靳 青 ，魏 晨 ，張相倫 ，譚秀文 ，劉桂芬 ，3*

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，濟(jì)南 250100；2.山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250100；3.山東省肉牛生產(chǎn)性能測(cè)定中心，濟(jì)南 250100）

膽固醇（cholesterol）為生物體內(nèi)重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和脂類物質(zhì)，是細(xì)胞膜的重要組成成分，同時(shí)還是體內(nèi)許多重要生物活性物質(zhì)合成的原料[1-2]。膽固醇作為一種食物成分，對(duì)保持機(jī)體健康是必需的，但如果攝入過多，則會(huì)增加患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。正常的情況下，機(jī)體內(nèi)的膽固醇含量保持著一定的動(dòng)態(tài)平衡，為了達(dá)到這種平衡，膽固醇不僅需要合成和攝取，而且流出和降解也需受到精確調(diào)控。

牛肉是低脂肪高蛋白的優(yōu)質(zhì)食品，膽固醇含量低，而對(duì)于高檔牛肉而言，必須含有豐富的肌內(nèi)脂肪才能提升品質(zhì)、提高等級(jí)，這就會(huì)導(dǎo)致膽固醇含量隨之提高。山東省擁有豐富的地方黃牛品種資源，具有耐粗抗病、適應(yīng)性強(qiáng)、遺傳穩(wěn)定、肉質(zhì)細(xì)嫩、易沉積肌內(nèi)脂肪等優(yōu)良生物學(xué)特性，是生產(chǎn)高檔牛肉的理想品種。增加牛肉中肌內(nèi)脂肪含量的同時(shí)控制膽固醇含量，開發(fā)低膽固醇的高檔牛肉，對(duì)提高地方良種牛養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益、保障人體健康具有重要意義。

miRNAs對(duì)人體內(nèi)中的mRNA調(diào)控比例達(dá)40%~90%[5]，一種miRNA可靶向作用上百個(gè)mRNA[6]，通過抑制基因轉(zhuǎn)錄后翻譯或促進(jìn)靶基因的信使RNA（mRNA）降解發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用，從而參與包括脂類代謝在內(nèi)的多種生理學(xué)進(jìn)程。miRNA-33是維持細(xì)胞內(nèi)膽固醇動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子[7]，可通過靶向作用于固醇調(diào)節(jié)原件結(jié)合蛋白（Sterol-Regulatory Element Binding Proteins，SREBP）基因來調(diào)控脂代謝。目前，國(guó)內(nèi)外的研究主要集中在人、小鼠等的研究上，在牛上的研究比較少。本文不僅對(duì)miRNA-33在膽固醇合成代謝進(jìn)行了綜述，而且還對(duì)其在牛肉生產(chǎn)和人類疾病治療及診斷方面進(jìn)行了展望。

1 miRNA在脂類代謝中的作用

miRNA作為一類高度保守的非編碼小RNA，在基因轉(zhuǎn)錄后水平上通過與靶mRNA互補(bǔ)結(jié)合抑制其翻譯或促進(jìn)靶mRNA降解。miRNA是一類功能強(qiáng)大的基因表達(dá)調(diào)控因子，可通過對(duì)下游靶基因的調(diào)控來參與多種生命過程[8-9]，尤其在肥胖、衰老、疾病等諸多生理或病理過程中扮演著重要的角色[10-12]。其中miRNA對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)控作用[13]為目前脂質(zhì)代謝研究領(lǐng)域尤其是在膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)方面的一個(gè)熱點(diǎn)[14]。目前已知參與脂質(zhì)代謝基因表達(dá)調(diào)控的miRNA包括miRNA-33、miRNA-27、miRNA-122、miRNA-370、miRNA-320等[15]。

2 miRNA-33的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制

miRNA-33由SREBPs的內(nèi)含子編碼，并與SREBPs協(xié)同作用調(diào)控生物體內(nèi)膽固醇水平，平衡脂肪代謝相關(guān)基因的表達(dá)。人類的miRNA-33分為miRNA-33a和miRNA-33b兩種亞型，其中miRNA-33a位于第22號(hào)染色體上，存在于SREBP-2基因的第16個(gè)內(nèi)含子中；miRNA-33b位于第17號(hào)染色體，存在于SREBP-1基因的內(nèi)含子17中（圖1）[16]。人體內(nèi)血液中miRNA-33水平和總膽固醇（Total cholesterol，TC）、低密度脂蛋白（Low-density lipoprotein，LDL）膽固醇和甘油三酯（Triacylglycerol，TG）含量具有很高的正相關(guān)性，但與高密度脂蛋白（High-density lipoprotein，HDL）膽固醇含量卻是負(fù)相關(guān)的[17]。有研究表明，在人類的肝臟細(xì)胞中，過量表達(dá)miRNA-33a/b能導(dǎo)致甘油三酯的過量聚集[18-19]。豬的miRNA-33b位于SREBP1基因的內(nèi)含子16中，在豬的皮下前體脂肪細(xì)胞中，可以通過調(diào)節(jié)早期B-細(xì)胞因子1 (Early B-cell Factor-1，EBF1)、CCAAT 增強(qiáng)子結(jié)合蛋白 α（CCAAT/enhancer binding protein Alpha，C/EBPα）和過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors γ，PPARγ）等基因的表達(dá)來影響脂肪細(xì)胞的分化[20]。三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體 A1（ATP binding cassette transporter A1，ABCA1）的 3'UTR含有 3個(gè)miRNA-33的高度保守結(jié)合位點(diǎn)，該結(jié)合位點(diǎn)一般為脂質(zhì)分泌尤其是膽固醇聚集比較敏感的區(qū)域，在人和小鼠的研究中均證實(shí)miRNA-33與SREBP-2協(xié)同作用來靶向沉默三磷酸脂苷結(jié)合盒 （ATP Binding Cassette，ABC），并通過調(diào)節(jié)ABCA1基因和膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)減少細(xì)胞中膽固醇的流出，同時(shí)增加三羥三甲基輔酶 A 還原酶（3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase，HMGCR）和 HDL 的合成（圖 2）[14]，這些研究結(jié)果表明其可能作為脂代謝紊亂的治療靶標(biāo)[21]。

圖1 人類miRNA-33a和miRNA-33b結(jié)構(gòu)示意圖（仿Najafi-Shoushtari et al.,2010）

圖2 miRNA-33在人類細(xì)胞內(nèi)膽固醇代謝中的作用機(jī)制（SREBP-2和肝X受體（LXR）對(duì)HMGCR、LDL-R和ABCA1基因正向和負(fù)向調(diào)節(jié)）（仿陳五軍等，2011）

另外，miRNA-33在高密度脂蛋白膽固醇（High-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）的代謝中也發(fā)揮著重要的作用，在細(xì)胞中，miRNA-33a的過量表達(dá)會(huì)減少膽固醇流向載脂蛋白 （apolipoprotein A-1，apoA 1），而膽固醇流向載脂蛋白正是HDL形成的關(guān)鍵一步；與之相反的是，細(xì)胞中抑制miRNA-33的表達(dá)會(huì)導(dǎo)致ABCA1蛋白表達(dá)上調(diào)，從而減少膽固醇流向apoA 1[22-23]，這些結(jié)果充分說明miRNA-33能夠通過調(diào)節(jié)靶基因來保持細(xì)胞中膽固醇的平衡。近年來在醫(yī)學(xué)方面，miRNA-33除了可以直接作為藥物外，還能作為治療與脂類相關(guān)的疾病的藥物靶點(diǎn)，且越來越多的研究證明這種方法是可行的，例如，用anti-miRNA-33直接治療LDL受體敲除的小鼠，結(jié)果試驗(yàn)鼠血漿HDL-C水平明顯升高，同時(shí)小鼠血漿和肝臟組織中膽固醇的逆轉(zhuǎn)錄水平也隨之提高[24-25]。

3 miRNA-33在肉牛上的研究進(jìn)展

miRNA-33a位于肉牛第5號(hào)染色體，miRNA-33b位于第19號(hào)染色體，研究者針對(duì)不同飼喂條件下（高脂肪組和低脂肪組）的肉牛皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪做了miRNA表達(dá)譜分析，挖掘到與脂肪沉積位點(diǎn)有明顯相關(guān)性的2個(gè)miRNAs[26]和與背膘厚有明顯的相關(guān)性的18個(gè)miRNAs[27]。Sun等[28]對(duì)秦川牛脂肪組織進(jìn)行了miRNA表達(dá)譜分析，發(fā)現(xiàn)miRNA25和miRNA26參與了脂肪和脂肪酸的代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。Wang等[27]利用miRNA芯片對(duì)肉牛皮下脂肪和肌內(nèi)脂肪進(jìn)行生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)4種miRNA的靶標(biāo)基因?qū)χ境练e有調(diào)控作用[29]，miRNA-33a參與肉牛脂類代謝。上述研究表明miRNA-33在肉牛膽固醇含量的調(diào)節(jié)中起重要作用。

4 小結(jié)

目前，盡管從細(xì)胞水平上對(duì)miRNA在脂質(zhì)代謝中的作用做了較深入的研究，研究也證實(shí)了miRNA的一部分功能。膽固醇代謝的調(diào)控是一個(gè)復(fù)雜多因素調(diào)控的結(jié)果，miRNA-33在膽固醇代謝方面的研究使得我們從另外一個(gè)角度了解了膽固醇代謝問題，基于miRNA-33在膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)過程中靶向作用于SREBP基因來調(diào)節(jié)機(jī)體膽固醇代謝的動(dòng)態(tài)平衡，將其作為調(diào)控膽固醇的一種手段，為人為調(diào)節(jié)肉牛膽固醇的應(yīng)用研究提供一定的理論基礎(chǔ)，尤其是在為人類高膽固醇疾病的研究及治療中提供思路。