基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA教学研究

长沙医学院 孙 华



基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA教学研究

长沙医学院 孙 华

摘要：任何疾病的发生都离不开蛋白质，都会形成与疾病相关的蛋白质互助网络。在人类胚胎发育和疾病发生的过程中，miRNA 扮演重要的调控角色。本文对miRNA内涵进行界定，分析miRNA的生理作用和基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA，探讨基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA的教学。

关键词：蛋白质互助网络 miRNA 疾病 教学

一、miRNA的内涵界定

miRNA最早在1993年被发现，miRNA尽管并不编码蛋白质，但是它对所有的哺乳动物都形成非常大的影响，包括细胞的生长、增值、发育、凋亡、免疫功能及代谢等。miRNA的异常表达涉及一系列的疾病过程。百度百科里对MicroRNAs（miRNAs）的解释是这样的：它是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约20～25个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的，随后组装进RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC），通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA，并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。

microRNAs（miRNAs）是一种非常小的，类似于siRNA的分子，由高等真核生物基因组编码。miRNA通过和靶基因mRNA碱基配对，引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或阻碍其翻译。miRNAs在物种进化中相当保守，在植物、动物和真菌中发现的miRNAs只在特定的组织和发育阶段表达。miRNA的组织特异性和时序性，决定组织和细胞的功能特异性，表明miRNA在细胞生长和发育过程中起多种调节作用。

二、基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA

实验证明，在人类胚胎发育和疾病发生的过程中miRNA 扮演重要的调控角色。研究证实，miRNA与多种疾病相关，如癌症、糖尿病、心脏病等，这为医学研究提供了发掘疾病相关靶点的有效手段。人类各种疾病的发生形成了一个互助的网络。

1.miRNA自身的生理作用。医学领域的专家和学者通过大量的实验研究miRNA，主要研究内容涉及miRNA的作用机理、生理作用以及与疾病的相关性等方面。笔者对miRNA自身的生理作用认知采用学术界现有的研究成果。

百度百科阐述miRNA在正常生理过程中的作用只有一小部分miRNAs生物学功能得到阐明。这些miRNAs调节细胞生长，组织分化，与发育、疾病有关。通过对基因组上miRNA的位点分析，其在发育和疾病中起非常重要的作用。研究表明，miRNAs在细胞生长和凋亡，血细胞分化，同源异形盒基因调节，神经元的极性，胰岛素分泌，大脑形态形成，心脏发生，胚胎后期发育等过程中发挥重要作用。例如，miR-273和lys-6编码的miRNA参与线虫的神经系统发育过程，miR-181控制哺乳动物血细胞分化为B细胞，miR-375调节哺乳动物胰岛细胞发育和胰岛素分泌。研究人员发现许多神经系统的miRNAs在大脑皮层培养中受到时序调节，其可能控制区域化的miRNA翻译。分析新的miRNA基因可能发现新的参与器官、胚胎发育和生长的调节因子，促进对人类疾病发病机制的理解。

2.基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA。任何胚胎和疾病的发生都离不开蛋白质。蛋白质是构成人体组织器官的支架和主要物质，在人体生命活动中起重要作用。蛋白质是生命的物质基础，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者，没有蛋白质就没有生命。

疾病的发生离不开蛋白质，它是基于蛋白质互助网络而不断发展的。在整个网络中有一种重要的物质已经引起医学专家的兴趣——miRNA。耶鲁大学发育生物学学家曾对癌症相关的miRNA进行仔细的研究，发现这些小分子与阿茨海默病和寿命长短之间具有相关性。当机体内的miRNA表达下调时，机体会更容易罹患癌症和其它一系列疾病。这一现象能够使我们通过监控miRNA表达，实现疾病的早期诊断。此外，来自病毒的miRNA有利于病原体在宿主体内定居，miRNA可以作为抗病毒药物的新靶点，有助于新型药物的开发。加州大学心血管疾病研究所目前正在研究心脏发育和相关基因传导的通路，研究者发现当信号通路被阻断时，会导致先天性或成人心脏病的发生。由此可见，蛋白质互助网络的疾病与miRNA有非常密切的关系。实验表明，在一些疾病中miRNA既可能成为相应疾病的诱因，也可能对相应的疾病起抑制作用。

三、基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA的教学

大学医学教育不是单纯的书本或教材知识的传授，也不是简单地让学生做实验。医学专业的学科特点决定其要有前瞻性，医学专业教师除向学生传授医学的相关知识，还要向学生传授医学领域最新的研究成果。医学相关专业的教师在向学生传授基于蛋白质驱动的miRNA与疾病相关知识时，需要引导、帮助学生做相关试验。医学教师引导学生做相关实验，通过实验验证学术界的研究，加深学生对miRNA与疾病相关性的认识和理解。同时，医学教师需要教导学生正确的实验方式和态度，使学生通过实验发现更有价值的信息。

四、结论

基于蛋白质互助网络的疾病相关的miRNA的关系，已经引起越来越多的医学领域的专家和学者的关注和研究。在医学教育中进行基于蛋白质互助网络的疾病相关miRNA的实验，有利于提高学生对相关疾病的认识，指导学生对相关疾病的预防、诊断、治疗以及对相应药物的寻找和筛选。

参考文献：

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［2］赵 然，周 鸣，王贺冉，熊 炜，李小玲，李桂源.MicroRNA参与肿瘤发生发展的调控机制［J］.中南大学学报（医学版），2013

［3］郭艳合，张义玲，刘 立，蔡 荣，钱 程.非编码RNA与人类重大疾病的发生及其在生物医学领域内的应用［J］.中国病理生理杂志，2009

文章编号：ISSN2095-6711/Z01-2016-04-0249