【Nature】植物miRNA的跨界调控——南京大学张辰宇组系统总结

iPlants · 公众号 · · 2020-07-02 22:44

正文

近日，南京大学生命科学院院长张辰宇教授受国际顶尖学术期刊 Nature 杂志邀请，组织了题为《 Extracellular RNA 》的系列文章，系统报道了细胞外RNA领域最受关注和最前沿的研究。系列文章以增刊形式（ Nature Outlook ）发表。

其中 张辰宇 教授发表了 Nanjing School: Extracellular microRNA mediates co-evolution between species （ 南京学派 ：细胞外miRNA介导物种之间的共同进化）的Highlight文章。

南京学派

在过去十多年里，由 南京大学 张辰宇 教授领衔的南京大学生科院研究团队，专注于 细胞外miRNA 研究。

张辰宇 团队的一个研究重点是 miRNA是否可以在远缘的复杂生物之间转移 ，如果可以，那么 miRNA是否可以促进物种之间的串扰 （crosstalk） ?

人类几乎每天都在食用诸如谷物、蔬菜和水果等 植物性食品 ，研究团队假设外源性植物miRNA可以承受胃酸和胃肠道中的消化酶并进入组织中。

2011年， 张辰宇 团队在 Cell Research 杂志发表论文【6】，该研究通过人血清中全部miRNA表达谱，发现 外源植物miRNA在中国健康男性和女性的血清中一直存在 。其中MIR156a和MIR168a显示出相当程度的表达。

进一步的体外和体内分析首次证实，食物来源的外源植物MIR168a可以通过小鼠胃肠途径并进入循环和各种器官，特别是在肝脏中跨物种调节小鼠 LDLRAP1 蛋白表达。

这项研究首次表明， 食物中的外源植物miRNA可以调控哺乳动物靶基因的表达 。

在许多国家，都有“ You are what you eat ”的俗语， 人如其食 ，以食物赋予健康为基础， 张辰宇 团队正致力于研究食用植物可以给人类带来益处的生物学机制。

miRNA的跨界调控

从进化的角度来看，miRNA的跨物种转移在促进远缘物种串扰、交流和信号传播方面具有独特的地位。

2017年，南京大学生命科学院陈熹团队在 PLOS Genetics 杂志发表研究论文【7】。

该研究颠覆性发现，蜂粮里的植物miRNA通过抑制蜜蜂幼蜂的卵巢和整体的生长发育，使之成为工蜂。而蜂王浆中不含有植物miRNA，因此吃到蜂王浆的幼蜂则发育为蜂王。这与之前认为蜂王浆中含有特殊有益物质让幼蜂发育成蜂王的认识恰好相反。

更重要的是，这项研究提示了蜜蜂和开花植物之间以共同进化的关系向彼此施加选择性压力，从而影响相互连接的生态系统中的彼此命运。

考虑到物种经历了数百万年的共同进化以形成我们今天生活的生态系统， 跨界miRNA转移可能在自然界中很常见 。实际上，越来越多的证据表明， miRNA可以跨越 物种（Species）甚至界（Kingdom） 以传播基因沉默信号，从而 充当连接动物、植物和微生物界的纽带 。

中草药中的miRNA调控

中国传统医学，特别是 中草药 ，在中国用于治疗和预防疾病已有数千年的历史了。但是，由于缺少在随机对照临床试验中进行严格的测试，因此中医中采用的许多理论和实践在科学上并未得到证实。

一些研究将中草药的作用归因于 次级代谢产物 和 小分子 物质。往往没有考虑大分子物质，例如 RNA 。

RNA被认为不能在胃肠道中稳定存在，并且中草药往往需要在水中煮沸数小时以产生水煎剂，因此通常认为RNA在制备过程中会降解。因此， 对中草药汤剂的科学研究常常将RNA从生物活性成分中排除了 。

2014年， 张辰宇 团队在 Cell Research 发表研究论文【8】。中医中被广泛用于治疗流感的 金银花 ，其编码的 MIR2911 ，由于高GC含量和特殊序列，能够在煮沸后的金银花汤剂中仍能完整保留，体外细胞实验表明，MIR2911可以靶向并抑制甲型流感病毒的多个病毒基因。

小鼠实验则表明，饲喂金银花汤剂的小鼠血液和肺中MIR2911显著升高，且MIR2911抑制了各种甲流病毒（包括H1N1，H5N1和H7N9）在小鼠体内的复制，减轻了病毒感染引起的体重减轻，并降低了小鼠死亡率。

该研究提供了第一个证据，证明 植物miRNA可能是中药中的活性成分 ，并确定了 首个有助于抑制病毒感染的植物miRNA 。

新冠病毒

【Nature】植物miRNA的跨界调控——南京大学张辰宇组系统总结

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近日， 南京大学生命科学院院长 张辰宇 教授受国际顶尖学术期刊 Nature 杂志邀请，组织了题为《 Extracellular RNA 》的系列文章，系统报道了 细胞外RNA领域最受关注和最前沿的研究 。系列文章以增刊形式（ Nature Outlook ）发表。

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近日，南京大学生命科学院院长张辰宇教授受国际顶尖学术期刊 Nature 杂志邀请，组织了题为《 Extracellular RNA 》的系列文章，系统报道了细胞外RNA领域最受关注和最前沿的研究。系列文章以增刊形式（ Nature Outlook ）发表。