醫學教育中基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性研究

孫華

摘要：現階段基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性研究已經引起了越來越多的醫學領域的專家和學者的關注和研究。一系列的研究都證實，miRNA與多種疾病相關，如癌癥、糖尿病、心臟病等，同時也為我們提供了一個發掘疾病相關靶點的有效手段。醫學教學不同于其他學科的教育，醫學教學的授課內容必須要有前瞻性，醫學教學中不單純僅僅只是注重教材或課本知識傳授，還要向學生傳授先進的技能和學術界一些最新的研究成果?；诖?，本文分析了miRNA的內涵，著重探討了醫學教育中基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性。

關鍵詞：醫學教育；蛋白質；miRNA；疾??；相關性

醫學教學是我國高等教育的重要組成部分，在為國家、社會培養高素質和高技能的醫務人員方面發揮了巨大的作用。當前社會中出現的各類疾病種類比較多，甚至還有增長的趨勢。對病人的治療只是一種迫不得已的手段，關鍵還是在于預防。小小的miRNA結合到目標信使RNA副本的互補序列導致基因沉默，并從而有效地發揮基因表達的負調控作用。miRNA的異常表達同時也涉及一系列的疾病過程，這開啟了一個嶄新的研究領域。醫學教學不單純僅僅只是注重教材或課本知識傳授，還要向學生傳授先進的技能和學術界一些最新的研究成果?，F階段基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性研究已經引起了越來越多的醫學領域的專家和學者的關注和研究。因此，醫學教育中教師應該重視向學生傳授最新的研究成果。

一、miRNA的內涵

miRNA最早是在1993年被發現的，目前我們已經能夠清楚的了解道，miRNA盡管并不編碼蛋白質，但是它對所有的哺乳動物都形成了非常大的影響，包括細胞生長與增值、發育、細胞凋亡、免疫功能及代謝等。這些小小的核糖核苷酸鏈（僅21到23個堿基）結合到目標信使RNA副本的互補序列上以暫停所轉錄的信息（即基因沉默），并從而有效地發揮基因表達的負調控作用。研究已經證明，miRNA的異常表達同時也涉及到一系列的疾病過程。

百度百科里面對MicroRNAs（miRNAs）的解釋是這樣的，它是在真核生物中發現的一類內源性的具有調控功能的非編碼RNA，其大小長約20-25個核苷酸。成熟的miRNAs是由較長的初級轉錄物經過一系列核酸酶的剪切加工而產生的，隨后組裝進RNA誘導的沉默復合體（RNA-induced silencing complex，RISC），通過堿基互補配對的方式識別靶mRNA，并根據互補程度的不同指導沉默復合體降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯。最近的研究表明miRNA參與各種各樣的調節途徑，包括發育、病毒防御、造血過程、器官形成、細胞增殖和凋亡、脂肪代謝等等。

microRNAs（miRNAs）是一種非常小的，類似于siRNA的分子，由高等真核生物基因組編碼，miRNA通過和靶基因mRNA堿基配對引導沉默復合體（RISC）降解mRNA或阻礙其翻譯。miRNAs在物種進化中相當保守，在植物、動物和真菌中發現的miRNAs只在特定的組織和發育階段表達，miRNA的組織特異性和時序性，決定組織和細胞的功能特異性，表明miRNA在細胞生長和發育過程中起多種調節作用。

二、基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性分析

醫學教學不同于其他學科的教育，醫學教學的授課內容必須要有前瞻性，不能夠是陳舊的過失的內容。這就要求醫學專業教師要研究本領域的最新研究成果，向學生傳授最先進的知識。miRNA由于在疾病發生中所具有的令人吃驚的重要作用而成為生物醫藥領域研究的焦點。一系列的研究都證實，miRNA與多種疾病相關，如癌癥、糖尿病、心臟病等，同時也為我們提供了一個發掘疾病相關靶點的有效手段。

1、基于蛋白質驅動的miRNA的作用機理

學術界中相關研究的實驗已經證明，絕大部分哺乳動物miRNA的基因都是通過RNA聚合酶II進行轉錄的，這些基因的長度可能達到數萬個堿基，被多次剪接。大約有三分之一的已知miRNAs嵌入在蛋白編碼基因的內含子中，與宿主基因共轉錄，從而協同調控miRNA和蛋白的表達。在某些情況下，內含子miRNAs與基因編碼蛋白一起參與調控生物過程。例如miR-33家族成員可與其嵌入的固醇調節元件結合蛋白（SREBP）基因協同作用減少膽固醇流出，促進膽固醇合成。

miRNA基因通常是在核內由RNA聚合酶II（pol II）轉錄的，最初產物為大的具有帽子結構（7MGpppG）和多聚腺苷酸尾巴（AAAAA）的pri-miRNA。pri-miRNA在核酸酶Drosha和其輔助因子Pasha的作用下被處理成70個核苷酸組成的pre-miRNA。RAN–GTP和exportin 5將pre-miRNA輸送到細胞質中。隨后，另一個核酸酶Dicer將其剪切產生約為22個核苷酸長度的miRNA：miRNA*雙鏈。這種雙鏈很快被引導進入沉默復合體（RISC）復合體中，其中一條成熟的單鏈miRNA保留在這一復合體中。成熟的miRNA結合到與其互補的mRNA的位點通過堿基配對調控基因表達

2、基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性

miRNA由于在疾病發生中所具有的令人吃驚的重要作用而成為生物醫藥領域研究的最新焦點。鑒于當前對miRNA大量研究成果，醫學專業教師在課堂教學中就應對向學生講授其余疾病的關系。

miRNAs具有高度的保守性、時序性和組織特異性。miRNAs的表達方式各不相同。線蟲和果蠅當中的部分miRNA在各個發育階段都有表達而且不分組織和細胞特性，而其他的miRNA則表現出更加嚴謹的時空表達模式（a more restricted spatial and temporal expression pattern）——只有在特定的時間、組織才會表達。細胞特異性或組織特異性是miRNA的表達的主要特點，又如擬南芥中的miR-171僅在其花序中高水平表達，在某些組織低水平表達，在莖、葉等組織中卻無任何表達的跡象；20-24h的果蠅胚胎提取物中可發現miR-12，卻找不到miR3-miR6，在成年果蠅中表達的miR-1和let-7也無法在果蠅胚胎中表達，這同時體現了miRNA的又一特點——基因表達時序性。MiRNA表達的時序性和組織特異性提示人們miRNA的分布可能決定組織和細胞的功能特異性，也可能參與了復雜的基因調控，對組織的發育起重要作用。

基于蛋白質驅動的miRNA對相關疾病中也會起到一定的調控作用。比如說在心血管疾病中，德克薩斯大學西南醫學中心的Joshua T.Mendell和 Eric N.Olson學者指出，miRNAs也被證實在心血管疾病中發揮壓力信號調控功能，例如miR-208a（圖3B）。多種形式的心臟壓力，包括心肌梗塞、高血壓和化療都可導致病理性心臟重塑，造成泵功能喪失，最終導致心力衰竭、心律失常和死亡。從成體α-MHC亞型轉變為表達胎兒β-MHC基因是心臟病的一個標志，其伴隨著心臟功能衰弱。α-MHC基因的一個內含子編碼的miR-208a，在心臟中同其宿主基因一起特異性表達。miR-208a基因敲除小鼠在慢性壓力條件下可避免發生病理性心臟重塑，表明miR-208a是導致大量心臟疾病的壓力應答的必要條件。

3.通過實驗來檢驗基于蛋白質驅動的miRNA與疾病的相關性

醫學教學的授課方式與傳統的授課方式不同，醫學不僅僅只是傳授知識，還需要教給學生們通過實驗來檢驗先前的假設。雖然說基于蛋白質驅動的miRNA與疾病的相關性的相關實驗，學術界已經有所研究，也發表了不少有影響力的著作。但是，我們應當明白學生對這些知識的學習不能夠僅僅只是聽授，關鍵還在于需要學生們親自來實踐。醫學的結論需要依靠數據和事實來說話。因此，醫學教育課堂授課過程中教師應當引導、幫助學生通過實驗來檢驗基于蛋白質驅動的miRNA與疾病的相關性。同時需要教導學生正確的實驗方式和態度，實驗不單純僅僅只是檢驗假設和醫學的相關知識，還要善于通過實驗發現更有價值的信息。醫學的發展就是在實驗中不斷發現新的信息的推動下逐步前進的，所以說醫學教師不應該沿用陳舊的教學模式，在教學中要重視實驗，實驗室醫學教學中的重要手段和方式。

三、結語

當前社會中出現的各類疾病種類比較多，甚至還有增長的趨勢。對病人的治療只是一種迫不得已的手段，關鍵還是在于預防?，F階段基于蛋白質驅動的miRNA與疾病相關性研究已經引起了越來越多的醫學領域的專家和學者的關注和研究。一系列的研究都證實，miRNA與多種疾病相關，如癌癥、糖尿病、心臟病等，同時也為我們提供了一個發掘疾病相關靶點的有效手段。醫學教學不同于其他學科的教育，醫學教學的授課內容必須要有前瞻性，醫學教學中不單純僅僅只是注重教材或課本知識傳授，還要向學生傳授先進的技能和學術界一些最新的研究成果。隨著對于miRNA作用機理的進一步的深入研究，以及利用最新的例如miRNA芯片等高通量的技術手段對于miRNA和疾病之間的關系進行研究，將會使人們對于高等真核生物基因表達調控的網絡理解提高到一個新的水平，這將可能會給人類疾病的治療提供一種新的手段。

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