background image

综述与讲座

基金项目

: 国家自然科学基金( 30973189)

作者单位

: 1. 中国医科大学附属盛京医院妇产科,辽宁 沈阳

110004

; 2. 中国医科大学,辽宁 沈阳 110001

通讯作者

: 王敏,电子信箱: wm21st@ 126. com

文章编号:1005 - 2216(2011)05 - 0389 - 03

MicroRNA 及其与妇科肿瘤相关性研究进展

史春雪

1

,王 敏

1

,丁立峰

2

关键词:MicroRNA; 卵巢肿瘤; 宫颈肿瘤

Keywords: MicroRNA; ovarian cancer; cervical cancer

中图分类号:R71

文献标志码:A

近些年来

,一类新的非蛋白质编码 MicroRNA( miRNA)

的出现

,为肿瘤研究提供了新的思路。研究发现,肿瘤细

胞与正常组织来源细胞间 miRNA 表达谱具有明显差异

且多数 miRNA 基因位于与肿瘤形成的相关性脆弱基因位

,从而推测 miRNA 在肿瘤形成过程中可能扮演着重要的

角色。而且

,miRNA 的异常表达与多种癌症的发生密切相

关。因此

,它可能作为一组新的致癌基因或抑癌基因,即如

果 miRNA 在癌症中的表达水平上调

,则其为致癌基因,可

以下调抑癌基因的活性

; 如果 miRNA 在癌症中的表达水平

下调

,则其为抑癌基因,可以下调原癌基因的活性。现对近

期 miRNA 的结构、功能及其与妇科肿瘤的相关性研究进展

作一综述。

1

基础研究

1. 1

miRNA 的合成过程与结构特征

miRNA 是一类长度

约为 21 ~ 23 个核苷酸

( nt) 的短序列、非编码、具调控功能

的单链 RNA 分子

,它们广泛存在于从植物、线虫到人类的

细胞中。1993 年

,Lee 等首先在线虫 C. elegan 中发现了第

1 个时序性调控胚胎后期发育的基因 lin-4。此后 miRNA

陆续被人们所发现

[1]

。通常编码 miRNA 的基因位于基因

间区域

,也有的位于已知基因的内含子上。细胞核内编码

miRNA 的基因在 RNApolⅡ的作用下转录生成 miRNA 的初

始转录产物

,即 pri-microRNA ( pri-miRNA) ,后者在 Rnase

Drosha 的作用下

,剪切成长约 70 个核苷酸、具有茎环结构

的 miRNA 前体

( pre-miRNA) ,pre-miRNA 在 Ran2GTP 依赖

的核质 / 细胞质转运蛋白 Exportin 5 的作用下

,从核内运输

到胞质中

,在胞质中,miRNA 前体在 Dicer 酶( 双链 RNA 专

一性 RNA 内切酶

) 的作用下,被剪切成 19 ~ 25 个核苷酸长

度的双链 miRNA。起初

,成熟 miRNA 与其互补序列结合成

miRNA

: miRNA

*

双螺旋结构

( miRNA

*

是 miRNA 的互补序

) ,随后,双螺旋解旋,其中一条结合到 RNA 诱导的基因

沉默复合物

( RNA-induced silencing complex,RISC) 中,形成

非对称 RISC 复 合 物

( asymmetric RISC assembly)

[2]

,对 靶

mRNA 进行降解

,或抑制其蛋白翻译,从而发挥其生物学作

用。

目前的研究结果提示

,miRNA 具有以下特征: ( 1) 成熟

miRNA 本身不含有开放阅读框

,为单链结构,5'端有一个磷

酸基团

,3'端为羟基,这一特点使其与大多数寡核苷酸和功

能 RNA 的降解片段相区别。

( 2) miRNA 来源于生物自身

基因组

,为内源性。( 3) 序列上,无论在物种间还是单个物

种的进化过程中

,都具有高度的保守性。如 let-7 广泛存在

于两侧对称的生物体中

,线虫 C. elegans 中的 let-7 可在果

蝇基因组、人的第 9、

11 和 22 条染色体上各找到 1 个与之

完全一致的序列。

( 4) 表达上,具有时序特异性和组织特

异性。在 C. elegans 中

,lin-4 只在幼虫的第一期和第二期

存在

; 而 let-7 则只存在于第三、第四期及成虫期,在第一和

第二期并不存在。miR-39 在拟南芥的花序和花组织中高

水平表达

,而在茎、叶组织中却没有表达的迹象。miRNA

的保守性、时序表达特异性和组织表达特异性

,提示其在生

命活动的基本层面发挥作用。

1. 2

miRNA 的功能与作用

miRNA 是一种广泛存在的对

基因进行微调的分子

,约占人类基因组的 1% ,miRNA 可以

调控细胞增殖、分化和凋亡

,不同的 miRNA 对细胞生长具

有不同的调控作用

,相同的 miRNA 对不同细胞株的调控作

用亦不同。虽然在不同的时空发育阶段

,它们的表达量不

,但是多种 miRNA 在同一细胞中的表达使得细胞处在一

种内在的 miRNA 环境中

,这个环境控制着成千上万编码基

因 mRNA

,使各种蛋白质的表达处在一个合适的水平。

目前已知 miRNA 针对靶 mRNA 的作用机制主要是

miRNA 与其靶 mRNA3'非翻译区

( untranslated region,UTR)

结合时

,如果两者碱基序列完全互补,则可使靶 mRNA 降

; 如果不完全互补,则抑制靶 mRNA 翻译,影响蛋白表达

水平

,但不影响靶 mRNA 的稳定性。由于不同蛋白质执行

不同功能

,所以当 miRNA 水平发生变化时,就会观察到各

种不同的效应。Wu 等

[3]

研究还表明除了以上两种经典的

调控方式外

,miRNA 还能通过其他方式调节基因表达。例

,它们能够促使靶 mRNA 聚腺苷酸尾巴去除,从而使其

被 3'核酸外切酶水解

,提示 miRNA 与靶 mRNA 不完全互补

后导致靶 mRNA 快速脱腺苷化进而被降解也可能是 miR-

·

9

8

3

·

中国实用妇科与产科杂志 2011 年 5 月 第 27 卷 第 5 期