昨天诺贝尔生理学或医学奖公布，并没有颁给大家先前推测的 CAR-T 、 cGAS-STING 、 GLP 、光遗传 等热门领域，居然出乎意料的颁给了 microRNA 。由于 2006 年诺贝尔生理学或医学奖颁给了 RNAi （干扰），这是大家非常熟悉和使用的技术了，而 RNAi 与 microRNA 在转录后调控的作用机制上很相似，因此颁给 miRNA 确实有些出乎笔者意料，特别是前段时间公众号刚发过推文： 2024 年做 lncRNA 和 miRNA ，还能报国自然吗？

“ 看看 PubPeer 网站上成片被质疑和撤稿的文章，感觉整个非编码 RNA 领域都完蛋了。现在很多期刊编辑，一看是单位是 “ 国内医院 + 非编码 RNA” 就拒稿，估计内容都不看；有的基金评审专家也是这样，之前我们报 miRNA 的项目，有的专家直接说研究 miRNA 没有意义，人家院士都做 miRNA 研究，怎么就没意义了！不过环境是这样，我们早就换方向了。 ”—— 来自一个做了很多年非编码 RNA 研究的实验室团队。

好了，如果大家明年国自然还有勇气报 miRNA 或者非编码 RNA ，除了常规的 miRNA 作用方式（ 如外泌体 -miRNA ），下面我们推荐 5 个方向。

一、 miRNA 靶向非 mRNA

在经典的 miRNA 调控靶基因的模式中，靶 RNA 都是 mRNA ，不知大家是否考虑过哦这个问题：除了 mRNA 外， miRNA 是否还可以靶向其它类型的 RNA ？ 这里大家最容易想到的就是 lncRNA 、 circRNA 这些非编码 RNA ，那 如果靶向的是核糖体 RNA （ rRNA ）呢？

核糖体生物合成（ Ribosome Biogenesis ， RB ）是指细胞内核糖体的形成过程，核糖体是细胞中负责蛋白质合成的分子机器， 由核糖体 RNA （ rRNA ）和多种蛋白质组成， 因此如果核糖体 RNA （ rRNA ）的产生被 miRNA 所影响，核糖体生物合成就因此受到影响。 由于成熟的核糖体 RNA （ 18S 、 5.8S 和 28S rRNA ）在核仁中合成，当核糖体生物合成 RB 缺陷后可触发核仁应激反应，导致 p53 水平稳定， CDKN1A （ p21 ）诱导，细胞周期停滞和凋亡。 而肿瘤的发生进展与异常的核糖体生物合成密切相关。

研究案例

Discovery of novel microRNA mimic repressors of ribosome biogenesis. Nucleic Acids Res. 2024 Feb 28;52(4):1988-2011.

研究团队通过高通量筛选鉴定了 72 个新的 microRNA 负向调节因子，这些因子能够影响核糖体生物合成（ RB ）， microRNA 通过影响 pre-rRNA 的处理，而非 pre-rRNA 的转录来调控核糖体生物合成； 特别是 MIR-28 家族成员（ miR-28-5p 和 miR-708-5p ）通过靶向 RPS28 mRNA ，导致 pre-18S pre-rRNA 处理严重缺陷 。

二、靶 mRNA 介导的 miRNA 降解（ TDMD ）

在经典的 miRNA 调控靶基因的模式中，一般 miRNA 与靶 mRNA 结合后会导致 mRNA 降解，或者抑制其翻译过程。 而靶 mRNA 会不会影响 miRNA 呢？或者说 miRNA 在发挥作用后，是如何被降解的呢？

靶基因导向的 microRNA 降解（ Target-directed miRNA Degradation ，简称 TDMD ）发生在触发 RNA （ trigger RNAs ）与 miRNA-AGO 复合体结合，并招募 ZSWIM8 E3 泛素连接酶时，导致 AGO 泛素化和蛋白降解，以及随后的 miRNA 破坏。在这一过程中，特定的触发 RNA （ 可能是带有互补序列的人工设计的 RNA 或内源性 RNA ）与目标 miRNA 结合，形成 miRNA-AGO 复合体。然后，这个复合体 进一步招募 ZSWIM8 E3 泛素连接酶，该连接酶将泛素分子添加到 AGO 蛋白上，标记它进行降解 。 AGO 蛋白的降解导致 miRNA-AGO 复合体解体，从而释放 miRNA 并使其变得不稳定，最终导致 miRNA 的降解。

研究案例

LncRNA MIR200CHG inhibits EMT in gastric cancer by stabilizing miR-200c from target-directed miRNA degradation. Nat Commun. 2023 Dec 8;14(1):8141.

研究团队揭示了在微卫星稳定型 / 上皮 - 间充质转化（ MSS/EMT ）胃癌亚型中， LncRNA MIR200CHG 作为调控 EMT 的关键因子，通过稳定 miR-200c 从而抑制 TDMD ，进而影响胃癌的转移和预后。

三、核激活 miRNA （ NamiRNA ）

在经典的 miRNA 调控靶基因的模式中，成熟的 miRNA 发挥作用是在细胞质中， 那如果 miRNA 定位于细胞核呢？

Nuclear Activating miRNA （核激活 miRNA ， NamiRNA ）是在细胞核内发挥作用，能够激活基因表达的一类 miRNA ， NamiRNA 可能参与染色质重塑、基因表达调控等过程。

研究案例

Nuclear miR-320 Mediates Diabetes-Induced Cardiac Dysfunction by Activating Transcription of Fatty Acid Metabolic Genes to Cause Lipotoxicity in the Heart. Circ Res. 2019 Dec 6;125(12):1106-1120.

研究团队首先通过 miRNA 芯片分析在糖尿病小鼠模型中鉴定了 miR-320 的表达变化；随后通过临床样本验证了 miR-320 的上调，并利用重组腺相关病毒（ rAAV ）介导的 miR-320 抑制剂在小鼠模型中探究了 miR-320 对心脏功能的影响； 进一步通过染色质免疫沉淀测序（ ChIP-Seq ）分析，揭示了 miR-320 与 CD36 基因启动子的直接相互作用 ，从而阐明了 miR-320 在糖尿病心脏功能障碍中的作用机制。

四、递送 miRNA 用于治疗

多数围绕 miRNA 的研究都是功能和机制研究， 那么是否可以让 miRNA 作为核酸药物进行治疗呢？如果以 miRNA 进行治疗，脂质纳米颗粒 LNP 、外泌体都是可以采用的递送体系。

研究案例

MicroRNA-200 Loaded Lipid Nanoparticles Promote Intestinal Epithelium Regeneration in Canonical MicroRNA-Deficient Mice.ACS Nano. 2023 Nov 28;17(22):22901-22915.

研究团队通过分析 Dgcr8 缺失对肠道干细胞和肠道上皮再生的影响，团队发现 miR-200 家族的缺失会导致 p53 信号通路的过度激活 ，从而抑制肠道干细胞的增殖和肠道上皮的再生； 进一步团队通过脂质纳米颗粒（ LNP ）技术，成功将 miR-200 递送到肠道，发现其能够恢复肠道干细胞的数量并促进肠道再生 。

五、其它小 RNA

除了 miRNA 外，大家还可以关注其它的小 RNA ，这里我们给大家推荐三个： piRNA 、 tsRNA 和 snoRNA 。

piRNA （ Piwi-interacting RNA ）

piRNA 是一类与 Piwi 家族蛋白相互作用的小非编码 RNA ，长度通常在 24 到 31 个核苷酸之间。 piRNA 主要在动物的生殖系统中表达，特别是在睾丸中，它们在基因沉默、转座元件的抑制和基因表达调控中发挥重要作用 。 piRNA 与 Piwi 蛋白结合形成 piRISC 复合体，通过碱基配对的方式识别并沉默特定的 mRNA 或转座元件的转录本。 piRNA 的生物合成和功能与 miRNA 类似，但它们具有独特的特征和作用机制。

研究案例

piRNA PROPER Suppresses DUSP1 Translation by Targeting N6-Methyladenosine-Mediated RNA Circularization to Promote Oncogenesis of Prostate Cancer. Adv Sci (Weinh). 2024 Sep;11(33):e2402954.

研究通过三个 GWAS 数据集识别与前列腺癌（ PCa ）风险和进展相关的 piRNA 遗传变异，并发现特定的遗传变异 rs17201241 与肿瘤中 PROPER （在前列腺癌中高表达的 piRNA ）的表达增加相关，该变异位于基因内。 在分子机制上， PROPER 与 YTHDF2 结合，识别 N6- 甲基腺苷（ m6A ）修饰，促进 RNA 结合蛋白 EIF2S3 和 YTHDF2/YBX3 之间的相互作用，从而促进 DUSP1 的环化。 这种 m6A 依赖的 mRNA 环化模式增强了 DUSP1 的降解，并抑制了 DUSP1 的翻译，最终降低了 DUSP1 的表达，并通过 p38 MAPK 信号通路促进了 PCa 转移。

tsRNA （ Transfer RNA-derived small RNA ）

tsRNA 是一类由 tRNA 前体或成熟 tRNA 衍生的小 RNA 片段，长度大约为 20 到 24 个核苷酸。 tsRNA 可以由 tRNA 的 5' 或 3' 端切割产生，或者由 tRNA 内部环状结构的断裂产生。 tsRNA 在细胞中的作用包括调控基因表达、参与 RNA 干扰途径和影响蛋白质合成。它们可以通过与 mRNA 结合来影响 mRNA 的稳定性和翻译效率，从而调控细胞内的蛋白质合成。

研究案例

tsRNA-GlyGCC promotes colorectal cancer progression and 5-FU resistance by regulating SPIB. J Exp Clin Cancer Res. 2024 Aug 17;43(1):230.

团队通过 RNA 测序等技术揭示了 tRNA 衍生的小 RNA （ tsRNA-GlyGCC ）在结直肠癌组织中的表达特征，并探讨 tsRNA-GlyGCC 在 5- 氟尿嘧啶（ 5-FU ）耐药性中的作用分子机制，发现 tsRNA-GlyGCC 通过靶向 SPIB 并调节 JAK1/STAT6 信号通路，促进 CRC 的进展和 5-FU 耐药 。

小核仁 RNA snoRNA （ Small nucleolar RNA ）

snoRNA 是一类主要在细胞核仁中发现的小 RNA 分子，它们参与 rRNA 的加工和修饰。 snoRNA 通常与蛋白质结合形成 snoRNP 复合体，这些复合体参与 rRNA 前体的剪接、假尿苷酸的合成和其他修饰过程。 snoRNA 对于维持 rRNA 的结构和功能至关重要，从而影响核糖体的生物合成和细胞蛋白质的生产， snoRNA 的异常表达或功能失调可能与多种疾病相关，包括某些肿瘤和遗传性疾病。

研究案例

SNORA56-mediated pseudouridylation of 28 S rRNA inhibits ferroptosis and promotes colorectal cancer proliferation by enhancing GCLC translation. J Exp Clin Cancer Res . 2023 Dec 5;42(1):331.

研究探讨了小核仁 RNA SNORA56 在结直肠癌中的表达、功能及其调控机制， 发现 SNORA56 通过介导 28S rRNA 的假尿苷化，增强谷胱甘肽合成限速酶 GCLC 的翻译，抑制铁死亡并促进 CRC 细胞增殖 。

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