MicroRNAs与多潜能干细胞的研究进展

王彩云, 杨世华

(昆明理工大学 生命科学与技术学院, 云南 昆明 650500)

MicroRNAs与多潜能干细胞的研究进展

王彩云, 杨世华*

(昆明理工大学 生命科学与技术学院, 云南 昆明 650500)

microRNAs (miRNAs)是一类内源性非编码小 RNA, 通过调控基因表达来参与生命过程中的一系列重要进程。越来越多的证据表明, miRNAs参与了几乎所有生物代谢过程, 其胚胎干细胞的自我更新与分化和在多能干细胞(iPSCs)中的诱导调节作用也日益受到关注。该文介绍了miRNAs的生成、检测方法以及miRNAs对胚胎干细胞(ESCs)及诱导多能性干细胞的调控作用, 并对miRNAs的应用前景进行了展望。

miRNAs; miRNAs检测; 胚胎干细胞; 诱导多能性干细胞

微小核糖核酸 (microRNAs, miRNAs)是细胞内一类长度在20～25 nt的非编码单链RNA, 广泛存在于真菌和动、植物中, 在物种进化过程中高度保守。它的表达既具有时空特异性, 也具有组织和细胞特异性。编码miRNAs的序列可以位于编码或是非编码基因的内含子或者外显子附近, 也可以位于基因之间(Bartel, 2004; Rodriguez et al, 2004)。绝大部分miRNAs是在细胞核内由RNA聚合酶Ⅱ转录生成(Kim, 2005), 其成熟先后在细胞核和细胞质中完成, 其中Dicer 1和DGCR 8是miRNAs成熟过程中两个重要基因(Ghildiyal & Zamore, 2009)。miRNAs成熟后与Argonautel (AGO1)蛋白结合形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC), 通过与靶 mRNAs的 3′非翻译区(3′UTR)配对降解mRNA或抑制mRNA的翻译, 从而在转录后水平调控蛋白表达, 行使其多样的生物学功能(Tolia & Joshua-Tor, 2007)。最新研究表明，miRNAs也能在转录水平调控基因表达。

在生物体内, 虽然 miRNAs的作用是特异的,但靶点特异性并不强, 往往一个 miRNA可以靶向多个mRNA，而一个mRNA也可能是多个miRNAs的靶标, 这样就形成了以miRNAs为主的庞大调控网络, 从而从整体上调控生物体的生理进程(Tiscornia & Izpisúa Belmonte, 2010; Zhang & Wen,2010; Huang et al, 2008)。

1 miRNAs的检测方法

miRNAs检测方法的快速发展为研究其功能提供了良好的平台。目前miRNAs检测一般是基于核酸杂交与扩增的原理, 主要有Northern印迹、实时定量PCR、微阵列芯片等3种方法。Northern印迹技术一直被应用于miRNAs的鉴定和miRNAs的发现, 是目前 miRNAs检测中最常用的方法, 通常被用来作为新技术可靠性的验证手段; 实时定量PCR主要用于定量检测 miRNAs, 具有灵敏度高、线性范围宽、特异性好、重复性佳等特点, 可以满足大多数miRNAs在组织和细胞中表达水平的研究; 微阵列芯片(microaaray)是实现 miRNAs表达图谱分析和多种miRNAs高通量同时检测的主要技术, 一般用于miRNAs的初筛实验。另外, 利用高通量测序(High Throughput Sequencing)能在无需任何序列信息的前提下研究microRNA的表达图谱, 还可发现和鉴定新的microRNA分子(Schulte et al, 2010)。此外, 还有很多不同的检测手段也常用于 miRNAs的检测，如Chapin & Doyle (2011)报道了利用滚环扩增(RCA)在编码的凝胶微粒上对亚飞摩尔(sub-femto molar, 即<10-15M)量级的 miRNA 进行多重定量检测, 且能达到单分子的分辨率。该方法可以对极少量血清中的miRNAs进行直接检测而不需要提取RNA。Harcourt & Kool (2012)利用滚环扩增检测miRNAs时, 首次通过化学方式使Q-STAR探针自动成环, 而不需要使用单独的连接酶进行环化反应, 这在一定程度上降低了实验的复杂性和成本。这些新的检测技术不断被开发, 为miRNAs的检测提供了新的思路。

2 miRNAs调控胚胎干细胞的命运

胚胎干细胞(ESCs)具有无限自我更新以及分化成任何特定类型细胞的能力, 表达着一套独特的、与细胞快速增殖和周期进展相关的 miRNAs。这些miRNAs主要包括miR-302/367家族(miR-302a/b/c/d和miR-367)(小鼠)；miR-290-295家族(miR-290/291a/291b/292/293/294和miR-295)和miR-371-373家族(miR-371/372/373)(人类)。研究ESCs的关键问题之一是了解其干性(stemness)维持和分化的机制, 最近研究表明, miRNA在调控胚胎干细胞自我更新和分化方面发挥着重要作用。

2.1 miRNAs控制ESCs增殖

目前认为, miRNAs可以通过作用于细胞周期抑制因子, 来维持胚胎干细胞特殊的细胞周期进程。胚胎干细胞的细胞周期特殊性在于, 其 G1期非常短, 且缺失G1/S关卡。这就使得它可以无限制地由G1期向S期转变, 进而快速增殖。然而，随着胚胎干细胞的分化, G1/S关卡也就随之恢复。参与ESCs细胞周期调控的miRNA被称之为“胚胎干细胞调控型 miRNA(embryonic stem cell cycle regulating miRNA, ESCC miRNA)”。

研究发现, 一些miRNAs在胚胎干细胞中会优先表达，如miR-290家族在未分化小鼠ESCs中高度表达, 其表达水平随着 ESCs的分化而迅速下降(Houbaviy et al, 2003), 这些miRNAs可以促进细胞由G1期向S期转变, 从而加速ESCs增殖 (Wang et al, 2008; Lichner et al, 2011), 具有维持ESCs多能性的作用。在小鼠ESCs中, 由于缺少cyclin D-Cdk4/6复合物, G1期向S期的转变主要由cyclin E-Cdk2信号通道调控。而miR-291a-3p、miR-291b-3p、miR-294、miR-295和miR-302d可以通过直接靶向cyclin E-Cdk2信号通道的抑制因子p21、p130(Rb12)和Lats2来激活 cyclin E-Cdk2通道(Wang et al,2008)。另外一些研究则表明, 在人类的ESCs中, 如果将miR-17-92家族成员miR-92b下调, 会导致细胞停留在G1期, 而上调miR-92b, 则会促进细胞由G1期向S期转变。进一步的研究证明,miR-92b是通过靶向G1/S关卡抑制因子p57, 来调节细胞周期进程的(Sengupta et al, 2009)。此外, 相关的文献也证实miR-372可以靶向 G1/S关卡限制因子Cdkn1a,miR-195能通过靶向G2/M关卡限制因子WEE1, 来调控ESCs的细胞周期进程(Qi et al, 2009)。

另外, miRNAs可以通过与相关基因作用来维持 ESCs的多能性，如 Marson et al (2008)证实miR-290家族的启动子受到胚胎干细胞内特异的转录因子Nanog、Oct4、Sox2的调控, 并且可以稳定Oct4的表达, 通过重新进行 DNA甲基化而调节ESCs的干性维持。同样, miR-302-367家族的启动子受ESCs内特异性的转录因子Nanog、Otc3/4、Sox2和Rex1的调控(Barroso-delJesus et al, 2008), 不仅能与靶基因cyclin D1和Cdk4作用, 调节ESCs的细胞周期进程 (Card et al, 2008), 而且可以与靶基因NR2F2(Rosa & Brivanlou, 2011)和Lefty(Barroso-DelJesus et al, 2011)作用, 对ESCs的早期分化产生抑制, 从而维持其多能性。

2.2 miRNAs控制ESCs分化

ESCs在定向分化过程中会开启两个重要的程序, 包括关闭胚胎干细胞的自我更新程序, 以及激活组织特异性的定向分化程序。最近研究发现, 将let-7导入GDCR8蛋白缺失的未分化的ESCs中, 可以有效抑制ESCs中的自我更新程序。同时，这种抑制也可以被 ESCC miRNA逆转, 表明let-7和ESCC miRNA之间是可以互动的。这就提供了一个能够支配细胞命运的机制。在进一步的研究中, 发现let-7能抑制c-Myc、Sall4、Lin28和下游靶基因Sox2、Oct4、Nanog的表达；而将let-7导入野生型ESCs中, 则未能诱导 ESCs的分化, 表明 ESCC miRNA能拮抗Let-7的分化作用(Melton et al, 2010)。

除let-7以外, 还存在其他调控 ESCs分化的miRNAs，如在小鼠 ESCs中,miR-200c、miR-203以及miR-183共同抑制多能性因子Sox2和Klf4。当将这些miRNAs导入ESCs中时, 会降低ESCs的自我更新能力(Wellner et al, 2009)。还有研究表明，miR-145在人类ESCs中会抑制Sox2、Oct4和Klf4的表达, 从而抑制 ESCs的自我更新能力。当导入反义寡核苷酸抑制miR-145表达时, 人类ESCs就会恢复自我更新能力(Xu et al, 2009)。另外,miR-371-3的表达与人类ESCs向神经细胞分化潜能则呈负相关。当将Klf4基因转导至神经细胞中提高miR-371-3的表达时,Klf4转导的神经细胞显示出多能标记物表达的改变, 相反, 若在Klf4转导的神经细胞中抑制miR-371-3的表达，则可恢复其神经性分化倾向。这些均表明，miR-371-3有可能在人类多能干细胞神经性分化行为过程中发挥关键性作用(Kim et al, 2011)。最近, Boissart et al (2012)通过抑制人类 ESCs中 TGFβ信号通道证明了miR-125的两亚型(miR-125a和miR-125b)参与了人类 ESCs分化为神经细胞系的过程。功能分析表明,miR-125通过靶向抑制核心信号转导分子SMAD4的表达,从而促进了人类ESCs向神经前体细胞的转变。

有研究发现, miRNAs还存在另一种控制胚胎干细胞种系分化决定过程的机制, 即某些组织特异性miRNAs能通过抑制或促进胚胎干细胞分化为特定的细胞系, 显示出miRNAs的网络调控能力，如在心肌细胞发育过程中特异表达的miR-1和miR-133受到相同上游基因的调控； 但是它们在控制中胚层向心肌细胞分化过程中的作用却不一致(Ivey et al, 2008)。

3 miRNAs与诱导多能干细胞

诱导多能干细胞(iPSCs)首先是由 Takahashi &Yamanaka在2006年利用转录因子Oct4、Sox2、Klf4和Myc实现的, 虽然他们得到的细胞与真正的ESCs相比还存在着许多差异, 但是这一研究开创了利用少数几个因子来诱导 iPSCs产生的先例(Takahashi & Yamanaka, 2006)。随后, Yu et al (2007)利用Oct4、Sox2、Nanog和Lin28诱导体细胞产生了iPSCs, 其中Lin28会抑制少数pri-miRNA的成熟(Viswanathan et al, 2008), 这意味着, 胚胎干细胞特异性miRNAs可能适用于体细胞的重新编程。

近年来, 科学家开始尝试应用miRNAs与转录因子共同诱导体细胞重编程，如 Judson et al (2009)利用逆转录病毒载体用不同的 miRNAs和Oct4、Sox2、Klf4一起转染小鼠胚胎成纤维细胞, 发现重编程效率显著提高, 其中miR-294对重编程效率影响最大, 使iPSCs产生效率从0.01%～0.05%提高到了0.4%～0.7%。Lin et al (2011)利用诱导性miR-302表达系统研究miR-302表达量对重编程的影响时发现, 当miR-302在人类毛囊细胞(hHFCs)的表达量超过胚胎干细胞H1和H9亚型表达量的1.3倍时就可以诱导其重编程。miR-302的靶基因包括4个遗传调控因子AOF2、AOF1、MECP1-p66和MECP2,沉默AOF2将导致DNMT1的失活并增强其去甲基化过程, 从而提高hHFCs重编程效率。近期Liao et al (2011)通过把miR-106a-363家族、miR-302-367家族和3个外源性因子(Oct4、Sox2、Klf4)一起转染小鼠胚胎成纤维细胞可以显著提高iPSCs的产生效率。其中miR-302-367家族通过靶向TGFβ-receptor 2来促进 E-cadherin的表达, 从而加速间充质向上皮转化(mesenchymal-to-epithelial transition, MET)。另外,miR-93及其家族成员也可以通过抑制TGFβ-receptor 2加速 MET过程, 进而提高诱导小鼠iPSCs形成的效率(Li et al, 2011)。上述研究结果均表明，ESCs特异性 miRNAs的表达能促进细胞重新编程。

有趣的是, 通过抑制组织特异性miRNAs表达也能促进iPSCs的形成。Rybak et al (2008)将let-7反义引物抑制剂和Sox2、Oct4、Klf4瞬时转染小鼠胚胎成纤维细胞后, 重编程效率提高了 4.3倍。另外, 近年来发现，p53信号途径对细胞重编程具有阻碍作用, 抑制或敲除p53可以促进细胞重编程效率(Banito et al, 2009; Kawamura et al, 2009)。Choi et al (2011)证实miR-34家族，尤其是其成员miR-34a以p53依赖性方式参与了对体细胞重编程的调控。不同于p53缺陷在提高重编程效率的同时导致生成的iPSCs丧失了多潜能性,miR-34a基因敲除不仅可以促进小鼠体细胞重编程为iPSCs, 且生成的iPSCs维持了自我更新或分化能力。进一步分析表明,miR-34a有可能是通过负调控Nanog、Sox2和Mycn基因而发挥重编程抑制效应的。此外, 研究人员还证实miR-34家族的另外两个成员miR-34b和miR-34c也对体细胞重编程有抑制效应。

最近研究证明, miRNAs具有直接诱导体细胞重编程的能力, 且其效率高于利用转录因子Sox2、Oct4、Klf4和Myc进行的体细胞重编程, 致瘤性低。Anokye-Danso et al (2011)利用慢病毒载体导入miR-302b/302c/302a/302d/367cluster和丙戊酸, 成功将小鼠胚胎成纤维细胞以及人成纤维细胞重编程为 iPSCs, 这是科学家首次未使用 4个转录因子制造出的 iPSCs。与之前诱导重编程方法相比, 这种新方法将重编程效率提高了100倍以上。有趣的是, 重编程鼠类细胞时丙戊酸是必须的, 但单独用miR-302/367就能有效地重编程人类细胞。组蛋白脱乙酰化酶(Hdac2)的作用可以部分解释产生这种差异的原因。有研究指出，Hdac2的功能是细胞重编程的一个重要障碍, 而丙戊酸可以破坏 Hdac2。小鼠成纤维细胞中Hdac2的表达水平明显高于人类的成纤维细胞, 说明丙戊酸通过抑制Hdac2的功能而促进小鼠iPSCs的形成。另外, Miyoshi et al (2011)对小鼠脂肪基质细胞(mASCs)中miRNAs表达图谱进行分析, 发现相对于mASCs, 小鼠ESCs和iPSCs中mir-200c、mir-302家族及mir-369家族呈高水平表达。将这3个家族miRNAs导入到mASCs中后,发现 mASCs可以重编程为 iPSCs。同时，这些miRNAs介导的iPSCs能够表达未分化ESCs的特征性基因。当研究人员将相同的miRNAs导入到人类脂肪基质细胞及皮肤纤维细胞中, 这些 miRNAs同样能够诱导人类体细胞重编程为iPSCs。此外, 直接转染成熟的双链miR-200c、miR-302家族及miR-369家族, 这在一定程度上减少了肿瘤发生的可能性和增强了安全性, 在临床治疗上会更加可靠。由此看来, 利用miRNA诱导iPSCs可能是一种理想的方法。

4 展 望

miRNAs的发现, 为我们研究生物体生长发育、分化调控以及iPSCs提供了强有力的工具和全新的研究思路。虽然对miRNAs的研究取得了较大进展(Wang et al, 2012), 但仍然面临着很多问题。首先,miRNAs的检测手段存在自身优点的同时也或多或少存在不足。高灵敏度、高通量、高特异性的检测技术将更好地推动miRNAs的发展。其次, 被证实的和明确功能的miRNAs的数量还很少, 其在各个生命活动中所扮演的角色尚未完全明了。寻找调控的 miRNAs基因以及 miRNAs的靶基因, 揭示miRNAs具体的作用机制尤为重要。再次, 考虑到临床应用的安全性和效率, 研究非介入型的miRNA载体和（或）直接的转染技术将成为研究者接下来要解决的重要任务之一。

随着研究的不断深入, 人们对miRNAs控制网络的认识必将越来越全面, 对其功能和作用机制的了解也将会更加透彻。我们可以相信, miRNAs必将为生命科学的研究和生物医学的发展等方面带来更为深远的影响。

Anokye-Danso F, Trivedi CM, Juhr D, Gupta M, Cui Z, Tian Y, Zhang YZ,Yang WL, Gruber PJ, Epstein JA, Morrisey EE. 2011. Highly efficient miRNA-mediated reprogramming of mouse and human somatic cells to pluripotency [J].Cell Stem Cell,8(4): 376-388.

Banito A, Rashid ST, Acosta JC, Li SD, Pereira CF, Geti I, Pinho S, Silva JC,Azuara V, Walsh M, Vallier L, Gil J. 2009. Senescence impairs successful reprogramming to pluripotent stem cells [J].Genes Dev,23(18): 2134-2139.

Barroso-delJesus A, Lucena-Aguilar G, Sanchez L, Ligero G,Gutierrez-Aranda I, Menendez P. 2011. The Nodal inhibitor Lefty is negatively modulated by the microRNA miR-302 in human embryonic stem cells [J].FASEB J,25(5): 1497-1508.

Barroso-delJesus A, Romero-López C, Lucena-Aguilar G, Melen GJ,Sanchez L, Ligero G, Berzal-Herranz A, Menendez P. 2008. Embryonic stem cell-specific miR302-367 cluster: human gene structure and functional characterization of its core promoter [J].Mol Cell Biol,28(21): 6609-6619.

Bartel DP. 2004. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function [J].Cell,116(2): 281-297.

Boissart C, Nissan X, Giraud-Triboult K, Peschanski M, Benchoua A. 2012.miR-125 potentiates early neural specification of human embryonic stem cells [J].Development,139(7): 1247-1257.

Card DAG, Hebbar PB, Li LP, Trotter KW, Komatsu Y, Mishina Y, Archer TK. 2008. Oct4/Sox2-regulated miR-302 targets cyclin D1 in human embryonic stem cells [J].Mol Cell Biol,28(20): 6426-6438.

Chapin SC, Doyle PS. 2011. Ultrasensitive multiplexed microRNA quantification on encoded gel microparticles using rolling circle amplification [J].Anal Chem,83(18): 7179-7185.

Choi YJ, Lin CP, Ho JJ, He XY, Okada N, Bu PC, Zhong YC, Kim SY,Bennett MJ, Chen C, Ozturk A, Hicks GG, Hannon GJ, He L. 2011.miR-34 miRNAs provide a barrier for somatic cell reprogramming [J].Nat Cell Biol,13(11): 1353-1260.

Ghildiyal M, Zamore PD. 2009. Small silencing RNAs: an expanding universe [J].Nat Rev Genet,10(2): 94-108.

Harcourt EM, Kool ET. 2012. Amplified microRNA detection by templated chemistry [J].Nucleic Acids Res,1-8, doi: 10.1093/nar/gkr1313.

Houbaviy HB, Murray MF, Sharp PA. 2003. Embryonic stem cell-specific MicroRNAs [J].Dev Cell,5(2): 351-358.

Huang L, Zhang R, Su B. 2008. A human-specific mutation leads to reduced interaction between miR-124a and one of its target genes, PLOD3 [J].Zool Res,29(4): 363-367.[黄琳, 张锐, 宿兵. 2008. PLOD3 基因 3′调控区的人类特异突变改变miR-124a对PLOD3的调控. 动物学研究,29(4): 363-367.]

Ivey KN, Muth A, Arnold J, King FW, Yeh RF, Fish JE, Hsiao EC, Schwartz RJ, Conklin BR, Bernstein HS, Srivastava D. 2008. MicroRNA regulation of cell lineages in mouse and human embryonic stem cells[J].Cell Stem Cell,2(3): 219-229.

Judson RL, Babiarz JE, Venere M, Blelloch R. 2009. Embryonic stem cell-specific microRNAs promote induced pluripotency [J].Nat Biotechnol,27(5): 459-461.

Kawamura T, Suzuki J, Wang YV, Menendez S, Morera LB, Raya A, Wahl GM, Izpisúa Belmonte JC. 2009. Linking the p53 tumour suppressor pathway to somatic cell reprogramming [J].Nature,460(7259):1140-1144.

Kim H, Lee G, Ganat Y, Papapetrou EP, Lipchina I, Socci ND, Sadelain M,Studer L. 2011. miR-371-3 expression predicts neural differentiation propensity in human pluripotent stem cells [J].Cell Stem Cell,8(6):695-706.

Kim VN. 2005. MicroRNA biogenesis: coordinated cropping and dicing [J].Nat Rev Mol Cell Biol,6(5): 376-385.

Li ZH, Yang CS, Nakashima K, Rana TM. 2011. Small RNA-mediated regulation of iPS cell generation [J].EMBO J,30(5): 823-834.

Liao BJ, Bao XC, Liu LQ, Feng SP, Zovoilis A, Liu WB, Xue YT, Cai J,Guo XP, Qin BM, Zhang RS, Wu JY, Lai LX, Teng MK, Niu LW,Zhang BL, Esteban MA, Pei DQ. 2011. MicroRNA cluster 302-367 enhances somatic cell reprogramming by accelerating a mesenchymalto-epithelial transition [J].J Biol Chem,286(19): 17359-17364.

Lichner Z, Páll E, Kerekes A, Pállinger É, Maraghechi P, Bosze Z, Gócza E.2011. The miR-290-295 cluster promotes pluripotency maintenance by regulating cell cycle phase distribution in mouse embryonic stem cells[J].Differentiation,81(1): 11-24.

Lin SL, Chang DC, Lin CH, Ying SY, Leu D, Wu DTS. 2011. Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression [J].Nucleic Acids Res,39(3): 1054-1065.

Marson A, Levine SS, Cole MF, Frampton GM, Brambrink T, Johnstone S,Guenther MG, Johnston WK, Wernig M, Newman J, Calabrese JM,Dennis LM, Volkert TL, Gupta S, Love J, Hannett N, Sharp PA, Bartel DP, Jaenisch R, Young RA. 2008. Connecting microRNA genes to the core transcriptional regulatory circuitry of embryonic stem cells [J].Cell,134(3): 521-533.

Melton C, Judson RL, Blelloch R. 2010. Opposing microRNA families regulate self-renewal in mouse embryonic stem cells [J].Nature,463(7281): 621-626.

Miyoshi N, Ishii H, Nagano H, Haraguchi N, Dewi DL, Kano Y, Nishikawa S, Tanemura M, Mimori K, Tanaka F, Saito T, Nishimura J, Takemasa I,Mizushima T, Ikeda M, Yamamoto H, Sekimoto M, Doki Y, Mori M.2011. Reprogramming of mouse and human cells to pluripotency using mature microRNAs [J].Cell Stem Cell,8(6): 633-638.

Qi JL, Yu JY, Shcherbata HR, Mathieu J, Wang AJ, Seal S, Zhou WY,Stadler BM, Bourgin D, Wang LL, Nelson A, Ware C, Raymond C,Lim LP, Magnus J, Ivanovska I, Diaz R, Ball A, Cleary MA,Ruohola-Baker H. 2009. MicroRNAs regulate human embryonic stem cell division [J].Cell Cycle,8(22): 3729-3741.

Rodriguez A, Griffiths-Jones S, Ashurst JL, Bradley A. 2004. Identification of mammalian microRNA host genes and transcription units [J].Genome Res,14(10A): 1902-1910.

Rosa A, Brivanlou AH. 2011. A regulatory circuitry comprised of miR-302 and the transcription factors OCT4 and NR2F2 regulates human embryonic stem cell differentiation [J].EMBO J,30(2): 237-248.

Rybak A, Fuchs H, Smirnova L, Brandt C, Pohl EE, Nitsch R, Wulczyn FG.2008. A feedback loop comprising lin-28 and let-7 controls pre-let-7 maturation during neural stem-cell commitment [J].Nat Cell Biol,10(8): 987-993.

Schulte JH, Marschall T, Martin M, Rosenstiel P, Mestdagh P, Schlierf S,Thor T, Vandesompele J, Eggert A, Schreiber S, Rahmann S, Schramm A. 2010. Deep sequencing reveals differential expression of microRNAs in favorable versus unfavorable neuroblastoma [J].Nucleic Acids Res,38(17): 5919-5928.

Sengupta S, Nie J, Wagner RJ, Yang CH, Stewart R, Thomson JA. 2009.MicroRNA 92b controls the G1/S checkpoint gene p57 in human embryonic stem cells [J].Stem Cells,27(7): 1524-1528.

Takahashi K, Yamanaka S. 2006. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors [J].Cell,126(4): 663-676.

Tiscornia G, Izpisúa Belmonte JC. 2010. MicroRNAs in embryonic stem cell function and fate [J].Genes Dev,24(24): 2732-2741.

Tolia NH, Joshua-Tor L. 2007. Slicer and the argonautes [J].Nat Chem Biol,3(1): 36-43.

Viswanathan SR, Daley GQ, Gregory RI. 2008. Selective blockade of microRNA processing by Lin28 [J].Science,320(5872): 97-100.

Wang K, Long B, Jiao JQ, Wang JX, Liu JP, Li Q, Li PF. 2012. miR-484 regulates mitochondrial network through targeting Fis1 [J].Nat Commun,3: 781.

Wang YM, Baskerville S, Shenoy A, Babiarz JE, Baehner L, Blelloch R.2008. Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation [J].Nat Genet,40(12):1478-1483.

Wellner U, Schubert J, Burk UC, Schmalhofer O, Zhu F, Sonntag A,Waldvogel B, Vannier C, Darling D, zur Hausen A, Brunton VG,Morton J, Sansom O, Schüler J, Stemmler MP, Herzberger C, Hopt U,Keck T, Brabletz S, Brabletz T. 2009. The EMT-activator ZEB1 promotes tumorigenicity by repressing stemness-inhibiting microRNAs[J].Nat Cell Biol,11(12): 1487-1495.

Xu N, Papagiannakopoulos T, Pan GJ, Thomson JA, Kosik KS. 2009.MicroRNA-145 regulates OCT4, SOX2, and KLF4 and represses pluripotency in human embryonic stem cells [J].Cell,137(4): 647-658.

Yu JY, Vodyanik MA, Smuga-Otto K, Antosiewicz-Bourget J, Frane JL,Tian SL, Nie J, Jonsdottir GA, Ruotti V, Stewart R, Slukvin II,Thomson JA. 2007. Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells [J].Science,318(5858): 1917-1920.

Zhang YQ, Wen JF. 2010. miRNA system in unicellular eukaryotes and its evolutionary implications [J].Zool Res,31(1): 39-42.[张燕琼, 文建凡.2010. 单细胞真核生物的 miRNA系统及其进化意义. 动物学研究,31(1): 39-42.]

Research on MicroRNAs in pluripotent stem cells

WANG Cai-Yun, YANG Shi-Hua*

(Faculty of Life Science and Technology,Kunming University of Science and Technology,Kunming650500,China)

MicroRNAs (miRNAs) are a newly identified class of small regulatory non-coding endogenous RNAs that take part in a series of important processes by regulating gene expression. Recent studies have provided evidence that miRNAs may be involved in nearly all biological and metabolic processes, especially influencing self-renewal and differentiation of embryonic stem cells (ESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs). In this review, we briefly summarize the biological characteristics of miRNAs, the detection technologies, and the role of miRNAs regulation in ESCs and iPSCs to frame a discussion on the future prospects of miRNA research.

miRNAs; miRNAs detection; ESCs; iPSCs

Q522; Q813

A

0254-5853-(2012)04-0416-05

10.3724/SP.J.1141.2012.04416

2012-03-19；接受日期：2012-06-21

国家自然科学基金项目(31071279); 云南省科技创新人才计划项目(2011CI009)∗

Corresponding author)，E-mail: yangsh@kmust.edu.cn

王彩云, 女, 硕士, E-mail：seeyun2010@163.com