MICRORNA-29B的研究現狀

李新娜，史艷芬，2，李榮貴 (.吉林大學白求恩醫學院病理生物學教育部重點實驗室，吉林 長春 3002;2.北京中日友好醫院，北京 00029)

MICRORNA-29B的研究現狀

李新娜1，史艷芬1，2，李榮貴1(1.吉林大學白求恩醫學院病理生物學教育部重點實驗室，吉林 長春 130021;2.北京中日友好醫院，北京 100029)

miRNA－29b;纖維化;表觀遺傳學;甲基化

1 miRNA簡介

miRNA廣泛存在于自然界中，是一種大小約為22 nt的內源性非編碼的單鏈微小RNA［1］，它的成熟過程需要經歷以下幾個步驟［2］:首先以內源性轉錄本為模板進行基因轉錄，形成發夾狀的原始pri－miRNA，接著于細胞核內經過Drosha切割，被加工成具有莖環結構的70 nt左右的前體pre－miRNA，再通過Exportin5進入到胞質在核糖核酸酶Dicer的識別剪切下切掉莖環變為雙鏈RNA即dsRNA，最后雙鏈RNA解體為成熟miRNA。成熟的miRNA進入miRNA誘導的基因沉默復合物(miRNA －induced silencing complex，miRISC)，其可協助其與互補的mRNA完全或不完全配對，從而達到降解靶mRNA或阻遏其轉錄后翻譯的作用［3］。

2 miRNA的生物學特性及其作用機制

2.1 miRNA的生物學特性:miRNA基因以單拷貝、多拷貝或基因簇等形式存在于基因組中［1］，其轉錄獨立于其他基因，是體內主要基因轉錄后調控的主要因子［4］。目前的研究發現這些miRNA參與了人類近1/3的基因表達過程，如今 miRNAs的研究已成一個新熱點。

2.2 miRNA的作用機制［5］:miRNA的5'端非編碼區(UTR)與靶mRNA的3'UTR發生配對。①不完全互補配對，主要功能為抑制靶mRNA的翻譯，但不影響mRNA穩定性;②發生完全互補配對，主要功能降解靶mRNA，作用方式與siRNA類似，以調節細胞的增殖、分化和凋亡等［6］。最近研究發現了第三種方式，即miRNAs指導其靶向mRNA快速脫腺苷化，導致mRNA的快速衰減和表達水平的降低［3］。另外新近研究還發現，miRNA能作用于靶mRNA，可在轉錄后正向調節蛋白質的合成。

3 miRNA－29b與纖維化

在組織纖維化的發展過程中，miRNAs扮演著重要的角色，其中miRNA29s(miRNA29a，b，c)家族的效應尤其突出，提示其在調節ECM動態平衡中起重要的節點作用［7］。以往研究發現，TGF－β家族因子是重要的損傷修復和ECM合成的重要調節因素［8］。Coralia Luna等在針對青光眼小梁細胞研究中發現［9］，對于ECM的改變中主要是由于TGF－β2導致miRNA29b的表達下調從而導致了ECM成分的改變，而miRNA29b對于TGF－β1的抑制作用也在實驗中被發現，這表明miRNA29家族與TGF－β家族之間的作用是復雜的，而對其之間的交叉對話研究是有限的。

4 miRNA－29b與腫瘤

大量研究已證實，在多種惡性腫瘤細胞和組織中，已發現microRNA表達譜的改變［10］，這提示microRNA參與了惡性腫瘤的發生和演進等過程，并提示其診斷和預后。如已發現在白血病、膽管腺癌、前列腺癌中，miR－29b有著獨特的重要作用，可促進腫瘤細胞的凋亡，抑制前列腺癌細胞的生長。如Robert Steele等的研究發現在前列腺癌細胞中外源性表達增高的MBP－1可上調miR－29b的表達［11］，且外源性表達的miR－29b又可抑制抗凋亡蛋白MCL－1的表達，從而促進腫瘤細胞凋亡并抑制其生長，在膽管癌中亦有此機制。在白血病研究中則發現，高表達的miRNA－29b主要通過表觀遺傳學調控DNA甲基化狀態從而促進抑癌基因的表達。

5 miRNA－29b與表觀遺傳學

表觀遺傳學改變的控制，主要形式在于DNA甲基化和組蛋白修飾。而負責DNA甲基化的酶主要有DNMT1、DNMT3A和DNMT3B，主要負責維持甲基化狀態和從頭甲基化。Garzon，R等研究發現miRNA－29b可以間接或直接靶向調節DNMT1［12］，DNMT3A和DNMT3B的表達調控白血病細胞中抑癌基因的甲基化狀態從而調控腫瘤細胞的生存和凋亡。而Muller Fabbri等在肺癌中已證明miRNA－29b可通過靶向調節DNMT3A和DNMT3B的表達從而恢復異常的DNA甲基化［13］。Takada等的實驗在小鼠動物實驗中也證明此結論［14］。

6 miRNA－29b與信號通路

miRNA－29b在其生物學功能發揮的過程中其所涉及的信號通路是錯綜復雜的［15］，但是隨著科學的進步和人們認知手段的提高，某一部分的機制已知曉，如Luna等研究發現［9］，在小梁細胞中miRNA－29b是ECM及TGF－β1和TGF－β2的負性調控因子，位于TGF－β信號通路的下游并與TGF－β之間存在交叉對話。而 Qin W 等研究發現［16］，TGF－β/Smad3是導致腎臟纖維化的一個信號通路，TGF－β/Smad3信號通路負性調控miRNA－29b的表達，而miRNA－29b則是作為TGF－β/Smad3信號通路下游的抑制劑而發揮作用的。

7 小結

本綜述闡述了MiroRNA－29b在組織纖維化及腫瘤等疾病中的重要作用及其在表觀遺傳學和信號轉導通路中主要調控機制。無論是在組織損傷修復，細胞凋亡，惡性腫瘤和心血管疾病，都可看到其巨大的調控作用，預示MiroRNA－29b可能成為更多疾病的新興潛在的治療靶點。

［1］ Lagos － Quintana M，Rauhut R，Lendeckel W，et al.Identification of novel genes coding for small expressed RNAs［J］.Science，2001，294(5543):853.

［2］ Hutvagner G，Zamore PD.A microRNA in a multiple－turnover RNAi enzyme complex［J］.Science，2002，297(5589):2056.

［3］ Wu，L，Fan J，Belasco JG.MicroRNAs direct rapid deadenylation of Mrna［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2006，103(11):4034.

［4］ Lau NC，Lim LP，Weinstein EG，et al.An abundant class of tiny RNAs with probable regulatory roles in Caenorhabditis elegans［J］.Science，2001，294(5543):858.

［5］ Mourelatos Z，Dostie J，Paushkin S，et al.miRNPs:a novel class of ribonucleoproteins containing numerous microRNAs［J］.Genes Dev，2002，16(6):720.

［6］ Meltzer，PS.Cancer genomics:small RNAs with big impacts［J］.Nature，2005，435(7043):745.

［7］ Villarreal G Jr，Oh DJ，Kang MH，et al.Coordinated regulation of extracellular matrix synthesis by the microRNA－29 family in the trabecular meshwork［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，2011，52(6):3391.

［8］ Fleenor DL，Shepard AR，Hellberg PE，et al.TGFbeta2 －induced changes in human trabecular meshwork:implications for intraocular pressure［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，2006，47(1):226.

［9］ Luna C，Li G，Qiu J，et al.Cross－ talk between miR －29 and transforming growth factor－betas in trabecular meshwork cells［J］.Invest Ophthalmol Vis Sci，2011，52(6):3567.

［10］ Dale W，Bilir P，Han M，et al.The role of anxiety in prostate carcinoma:a structured review of the literature［J］.Cancer，2005，104(3):467.

［11］ Steele R，Mott JL，Ray RB.MBP －1 upregulates miR －29b that represses Mcl－1，collagens，and matrix － metalloproteinase －2 in prostate cancer cells［J］.Genes Cancer，2010，1(4):381.

［12］ Garzon R，Liu S，Fabbri M，et al.MicroRNA －29b induces global DNA hypomethylation and tumor suppressor gene reexpression in acute myeloid leukemia by targeting directly DNMT3A and 3B and indirectly DNMT1［J］.Blood，2009，113(25):6411.

［13］ Fabbri M，Garzon R，Cimmino A，et al.MicroRNA －29 family reverts aberrant methylation in lung cancer by targeting DNA methyltransferases 3A and 3B［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2007，104(40):15805.

［14］ Takada S，Berezikov E，Choi YL，et al.Potential role of miR－29b in modulation of Dnmt3a and Dnmt3b expression in primordial germ cells of female mouse embryos［J］.RNA，2009，15(8):1507.

［15］ Ambros，V.microRNAs:tiny regulators with great potential［J］.Cell，2001，107(7):823.

［16］ Qin W，Chung AC，Huang XR，et al.TGF － beta/Smad3 signaling promotes renal fibrosis by inhibiting miR －29［J］.J Am Soc Nephrol，2011，22(8):1462.

2012－10－23 編校:費越/鄭英善］