醫(yī)學(xué)教育中基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性研究

孫華

摘要：現(xiàn)階段基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性研究已經(jīng)引起了越來越多的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專家和學(xué)者的關(guān)注和研究。一系列的研究都證實(shí)，miRNA與多種疾病相關(guān)，如癌癥、糖尿病、心臟病等，同時(shí)也為我們提供了一個(gè)發(fā)掘疾病相關(guān)靶點(diǎn)的有效手段。醫(yī)學(xué)教學(xué)不同于其他學(xué)科的教育，醫(yī)學(xué)教學(xué)的授課內(nèi)容必須要有前瞻性，醫(yī)學(xué)教學(xué)中不單純僅僅只是注重教材或課本知識傳授，還要向?qū)W生傳授先進(jìn)的技能和學(xué)術(shù)界一些最新的研究成果?；诖耍疚姆治隽薽iRNA的內(nèi)涵，著重探討了醫(yī)學(xué)教育中基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)教育；蛋白質(zhì)；miRNA；疾??；相關(guān)性

醫(yī)學(xué)教學(xué)是我國高等教育的重要組成部分，在為國家、社會培養(yǎng)高素質(zhì)和高技能的醫(yī)務(wù)人員方面發(fā)揮了巨大的作用。當(dāng)前社會中出現(xiàn)的各類疾病種類比較多，甚至還有增長的趨勢。對病人的治療只是一種迫不得已的手段，關(guān)鍵還是在于預(yù)防。小小的miRNA結(jié)合到目標(biāo)信使RNA副本的互補(bǔ)序列導(dǎo)致基因沉默，并從而有效地發(fā)揮基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控作用。miRNA的異常表達(dá)同時(shí)也涉及一系列的疾病過程，這開啟了一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)教學(xué)不單純僅僅只是注重教材或課本知識傳授，還要向?qū)W生傳授先進(jìn)的技能和學(xué)術(shù)界一些最新的研究成果?，F(xiàn)階段基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性研究已經(jīng)引起了越來越多的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專家和學(xué)者的關(guān)注和研究。因此，醫(yī)學(xué)教育中教師應(yīng)該重視向?qū)W生傳授最新的研究成果。

一、miRNA的內(nèi)涵

miRNA最早是在1993年被發(fā)現(xiàn)的，目前我們已經(jīng)能夠清楚的了解道，miRNA盡管并不編碼蛋白質(zhì)，但是它對所有的哺乳動物都形成了非常大的影響，包括細(xì)胞生長與增值、發(fā)育、細(xì)胞凋亡、免疫功能及代謝等。這些小小的核糖核苷酸鏈（僅21到23個(gè)堿基）結(jié)合到目標(biāo)信使RNA副本的互補(bǔ)序列上以暫停所轉(zhuǎn)錄的信息（即基因沉默），并從而有效地發(fā)揮基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控作用。研究已經(jīng)證明，miRNA的異常表達(dá)同時(shí)也涉及到一系列的疾病過程。

百度百科里面對MicroRNAs（miRNAs）的解釋是這樣的，它是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA，其大小長約20-25個(gè)核苷酸。成熟的miRNAs是由較長的初級轉(zhuǎn)錄物經(jīng)過一系列核酸酶的剪切加工而產(chǎn)生的，隨后組裝進(jìn)RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC），通過堿基互補(bǔ)配對的方式識別靶mRNA，并根據(jù)互補(bǔ)程度的不同指導(dǎo)沉默復(fù)合體降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯。最近的研究表明miRNA參與各種各樣的調(diào)節(jié)途徑，包括發(fā)育、病毒防御、造血過程、器官形成、細(xì)胞增殖和凋亡、脂肪代謝等等。

microRNAs（miRNAs）是一種非常小的，類似于siRNA的分子，由高等真核生物基因組編碼，miRNA通過和靶基因mRNA堿基配對引導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISC）降解mRNA或阻礙其翻譯。miRNAs在物種進(jìn)化中相當(dāng)保守，在植物、動物和真菌中發(fā)現(xiàn)的miRNAs只在特定的組織和發(fā)育階段表達(dá)，miRNA的組織特異性和時(shí)序性，決定組織和細(xì)胞的功能特異性，表明miRNA在細(xì)胞生長和發(fā)育過程中起多種調(diào)節(jié)作用。

二、基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性分析

醫(yī)學(xué)教學(xué)不同于其他學(xué)科的教育，醫(yī)學(xué)教學(xué)的授課內(nèi)容必須要有前瞻性，不能夠是陳舊的過失的內(nèi)容。這就要求醫(yī)學(xué)專業(yè)教師要研究本領(lǐng)域的最新研究成果，向?qū)W生傳授最先進(jìn)的知識。miRNA由于在疾病發(fā)生中所具有的令人吃驚的重要作用而成為生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。一系列的研究都證實(shí)，miRNA與多種疾病相關(guān)，如癌癥、糖尿病、心臟病等，同時(shí)也為我們提供了一個(gè)發(fā)掘疾病相關(guān)靶點(diǎn)的有效手段。

1、基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA的作用機(jī)理

學(xué)術(shù)界中相關(guān)研究的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，絕大部分哺乳動物miRNA的基因都是通過RNA聚合酶II進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的，這些基因的長度可能達(dá)到數(shù)萬個(gè)堿基，被多次剪接。大約有三分之一的已知miRNAs嵌入在蛋白編碼基因的內(nèi)含子中，與宿主基因共轉(zhuǎn)錄，從而協(xié)同調(diào)控miRNA和蛋白的表達(dá)。在某些情況下，內(nèi)含子miRNAs與基因編碼蛋白一起參與調(diào)控生物過程。例如miR-33家族成員可與其嵌入的固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白（SREBP）基因協(xié)同作用減少膽固醇流出，促進(jìn)膽固醇合成。

miRNA基因通常是在核內(nèi)由RNA聚合酶II（pol II）轉(zhuǎn)錄的，最初產(chǎn)物為大的具有帽子結(jié)構(gòu)（7MGpppG）和多聚腺苷酸尾巴（AAAAA）的pri-miRNA。pri-miRNA在核酸酶Drosha和其輔助因子Pasha的作用下被處理成70個(gè)核苷酸組成的pre-miRNA。RAN–GTP和exportin 5將pre-miRNA輸送到細(xì)胞質(zhì)中。隨后，另一個(gè)核酸酶Dicer將其剪切產(chǎn)生約為22個(gè)核苷酸長度的miRNA：miRNA*雙鏈。這種雙鏈很快被引導(dǎo)進(jìn)入沉默復(fù)合體（RISC）復(fù)合體中，其中一條成熟的單鏈miRNA保留在這一復(fù)合體中。成熟的miRNA結(jié)合到與其互補(bǔ)的mRNA的位點(diǎn)通過堿基配對調(diào)控基因表達(dá)

2、基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性

miRNA由于在疾病發(fā)生中所具有的令人吃驚的重要作用而成為生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究的最新焦點(diǎn)。鑒于當(dāng)前對miRNA大量研究成果，醫(yī)學(xué)專業(yè)教師在課堂教學(xué)中就應(yīng)對向?qū)W生講授其余疾病的關(guān)系。

miRNAs具有高度的保守性、時(shí)序性和組織特異性。miRNAs的表達(dá)方式各不相同。線蟲和果蠅當(dāng)中的部分miRNA在各個(gè)發(fā)育階段都有表達(dá)而且不分組織和細(xì)胞特性，而其他的miRNA則表現(xiàn)出更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臅r(shí)空表達(dá)模式（a more restricted spatial and temporal expression pattern）——只有在特定的時(shí)間、組織才會表達(dá)。細(xì)胞特異性或組織特異性是miRNA的表達(dá)的主要特點(diǎn)，又如擬南芥中的miR-171僅在其花序中高水平表達(dá)，在某些組織低水平表達(dá)，在莖、葉等組織中卻無任何表達(dá)的跡象；20-24h的果蠅胚胎提取物中可發(fā)現(xiàn)miR-12，卻找不到miR3-miR6，在成年果蠅中表達(dá)的miR-1和let-7也無法在果蠅胚胎中表達(dá)，這同時(shí)體現(xiàn)了miRNA的又一特點(diǎn)——基因表達(dá)時(shí)序性。MiRNA表達(dá)的時(shí)序性和組織特異性提示人們miRNA的分布可能決定組織和細(xì)胞的功能特異性，也可能參與了復(fù)雜的基因調(diào)控，對組織的發(fā)育起重要作用。

基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA對相關(guān)疾病中也會起到一定的調(diào)控作用。比如說在心血管疾病中，德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的Joshua T.Mendell和 Eric N.Olson學(xué)者指出，miRNAs也被證實(shí)在心血管疾病中發(fā)揮壓力信號調(diào)控功能，例如miR-208a（圖3B）。多種形式的心臟壓力，包括心肌梗塞、高血壓和化療都可導(dǎo)致病理性心臟重塑，造成泵功能喪失，最終導(dǎo)致心力衰竭、心律失常和死亡。從成體α-MHC亞型轉(zhuǎn)變?yōu)楸磉_(dá)胎兒β-MHC基因是心臟病的一個(gè)標(biāo)志，其伴隨著心臟功能衰弱。α-MHC基因的一個(gè)內(nèi)含子編碼的miR-208a，在心臟中同其宿主基因一起特異性表達(dá)。miR-208a基因敲除小鼠在慢性壓力條件下可避免發(fā)生病理性心臟重塑，表明miR-208a是導(dǎo)致大量心臟疾病的壓力應(yīng)答的必要條件。

3.通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病的相關(guān)性

醫(yī)學(xué)教學(xué)的授課方式與傳統(tǒng)的授課方式不同，醫(yī)學(xué)不僅僅只是傳授知識，還需要教給學(xué)生們通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)先前的假設(shè)。雖然說基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病的相關(guān)性的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，學(xué)術(shù)界已經(jīng)有所研究，也發(fā)表了不少有影響力的著作。但是，我們應(yīng)當(dāng)明白學(xué)生對這些知識的學(xué)習(xí)不能夠僅僅只是聽授，關(guān)鍵還在于需要學(xué)生們親自來實(shí)踐。醫(yī)學(xué)的結(jié)論需要依靠數(shù)據(jù)和事實(shí)來說話。因此，醫(yī)學(xué)教育課堂授課過程中教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)、幫助學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病的相關(guān)性。同時(shí)需要教導(dǎo)學(xué)生正確的實(shí)驗(yàn)方式和態(tài)度，實(shí)驗(yàn)不單純僅僅只是檢驗(yàn)假設(shè)和醫(yī)學(xué)的相關(guān)知識，還要善于通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)更有價(jià)值的信息。醫(yī)學(xué)的發(fā)展就是在實(shí)驗(yàn)中不斷發(fā)現(xiàn)新的信息的推動下逐步前進(jìn)的，所以說醫(yī)學(xué)教師不應(yīng)該沿用陳舊的教學(xué)模式，在教學(xué)中要重視實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)教學(xué)中的重要手段和方式。

三、結(jié)語

當(dāng)前社會中出現(xiàn)的各類疾病種類比較多，甚至還有增長的趨勢。對病人的治療只是一種迫不得已的手段，關(guān)鍵還是在于預(yù)防?，F(xiàn)階段基于蛋白質(zhì)驅(qū)動的miRNA與疾病相關(guān)性研究已經(jīng)引起了越來越多的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的專家和學(xué)者的關(guān)注和研究。一系列的研究都證實(shí)，miRNA與多種疾病相關(guān)，如癌癥、糖尿病、心臟病等，同時(shí)也為我們提供了一個(gè)發(fā)掘疾病相關(guān)靶點(diǎn)的有效手段。醫(yī)學(xué)教學(xué)不同于其他學(xué)科的教育，醫(yī)學(xué)教學(xué)的授課內(nèi)容必須要有前瞻性，醫(yī)學(xué)教學(xué)中不單純僅僅只是注重教材或課本知識傳授，還要向?qū)W生傳授先進(jìn)的技能和學(xué)術(shù)界一些最新的研究成果。隨著對于miRNA作用機(jī)理的進(jìn)一步的深入研究，以及利用最新的例如miRNA芯片等高通量的技術(shù)手段對于miRNA和疾病之間的關(guān)系進(jìn)行研究，將會使人們對于高等真核生物基因表達(dá)調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)理解提高到一個(gè)新的水平，這將可能會給人類疾病的治療提供一種新的手段。

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