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很多人可能会疑惑microRNA是什么？这个技术到底有什么作用？

微小核糖核酸(microRNAs)是一类长度约为22个核苷酸的非编码小分子RNA,在调控基因表达和参与多种生物学过程中发挥着关键作用。

miRNA主要通过与靶基因的3'非翻译区结合,诱导靶基因mRNA降解或抑制其翻译,从而在转录后水平调控基因表达 [1]。miRNA参与调控多种重要的生物学过程,如细胞周期、细胞增殖、凋亡、发育、代谢、免疫反应等 [2]。一个miRNA可调控多个靶基因,一个靶基因也可被多个miRNA调控,形成了复杂的调控网络 [3]。

1.miRNA在肿瘤中的作用及临床应用

miRNA在肿瘤的发生发展中发挥重要作用,有望成为肿瘤的新型分子标志物 。例如,miR-21在多种肿瘤中过度表达,可作为潜在的肿瘤诊断和预后标志物 [4]。miR-34a是重要的肿瘤抑制miRNA,与p53形成正反馈调控网络,抑制肿瘤细胞生长和转移 [5]。

miRNA在体液中稳定存在,可作为无创性液体活检生物标志物,在肿瘤早期诊断和疗效监测中具有重要价值 。例如,基于7种miRNA的检测试剂盒可用于肝癌早期诊断,灵敏度和特异度分别达到86.1%和76.8% [6]。循环miR-21和miR-155在乳腺癌新辅助化疗中具有预测作用 [7]。

此外,miRNA也是潜在的肿瘤治疗靶点 。通过miRNA模拟物或抑制剂调控miRNA的表达,可干扰肿瘤相关的信号通路。纳米载体可用于miRNA药物的靶向递送,提高疗效和安全性 [8]。

2.miRNA在心血管疾病中的作用及临床应用

miRNA在心血管疾病的发生发展中也发挥重要作用 。例如,miR-208可作为急性心肌梗死的生物标志物 [9]。miR-126在内皮细胞中表达,参与血管生成 [10]。

miRNA在心血管疾病诊断和治疗中具有潜力。循环miRNA可作为无创性生物标志物,用于急性冠脉综合征的早期诊断 [9]。miRNA也是心血管疾病治疗的潜在靶点,已有miRNA调控剂进入临床前和临床试验阶段 [11]。

3.miRNA在神经系统疾病中的作用及临床应用

miRNA在中枢神经系统发育和神经退行性疾病中发挥重要作用 。例如,miR-124在神经元中高表达,参与神经发育 [12]。miR-107在阿尔茨海默病患者脑组织中表达下调 [13]。

miRNA在神经系统疾病诊断和治疗中具有潜力。脑脊液和血浆中的miRNA可作为生物标志物,用于阿尔茨海默病和帕金森病的早期诊断 [13]。miRNA也是神经系统疾病治疗的潜在靶点,但仍需进一步研究。

4.miRNA在其他疾病中的作用及临床应用

miRNA在多种其他疾病中也发挥重要作用,如感染性疾病 [14]、肾脏疾病 、糖尿病并发症 [15]等。例如,miRNA参与调控新型冠状病毒肺炎感染及其并发症 [14]。miRNA在急性肾损伤和慢性肾病中表达发生变化,可作为诊断生物标志物 [16]。

此外,miRNA在法医学 [17]、水产养殖 [15]、植物育种 等领域也展现出应用前景

尽管miRNA研究取得了重要进展,但将miRNA应用于临床诊断和治疗仍面临诸多挑战。

1) 提高miRNA检测的灵敏度、特异度和通量 。

2) 克服miRNA治疗的药物动力学和靶向递送问题 [18]。

3) 深入阐明miRNA在疾病发生发展中的具体作用机制。

4) 整合多种生物信息学算法,提高miRNA-疾病关联预测的准确性 。

5) 加强miRNA注释和数据库建设,提高信噪比 [19]。

未来,随着检测技术和生物信息学算法的进步,miRNA在疾病诊断和治疗中的应用前景将更加广阔。同时,miRNA在基础研究和临床转化研究中也将取得新的突破。