎo)更強(qiáng)的Snail減少。此外,,研究還首次發(fā)現(xiàn)miR34a聯(lián)合Dox可通過抑制MCF-7/A細(xì)胞中的Notch/NF-κB和RAS/RAF/MEK/ERK通路,,顯著抑制Snail的表達(dá)。體內(nèi)研究表明,,與單獨(dú)使用Dox相比,,miR34a和Dox的聯(lián)合使用顯著減緩了MCF-7/A裸鼠異種移植模型中的腫瘤生長(zhǎng),這表現(xiàn)為Snail的下調(diào)和腫瘤異種移植中的促凋亡作用,。這些結(jié)果共同強(qiáng)調(diào)了miR34a驅(qū)動(dòng)的Snail調(diào)節(jié)在耐藥性中的相關(guān)性,,并且miR34a和Dox的共同給藥可能在未來的臨床中產(chǎn)生有效的治療結(jié)果。 miR34a和 Dox在 MCF-7/A細(xì)胞中協(xié)同抗腫瘤作用途徑 隨著高通量測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展,,基于高通量測(cè)序技術(shù)的miRNA測(cè)序是鑒定和定量解析miRNA的新方法和有力工具,,突破了其他研究手段的局限性。近年來,,關(guān)于miRNA的生物學(xué)作用逐漸被熟知,,作為研究較為成熟的非編碼RNA,miRNA在以下幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域逐漸深入和完善: 1. 分子標(biāo)記 研究發(fā)現(xiàn),,細(xì)胞,、組織細(xì)胞的狀態(tài)與microRNA的水平息息相關(guān)。如果能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)的microRNA水平,,就可能知道細(xì)胞的狀態(tài),,甚至提早預(yù)測(cè)細(xì)胞發(fā)育的下一步動(dòng)向,這也是microRNA應(yīng)用于癌癥監(jiān)測(cè)的重要原理之一,。如,,Volina 等分析540份病人的相關(guān)實(shí)體瘤標(biāo)本中的miRNA,從而確定miRNA-17-59/20a/21/92/106a/15 為腫瘤miRNA標(biāo)志物,。 2. 疾病治療 在臨床醫(yī)學(xué)中,,通過將microRNA或者microRNA拮抗劑(往往是與microRNA配對(duì)的序列)導(dǎo)入病人體內(nèi),來提高或者降低體內(nèi)microRNA的水平,,從而起到調(diào)節(jié)下游基因表達(dá),,最終實(shí)現(xiàn)治療效果。如,,miR-122是丙肝病毒感染時(shí)會(huì)誘導(dǎo)肝臟釋放出一種microRNA,,對(duì)丙肝相關(guān)基因的表達(dá)起激活作用,而miR-122的拮抗劑可抑制miR-122的活性具有治療作用,。 miR-122拮抗劑的作用原理 3. 人工miRNA 人工小分子RNA(artificial microRNA,,amiRNA)技術(shù),是利用天然miRNA生成和作用原理設(shè)計(jì)的,以一個(gè)或多個(gè)特定基因?yàn)榘袠?biāo)的小RNAs分子,它能夠高效、特異地抑制基因的表達(dá),。amiRNA可以沉默掉同一家族的不同蛋白質(zhì),,因此頗受廣大科研工作者的青睞,。 商業(yè)化人工microRNA載體pChlamiRNA3 全面的RNAs研究,,全方位的轉(zhuǎn)錄調(diào)控解析,,歡迎鎖定中科新生命。 參考文獻(xiàn) [1] Yang X , Shang P , Yu B , et al. Combination therapy with miR34a and doxorubicin synergistically inhibits Dox-resistant breast cancer progression via down-regulation of Snail through suppressing Notch/NF-κB and RAS/RAF/MEK/ERK signaling pathway - ScienceDirect[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2021. [2] Walid, A, Alsharafi, et al. miRNAs: biological and clinical determinants in epilepsy.[J]. Frontiers in molecular neuroscience, 2015. [3] Volinia S , Calin G A , Liu C G , et al. A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets[J]. PNAS, 2006, 103(7):p.2257-2261. |
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