1990年10月，人類基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)，這一計(jì)劃旨在通過(guò)對(duì)人類基因組DNA長(zhǎng)達(dá)30多億個(gè)堿基對(duì)的序列的測(cè)定，破譯人類全部遺傳信息。2003年4月，人類基因組序列圖宣告完成。科學(xué)家們驚異地發(fā)現(xiàn)，基因組中真正能編碼蛋白的基因總數(shù)不到3萬(wàn)個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于最初預(yù)計(jì)的10萬(wàn)個(gè)左右，其DNA序列只占整個(gè)基因組序列的2%。那么，余下的龐大部分DNA序列就沒(méi)有功能了嗎？并非如此，事實(shí)上，這些非蛋白質(zhì)編碼區(qū)可以產(chǎn)生大量的非編碼RNA，擔(dān)負(fù)著基因的表達(dá)調(diào)控等重要功能。非編碼RNA是一個(gè)大家族，其中，有一種“個(gè)頭”雖小、但能量巨大的家族成員日益受到科研工作者的熱切關(guān)注，成為生命科學(xué)的研究熱點(diǎn)，它就是微小RNA。
微小RNA是一類在動(dòng)植物基因組中廣泛存在的、長(zhǎng)度大約為20~25個(gè)核苷酸的內(nèi)源性RNA。別看它個(gè)小，作用可不小，參與了幾乎所有的生命活動(dòng)過(guò)程?？蒲泄ぷ髡邆円呀?jīng)意識(shí)到，微小RNA不僅在控制個(gè)體發(fā)育中對(duì)基因的表達(dá)調(diào)控起著非常精確的的“開(kāi)-關(guān)作用”，而且在疾病發(fā)生中也扮演著重要的角色。近年來(lái)，對(duì)其在發(fā)育及疾病過(guò)程中調(diào)控功能的認(rèn)識(shí)及可能的臨床應(yīng)用不斷有新的發(fā)現(xiàn)。
中科院上海生命科學(xué)研究院/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所劉廷析研究員領(lǐng)銜的科技部重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“微小RNA在若干重要器官發(fā)育中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)理及其功能”，聯(lián)合長(zhǎng)海醫(yī)院科研團(tuán)隊(duì)利用斑馬魚(yú)等模式生物，協(xié)同攻關(guān)，深入探索。經(jīng)過(guò)4年余潛心研究，對(duì)于微小RNA在心血管系統(tǒng)的發(fā)育和疾病發(fā)生中的調(diào)控功能有了新的認(rèn)識(shí)，并取得了多項(xiàng)達(dá)到國(guó)際前沿水平的研究成果。
急性心肌梗塞“警報(bào)器”?
急性心肌梗塞病人發(fā)病急驟，癥狀嚴(yán)重，同時(shí)還伴隨多種并發(fā)癥，危及人們的健康甚至生命，因此及早預(yù)防成為人們大眾關(guān)心的焦點(diǎn)。心臟受到缺血、缺氧等刺激之后，心肌細(xì)胞的微小RNA會(huì)迅速釋放，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)中。
長(zhǎng)海醫(yī)院相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，有一種名叫miR-208a的微小RNA在心梗早期表達(dá)量明顯升高，可以作為心梗診斷的“警報(bào)器”，并且其靈敏度和特異性都顯著地高于傳統(tǒng)指標(biāo)。該發(fā)現(xiàn)具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，為疾病早期診斷、及早治療提供了一個(gè)有力的檢測(cè)指標(biāo)。
血管內(nèi)皮的“護(hù)衛(wèi)”?
我國(guó)每年有260萬(wàn)人死于心腦血管疾病，其中冠心病是21世紀(jì)人類的“第一殺手”，冠心病的病理基礎(chǔ)是動(dòng)脈粥樣硬化。血管損傷，尤其內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，是動(dòng)脈粥樣硬化的始動(dòng)環(huán)節(jié)和共同通路。
健康所荊清研究組的研究人員在斑馬魚(yú)基因組中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)微小RNA結(jié)合位點(diǎn)——miR-126a/b，該基因如同“護(hù)衛(wèi)”一樣保持著血管內(nèi)皮的完整性，并且該功能在物種間高度保守，在人體內(nèi)也具有相似的功能。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)降低斑馬魚(yú)中miR-126a/b這一“護(hù)衛(wèi)”基因的表達(dá)時(shí)，血管內(nèi)皮的完整性受到破壞，從而造成胚胎頭部出血。該發(fā)現(xiàn)對(duì)深入研究動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病的發(fā)病機(jī)制和防治有重要意義。
此外，健康所劉廷析研究組在斑馬魚(yú)胚胎上也發(fā)現(xiàn)了一種名為miR-144的微小RNA，對(duì)紅細(xì)胞中負(fù)責(zé)運(yùn)輸氧氣的血紅蛋白的合成的具有精細(xì)調(diào)節(jié)作用，其功能是否與人類地中海貧血相關(guān)尚有待進(jìn)一步探索。在科研工作者們的不懈努力下，微小RNA調(diào)控機(jī)體發(fā)育，心血管、造血、消化、神經(jīng)等各系統(tǒng)疾病以及炎癥腫瘤發(fā)生發(fā)展的神秘面紗將逐步被揭開(kāi)，可以相信，通過(guò)對(duì)這一領(lǐng)域的不斷深入探索，必將為危害人類健康和生命的疾病的診斷、治療和預(yù)防提供更多潛在的靶點(diǎn)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)臨床驗(yàn)證，最終將求得治療人類疾病的方法，給人們帶來(lái)更多驚喜，更多希望。
作者：中科院上海生命科學(xué)研究院/上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所?荊清研究員、鄧敏、李方方、李文慶
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