微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

一、微小RNA發(fā)覺人類基因組中，蛋白質(zhì)編碼區(qū)只占1-2％。其它98％基因組有什么功效呢？約24％為內(nèi)含子序列，這么冗長內(nèi)含子序列有什么生物學(xué)功效呢？微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第1頁后基因組時代中心法則RNA加工基因調(diào)整DNA修復(fù)和重組基因組保持基因組表示微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第2頁后基因組時代基因調(diào)控：RNA調(diào)控微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第3頁人類基因組絕大部分被轉(zhuǎn)錄成RNA非編碼RNA數(shù)量是編碼RNA數(shù)百倍生物體復(fù)雜性被隱藏在它們所輸出非編碼RNA內(nèi)，而非編碼序列內(nèi)。

微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第4頁年諾貝爾生理學(xué)獎取得者：AndrewZ.FireCraigC.Mello微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第5頁第一個被發(fā)覺miRNA(lin-4)由哈佛大學(xué)VictorAmbros發(fā)覺（1993）第二個被發(fā)覺miRNA（let-7）由哈佛大學(xué)博士后FrankSlack

(Ruvkun試驗室）發(fā)覺（)VictorAmbrosGaryRuvkun微小RNA（microRNA,miRNA）發(fā)覺微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第6頁第一個被發(fā)覺miRNA:lin-4RuvkunG,WightmanB,HaI.The20yearsittooktorecognizetheimportanceoftinyRNAs.Cell.Jan23;116(2Suppl):S93-6.LeeR,FeinbaumR,AmbrosV.AshorthistoryofashortRNA.Cell.Jan23;116(2Suppl):S89-92微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第7頁微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第8頁近年來被判定miRNAs越來越多

至今超出17000miRNAs已被發(fā)覺能夠無償取得http://microrna.sanger.ac.uk/sequences/微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第9頁二、微小RNA特點微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第10頁微小RNA作用特點主要是在蛋白質(zhì)水平調(diào)控５’端２-８個核苷酸高度保守，主要作用在靶mRNA３’端非翻譯區(qū)（unstranslatedregion,UTR）分完全和不完全配對兩種方式，哺乳動物主要為不完全配對結(jié)合，影響mRNA成熟、轉(zhuǎn)運、穩(wěn)定性或者在直接調(diào)控翻譯是翻譯抑制還是剪切mRNA，除配對原因外，還取決于RISC中組裝元件功效，如Arg蛋白微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第11頁小干擾RNA（smallinterferingRNA;siRNA）和微小RNA異同點微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第12頁相同點siRNAmiRNA長度22nt左右合成底物由雙鏈RNA或RNA前體形成Dicer酶是Dicer產(chǎn)物Argonaute家族需要Argonaute家族蛋白參加蛋白RISC組分都是RISC組分，其功效界限變得不清楚，如二者在介導(dǎo)緘默機制上有重合作用方式在轉(zhuǎn)錄水平后和翻譯水平起作用siRNA和miRNA相同點微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第13頁不一樣點siRNAmiRNA機制性質(zhì)外源引發(fā)，如病毒感染誘導(dǎo)產(chǎn)生，異常情況生物體本身正常調(diào)控機制直接起源長鏈雙鏈RNA發(fā)夾miRNA前體分子結(jié)構(gòu)雙鏈RNA單鏈RNA對靶RNA特異性較高相對較低互補性普通要求完全互補不完全互補，存在錯配現(xiàn)象生物學(xué)功效抵抗病毒感染；緘默過分表示mRNA；保護基因組免受轉(zhuǎn)座子破壞對機體生長發(fā)育，神經(jīng)分化，脂類代謝，細胞增殖分化，腫瘤發(fā)生有主要作用微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第14頁三、微小RNA主要功效miRNA發(fā)育增殖(干細胞)疾病分化凋亡微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第15頁VictorR.Ambros秀麗線蟲C.elegans1.調(diào)控發(fā)育過程微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第16頁miR-124a局限表示于神經(jīng)組織miR-1局限表示于骨骼肌和心肌青鳉斑馬魚小鼠果蠅miRNA表示含有組織特異性微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第17頁(Science)3種miRNA控制造血干細胞向淋巴細胞分化過程2.調(diào)控細胞分化微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第18頁3.miRNAs與心血管疾?。ㄕ{(diào)控心肌前體細胞

增殖）微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第19頁microRNAhostorvirus禽流感病毒Avianinfluenzavirus

皰疹病毒家族EBV,KSHV,MHV-68,HCMV,HSV-1HBV,HCV逆轉(zhuǎn)錄病毒家族HIV-1多瘤病毒家族SV40(Simianvirus40)

腺病毒家族hAV(adenovir)4、miRNA與病毒感染微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第20頁miRNA與肝炎病毒HCVHBV≠≠≠≠miRNA基因表示信號傳導(dǎo)肝細胞肝癌發(fā)生、發(fā)展診療、治療微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第21頁在肝炎模型中發(fā)覺腫瘤相關(guān)miRNAHCVHBVhas-miR-191Worsesurvivalinacutemyeloidleukemiap53tumorsupressorpathwayhas-miR-34has-let-7arasandc-mycgeneshas-miR-133bSequamouscellcarcinomahas-miR-142-5pHematopoieticspecificNormal微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第22頁5.微小RNA與腫瘤關(guān)系微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第23頁微小RNA調(diào)控癌基因表示微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第24頁下調(diào)miRNA表示，促進了E2F1表示W(wǎng)estern

BlottingNorternBlotting微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第25頁有些微小RNA可能是致癌基因mir-17–92高表示微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第26頁增加mir-17–19b表示，加速了c-myc誘導(dǎo)淋巴瘤形成微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第27頁miRNAs與腫瘤關(guān)系微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第28頁miRNA與疾病關(guān)系研究策略哪些miRNA表示miRNA文庫篩選分離,克隆,測序miRNA表示譜分析哪些基因是miRNA靶基因哪些主要miRNA影響到某種生命活動miRNA在什么時候、在哪里表示功效分析治療診療微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第29頁(一)胃癌概述胃癌是我國最常見惡性腫瘤之一。中老年發(fā)病較多，男女百分比約2比1全球腫瘤發(fā)病和癌癥死亡率第二位。四、微小RNA與胃癌關(guān)系微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第30頁(二)當(dāng)前胃癌診治現(xiàn)實狀況早期胃癌多無癥狀或僅有輕微癥狀。當(dāng)臨床癥狀顯著時，病變已屬晚期。進展期胃癌，從癥狀出現(xiàn)到死亡，平均約1年。胃癌5年總生存率普通在10%左右。胃癌缺乏早期特異性腫瘤診療標(biāo)志物，現(xiàn)有腫瘤標(biāo)志物如CEA靈敏度僅40%，使腫瘤經(jīng)常發(fā)生浸潤轉(zhuǎn)移腫瘤藥品化療、放射線伎倆副作用大。對患者正常細胞傷害較大，亟需高特異性腫瘤藥品微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第31頁胃癌組織癌旁組織總RNA提取定量RT-PCRmiRNA芯片細胞培養(yǎng),MGC803,SGC-7901組織類型細胞分化侵潤深度TNM分期轉(zhuǎn)移生長曲線MTT定量PCR檢測細胞周期凋亡檢測靶基因分析(三)技術(shù)路線臨床研究體外試驗功效分析反義寡核苷酸阻斷miRNA表示綜合分析確定miRNAs可能致癌機制微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第32頁(四)胃癌組織中微小RNA表示譜芯片分析胃癌組織中異常表示微小RNAGuoJ,etal.JGastroenterolHepatol.,24(4):652-65719種差異表示微小RNA127miR-139-5p，miR-497和miR-768-3p首次在非腫瘤組織中發(fā)覺miR-340*、miR-421和miR-658首次在癌組織中發(fā)覺高表示微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第33頁高表示微小RNA（miR-106a）與胃癌分期關(guān)系(五)臨床病理原因分析結(jié)果XiaoB,GuoJ,etal.ClinChimActa.;400(1-2):97-102.微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第34頁miR-106a異常表示臨床意義原因 病例數(shù) 改變倍數(shù) P直徑≥5cm 30 68.59258.49<0.001<5cm 25 14.6529.21分化中 23 7.3615.48<0.001低 22 59.62299.13淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移+ 46 50.69209.88 <0.001- 9 10.2420.52遠處轉(zhuǎn)移+ 9 142.35414.60<0.001- 46 24.84107.37侵潤T1 2 0.140.04T2 26 6.0912.72<0.001?T3 17 50.49173.91=0.005?T4 10 140.69390.79微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第35頁實時定量PCR結(jié)果JiangC,GuoJ,etal.JournalofGastroenterology.DOI10.1007/S00535-009-0135-6癌組織中mir-421表示顯著高于癌旁組織微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第36頁體外試驗結(jié)果合成特異性微小RNA引物、用未轉(zhuǎn)染腫瘤細胞中對照，比較轉(zhuǎn)染后癌細胞中微小RNA表示改變蔣振，郭俊明，等.中國病理生理雜志,25(9):1726-1730.微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第37頁下調(diào)miR-421表示對胃癌細胞生長影響JiangC,GuoJ,etal.JournalofGastroenterology.DOI10.1007/S00535-009-0135-6微小RNA和其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第38頁miR-421靶蛋白試驗結(jié)果篩選微小RNA匹配度最高腫瘤相關(guān)靶基因、檢測靶基因在蛋白質(zhì)水平上改變JiangC,GuoJ，etal.JournalofGastroenterology.DOI10.1007/S00535-0