祁云霞，達(dá) 賴，付紹印，何小龍，張興夫，王 標(biāo)，特日格勒，劉永斌

（內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031）

微小RNA（microRNA，簡稱miRNA）是非編碼RNA（non-coding RNA）家族的一員，長度一般在18～25 nt（nucleotide），普遍存在于真核生物中。 編碼miRNA的基因一般位于蛋白編碼基因的內(nèi)含子區(qū)，不翻譯成蛋白質(zhì)。miRNA序列在不同物種間保守性強(qiáng)，表達(dá)具有時空特異性，是其他功能基因表達(dá)的重要調(diào)控分子，參與多種重要的生命活動。據(jù)推測，人體中超過三分之一的基因都受到miRNA 的調(diào)控［1］。

1 miRNA的發(fā)現(xiàn)

1993年，Lee等在研究線蟲時克隆到1個基因lin4，該基因不編碼蛋白質(zhì)，而是編碼一個長度為22 nt的小分子RNA，調(diào)控胚胎發(fā)育［2］。7年后，在線蟲中發(fā)現(xiàn)了第2個同樣具有基因調(diào)控功能的小分子RNA 1et-7。后來陸續(xù)在果蠅、小鼠和人類等生物中也發(fā)現(xiàn)了這樣的小分子RNA，它們長度在18～25 nt，作為非編碼基因組的一部分調(diào)控基因表達(dá)，被命名為miRNA。截至目前，已在小鼠上發(fā)現(xiàn)了1 915種成熟miRNA，人上發(fā)現(xiàn)了2 588種miRNA［miRBase數(shù)據(jù)庫（V21）2014年 6月發(fā)布數(shù)據(jù)］［3］，并且這一數(shù)量還在不斷增長。

2 miRNA的生物合成及作用機(jī)制

miRNA由基因組DNA在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄形成初級pri-miRNA后，經(jīng)過核糖核酸酶Drosha剪切成發(fā)夾結(jié)構(gòu)的前體pre-miRNA，后者被運(yùn)送出核后由核糖核酸酶 Dicer加工成熟［4-6］。成熟的miRNA通過RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISC）作用于靶基因的 mRNA 的 3′非翻譯區(qū)（3′-UTR），降解靶基因mRNA或抑制其翻譯。近年發(fā)現(xiàn)，miRNA也可以作用于mRNA的編碼區(qū)，直接調(diào)節(jié)基因的翻譯過程，而且在不同物種中，靶位點(diǎn)也不具有保守性［7］。miRNA的生物合成和作用機(jī)制可用圖1表示。

3 國外研究進(jìn)展

圖1 miRNA的生物合成與工作原理［8］

隨著研究的深入，miRNA在雌性哺乳動物生殖過程中的作用也逐漸受到重視。Dicer是miRNA成熟過程中必需的加工酶，敲除Dicer后雌性小鼠會產(chǎn)生不同表型的缺陷，但有個共同的特點(diǎn)是都出現(xiàn)不同程度的生殖缺陷，這些生殖缺陷是由Dicer敲除后pre-miRNA的聚集和成熟體的減少導(dǎo)致的［9-10］。

Rajkovic研究小組［11］利用 miRNA 芯片技術(shù)研究了鼠卵巢中miRNA的表達(dá)情況，在檢測的373種鼠miRNA中有177種在野生型新生鼠的卵巢中顯著表達(dá)，其中表達(dá)量最高的是miR-199a；而在人上的研究發(fā)現(xiàn)，人卵巢上皮癌發(fā)生過程中，miR-199a 的表達(dá)量急劇降低［12-13］。

Pan等［14］利用基因芯片，比較了人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞和腺上皮細(xì)胞的miRNA表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在檢測的287個miRNA中有32個差異表達(dá)，這些差異表達(dá)miRNA的靶基因中，有一部分與維持子宮內(nèi)膜功能相關(guān)，例如轉(zhuǎn)化生長因子（TGF-β）和受體、雌激素受體（ER）、孕酮受體（PR）和芳香化酶CYP19A1。此外，類固醇激素可調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜中miRNA表達(dá)，例如，子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞中的miR-20a、miR-26a和miR-21受雌激素和孕酮調(diào)節(jié)；miR-20a在基質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)、miR-21在腺上皮的表達(dá)受雌激素下調(diào)；孕酮抑制基質(zhì)細(xì)胞中miR-20a、miR-26a和miR-21的表達(dá)，但在腺上皮中卻對miR-20a和miR-26a有明顯的上調(diào)［14］。

Fiedler等［15］比較小鼠排卵前卵巢顆粒細(xì)胞的miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)LH/hCG處理前后在所檢測的212個miRNA中，有13個差異表達(dá)，其中miR-132和miR-212在LH/hCG處理后均顯著上調(diào)。用實(shí)時定量PCR檢測發(fā)現(xiàn)，無論體內(nèi)或體外，LH/hCG可以同時上調(diào)miR-132和miR-212的前體和成熟體。

在牛的生殖系統(tǒng)中，包括子宮、卵巢、輸卵管以及黃體等組織器官也發(fā)現(xiàn)了大量的miRNA表達(dá)，如 miR-18a、miR-29a 和 miR-199 等［16］。

4 國內(nèi)研究進(jìn)展

在國內(nèi)，姚桂東［17］對小鼠卵泡發(fā)育過程中的miRNA進(jìn)行了研究，他們檢測了TGF-β1刺激小鼠腔前卵泡顆粒細(xì)胞的miRNA表達(dá)變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3個miRNA發(fā)生顯著上調(diào)，13個miRNA顯著下調(diào)［17］。其中，miR-224是上調(diào)最為顯著的miRNA之一。這種上調(diào)效果可以通過在顆粒細(xì)胞培養(yǎng)基中加入SB431542而阻斷，其中SB431542是一種能夠阻斷TGFβ下游Smad2/3發(fā)生磷酸化的抑制劑，表明TGF-β1促進(jìn)顆粒細(xì)胞miR-224的上調(diào)至少部分是通過經(jīng)典的TGF-β/Smads信號通路［17］。

蘇立杰等［18］分析了大白豬胎盤（妊娠33 d和90 d）的MicroRNA表達(dá)變化，從檢測的56個miRNA中篩選出31個差異表達(dá)miRNA。這些差異miRNA的靶基因主要富集在細(xì)胞過程、發(fā)育過程、代謝過程以及生物黏附等GO條目中。通路分析發(fā)現(xiàn)，顯著富集的通路與黏附、新陳代謝和內(nèi)分泌功能密切相關(guān)［18］。

康麗［19］利用Solexa測序技術(shù)研究了開產(chǎn)前后雞卵巢miRNA的差異表達(dá)。對比42 d雛雞和23周產(chǎn)蛋白來航雞（各3只）的卵巢組織，獲得差異表達(dá)miRNA 72個，其中上調(diào)表達(dá)34個，下調(diào)表達(dá)38個。在未開產(chǎn)雞的卵巢中篩選到189個新miRNA，在開產(chǎn)雞的卵巢中篩選到97個新miRNA［19］。

5 展望

由上述研究可見，miRNA在人、鼠、牛、豬和雞等生殖系統(tǒng)中廣泛表達(dá)，對卵泡發(fā)育、卵母細(xì)胞成熟以及性腺激素等都有調(diào)控作用。但目前對miRNA的表達(dá)模式研究居多，對功能研究尚顯不足，因此應(yīng)深入開展miRNA功能挖掘，以闡明miRNA在動物生殖中的作用機(jī)制。

：

［1］秦一雨.miRNA檢測方法學(xué)的研究進(jìn)展［J］.醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào)，2007，20（11）：1198-1201.

［2］LEE R C，F(xiàn)EINBAUM R L，AMBROS V.The C.elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14 ［J］.Cell，1993，75（5）：843-854.

［3］KOZOMARA A，GRIFFITHS-JONES S.miRBase：annotatinghigh confidencemicroRNAsusingdeep sequencing data ［J］.Nucleic Acids Research，2014，42（Database issue）：D68-D73.

［4］任剛，楊增明.MicroRNA在雌性哺乳動物生殖中的作用［J］.細(xì)胞生物學(xué)雜志，2009，31（6）：805-810.

［5］OKAMURA K，HAGEN J W，DUAN H，et al.The mirtron pathway generates microRNA-class regulatory RNAs in Drosophila［J］.Cell，2007，130（1）：89-100.

［6］ESQUELA-KERSCHER A，SLACK F J.OncomirsmicroRNAs with a role in cancer ［J］.Nat Rev Cancer，2006，6（4）：259-269.

［7］TAY Y，ZHANG J，THOMSON A M，et al.MicroRNAs to Nanog，Oct4 and Sox2 coding regions modulate embryonic stem cell differentiation ［J］.Nature，2008，455（7216）：1124-1128.

［8］ZOON C K.Current molecular diagnostics of breast cancer and the potential incorporation of microRNA ［J］.Expert Rev Mol Diagn，2009，9（5）：455-467.

［9］OTSUKA M，ZHENG M，HAYASHI M，et al.Impaired microRNA processing causes corpus luteum insufficiency and infertility in mice ［J］.J Clin Invest，2008，118（5）：1944-1954.

［10］NAGARAJA A K，ANDREU-VIEYRA C，F(xiàn)RANCO H L，et al.Deletion of Dicer in somatic cells of the female reproductive tract causes sterility ［J］.Mol Endocrinol，2008，22（10）：2336-2352.

［11］ZHAO H，RAJKOVIC A.MicroRNAs and mammalian ovarian development ［J］.Semin Reprod Med，2008，26（6）：461-468.

［12］YANG H，KONG W，HE L，et al.MicroRNA expression profiling in human ovarian cancer：miR-214 induces cell survial and cispltin resistance by targeting PTEN ［J］.Cancer Res，2008，68（2）：425-433.

［13］IORIO M V，VISONE R，DILEVA G，et al.MicroRNA signatures in human ovarian cancer ［J］.Cancer Res，2007，67（18）：8699-8707.

［14］PAN Q，LUO X，TOLOUBEYDOKHTIT，etal.The expression profile of micro-RNA in endometrium and endometriosis and the in-fluence of ovarian steroids on their expression ［J］.Mol Hum Reprod，2007，13（11）：797-806.

［15］FIEDLER S D，CARLETTIM Z，HONG X，etal.Hormonalregulation ofMicroRNA expression in periovulatory mouse mural granulosa cells ［J］.Biol Reprod，2008，79（6）：1030-1037.

［16］HOSSAIN M M，GHANEM N，HOELKER M，et al.Identification and characterization of MicroRNAs expressed in the bovine ovary ［J］.BMC Genomics，2009，10：443.

［17］姚桂東.MiRNA-224參與小鼠卵泡發(fā)育調(diào)控作用的研究［D］.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2011.

［18］蘇立杰，趙書紅，朱猛進(jìn)，等.應(yīng)用Exiqon芯片分離大白豬33天和90天胎盤差異表達(dá)而microRNA［C］//中國動物遺傳育種研究進(jìn)展——第十五次全國動物遺傳育種學(xué)術(shù)討論會論文集.北京：中國畜牧獸醫(yī)學(xué)會，2009：8.

［19］康麗.雞卵泡發(fā)育相關(guān)基因和miRNA的鑒定及功能分析［D］.泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.