长非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNA)是一类长度大于200 nt的RNA,在表观遗传的调控中发挥重要作用。由于缺乏编码性开放阅读框(open reading frame,ORF)、序列保守性低及缺乏已知的蛋白质结构域,lncRNA被认为不能编码蛋白质。随着质谱、RNA测序和核糖体分析等先进技术的快速发展和应用,短开放阅读框(short open reading frames,sORFs)被证实具有编码蛋白质的潜力。LncRNA具有sORFs并且能够与核糖体结合。另外,lncRNA类似于mRNA也是由RNA聚合酶II转录而来,因此lncRNA极有可能进行翻译。目前,一些在线工具和实验技术联合运用,成功检测到lncRNA编码的小肽。由于当前实验技术仍存在不足,例如小分子量的肽很难被检测到、小肽的抗体合成困难等,只有较少一部分lncRNA编码小肽被鉴定出来。LncRNA编码的小肽在生物体内发挥重要作用,例如参与胚胎发育、肌细胞发生及肿瘤发生发展等过程。其中,在肿瘤中异常表达的lncRNA编码小肽,有望成为肿瘤治疗的小分子药物、药物靶标和生物标志物,表现出诱人的应用前景。本文对常用的预测和验证lncRNA编码小肽的在线工具和实验技术进行了简单介绍,总结了lncRNA编码小肽的功能并探讨了其在肿瘤中的应用前景,同时也分析了目前研究lncRNA编码小肽所面临的挑战,为更好地理解和研究lncRNA编码小肽提供参考。

微RNA(microRNA,miRNA)为广泛存在于真核生物中的约16~29个核苷酸长度的内源非编码单链RNA分子,在植物中参与细胞增殖、分化、代谢、器官形成以及抵御盐、温度、干旱、重金属胁迫等方面的调节。植物miRNA主要通过对靶基因降解或抑制靶基因的表达,影响植物的生长发育。目前对miRNA的产生与调控方式的研究较为清晰,且miRNA在植物次生代谢和响应非生物胁迫方面的具体作用和调控网络也得到了鉴定,这为充分理解miRNA的分子调控作用奠定了基础。为了更好地理解miRNA的表达调控特性,解读miRNA在植物次生代谢与非生物胁迫反应中的调控网络,本文综述了植物miRNA参与的次生代谢产物生物合成(黄酮类、萜类、生物碱)和响应环境压力(盐、高温、低温、干旱、重金属胁迫)的分子调控机制,总结了miRNA在次生代谢与非生物胁迫中基因表达的调控作用,这为理解环境压力与植物机体代谢之间的联系,深入研究miRNA维持植物机体稳态的调控机制、培育优良作物品种提供了可借鉴的参考。

G-四链体(G-quadruplex,G4)是由富含鸟嘌呤碱基的DNA或RNA序列组成的非典型核酸二级结构。在过去几十年中,人们着重研究了基因启动子区、UTR、端粒等常见基因功能区中的富G序列,探讨其结构与功能之间的关系。近些年,随着对非编码RNA在人类基因表达调控和疾病关系中的深入研究,非编码基因,尤其是miRNA中的富G序列也在受到更多的关注。富G序列参与miRNA的整个生理过程,从miRNA初级转录本(primary miRNA,pri-miRNA)、miRNA前体(precursor miRNA,pre-miRNA)到成熟体miRNA:G-四链体与RNA茎环结构之间所形成的动态平衡,将会影响pri-miRNA与pre-miRNA的成熟加工过程,引起成熟体miRNA含量改变,从而进一步或直接通过miRNA中结构转变影响miRNA与下游靶基因mRNA的互补配对,调控miRNA功能的发挥。本综述重点回顾了G4结构与发夹结构之间存在的动态变化,分别阐述了富G序列在pri-miRNA、pre-miRNA、成熟体miRNA及mRNA 3' UTR区中的潜在功能,探讨了G-四链体在miRNA的成熟加工过程与功能中发挥的重要作用,总结出离子条件(K⁺、Mg²⁺、K⁺+Mg²⁺、Li⁺+Mg²⁺等)、G-四链体配体分子(去稳定剂TMPyP4等)等外界调控因子的改变会调控G-四链体与茎环结构之间的平衡,从而调控miRNA相应功能,为研究G-四链体功能与调控提供思路与方向。

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类结构上形成闭合环状的非编码 RNA,在真核转录本中含量很高,具有丰富、稳定、高度保守和组织特异性等特点。近年来逐步揭示,circRNA能够与某些miRNA或蛋白质结合,参与生物发生和分子功能的调控机制,包括miRNAs分子海绵、蛋白质翻译、基因转录和RNA剪接调控。随着高通量测序和生物信息学应用,circRNA以其特殊的性质逐渐成为非编码RNA领域的新型研究热点。最新研究证据表明,circRNA在肿瘤的发生发展中发挥关键作用,并与细胞增殖、凋亡、血管生成和转移等方面有着密不可分的联系,表明靶向circRNA将是一种有吸引力的治疗策略和潜在的生物标志物。本文简述了circRNA的特性和发生机制,综述了circRNA在人类肿瘤中的作用机制及调控机制,并深入探讨了circRNA在肿瘤研究中的策略和发展前景,使其在肿瘤的早期诊断、精准治疗和预后预测方面发挥重要的作用。

长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类长度超过200 nt核苷酸转录本。研究表明,lncRNA可以调控细胞分化、免疫反应和细胞凋亡等生理过程,在多种代谢性疾病和癌症的发生与发展中发挥重要作用。在上述生理或病理过程中,lncRNA通常作为基因表达调控因子,引起下游靶基因异常表达,但lncRNA在这些疾病中本身的差异性表达是如何被调控的,尚不清楚。LncRNA的表达同基因组其他基因一样,在DNA水平、转录水平和转录后水平均受到调控。DNA水平的调控是基因表达调控最主要的环节。研究表明,8号染色体片段丢失和DNA拷贝数变异是肿瘤常见的基因事件。这些缺失或拷贝数异常增加的DNA片段中,存在lncRNA的基因;除了DNA片段丢失和拷贝数变异,还包括启动子区域甲基化、组蛋白修饰以及DNA空间构象改变等。在转录水平上,转录因子结合并激活启动子是最常见的机制。转录后水平上的调控主要指对lncRNA稳定性的调节。有研究发现,微RNA(micro RNA,miRNA)可以结合lncRNA的3′ UTR端非翻译区(untranslated region, UTR),降低lncRNA稳定性;另外,lncRNA的m⁶A甲基化修饰同样会影响lncRNA稳定和功能。本文将围绕DNA水平、转录水平和转录后水平3个方面的调控机制进行阐述,以期为后续lncRNA的调控机制研究提供一定的参考。

环状RNA(circRNA)是一类闭合环状结构的新型非编码RNA,广泛分布于各种组织中。与传统的线性RNA相比,circRNA不具有5′-和3′-末端,不会轻易被核酸外切酶降解,能够稳定存在于多种体液且进化保守,目前已成为临床非编码RNA的重点研究对象。恶性肿瘤具有发现晚、进展快、易复发等特点,目前尚缺乏有效的治疗方式,其发病率和死亡率一直居高不下。如何对其进行早期诊断、治疗干预以及预后评估,是当代医学研究的重点和热点之一。CDR1as是研究最为广泛的circRNA。它能够通过海绵微RNA(miRNA)或直接结合RNA结合蛋白(RBP),调控其下游基因的表达,激活相关信号通路,从而促进或抑制肿瘤的进展,甚至影响肿瘤的化疗敏感性。CDR1as主要存在于细胞质中,通常在疾病发生的早期即可释放入血。因此,CDR1as可能成为恶性肿瘤早期诊断的生物标志物或者治疗干预的理想靶标。本文以circRNA的特征及生物学功能为基础,对CDR1as在恶性肿瘤发生发展中的表达水平、作用机制及其相关信号通路等作一综述。同时,对CDR1as目前的研究概况进行了分析,对其未来应用于临床可能面临的问题进行初步了归纳,并对CDR1as未来的研究方向提出设想和建议。

外泌体是细胞分泌的纳米级囊泡,富含多种生物活性物质,是细胞间通讯的重要媒介。长非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs)可从多个方面影响肿瘤的发生发展,并能特异地分选入外泌体中。肿瘤微环境(tumor microenvironment, TME)是由肿瘤细胞及非肿瘤细胞(例如内皮细胞、免疫细胞、成纤维细胞等)及细胞外基质等共同构成的内环境,对肿瘤的发生发展发挥关键作用。肿瘤细胞释放大量外泌体到TME中。本文从肿瘤外泌体lncRNA调控受体细胞的角度,总结了肿瘤外泌体lncRNA在TME中的作用,例如促进肿瘤转移、耐药、细胞代谢重编程、肿瘤干性增加、上皮-间质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)、血管及淋巴管生成和诱导免疫抑制。深入了解肿瘤外泌体lncRNA在肿瘤微环境中的作用,有助于为肿瘤提供新的诊断标志物及临床治疗靶点。

细菌非编码RNA(ncRNAs)是细菌生长和感染过程中至关重要的转录调控因子，对致病菌快速响应环境变化，调整自身基因表达抵御环境胁迫尤为重要。本研究通过对新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218的高通量转录物组测序，发现新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218(NMEC)表达丰富的ncRNAs。经生物信息学分析，在新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218中，共发现45个潜在的ncRNAs。通过与非致病性大肠杆菌K-12基因组比对，发现新生儿脑膜炎大肠杆菌K1-RS218基因组有300个大于100 bp的特异性序列。结合分析获得的非编码RNA，发现共有9个ncRNAs是新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218特异的。随机选择Nsr21，用小鼠尾静脉注射模型验证其作用，发现与野生型RS218对照组相比，注射Δnsr21的小鼠血液中的含菌量显著增加（P<0.01）。说明缺失Nsr21后，更有利于新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218在小鼠血液内生存和繁殖。通过qRT-PCR检测Nsr21表达发现，与体外培养环境相比，小鼠血液环境中Nsr21的表达显著下调（P<0.001）。说明新生儿脑膜炎大肠杆菌K1-RS218，是通过下调Nsr21的表达使其更有利于在血液中生存和繁殖。本研究提示，新生儿脑膜炎大肠杆菌K1 RS218基因组中包含大量的ncRNA，这些ncRNA可能与调控NMEC致病性相关。NMEC在感染血液过程中，通过下调Nsr21的表达使NMEC在血液中的繁殖能力增加。

长非编码RNA（long non-coding RNAs, lncRNAs）是一类转录本长度大于200个核苷酸，不具有蛋白质编码功能的非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）。人类基因组中，ncRNA基因占比超过90%，数量远大于蛋白质编码基因。作为生物大分子，lncRNA具有特定的初级和高级结构，在基因表达调控等生物学进程中发挥着特有的功能。lncRNA数量多，结构各异，因此鉴定和表征新的lncRNA，探索其结构和功能，是当前基因研究领域的热点之一。在临床疾病机制研究中，大量结果表明，lncRNA与临床疾病发生发展，特别是肿瘤的发生发展具有密切的相关性。伴随着后基因组学时代基因鉴定和功能探索方法的不断进步，探索lncRNA在疾病发生中的功能及表达变化，深入解锁lncRNA在疾病发生中涉及的分子机制，将为疾病早期预防、诊断和预后提供有效参考。基于以上的研究大背景，本文对lncRNA的定义、基因鉴定的策略和方法，高级结构检测及其对应的生物学功能，以及lncRNA的分类进行了阐述；另一方面，基于lncRNA与肿瘤发生发展的密切关系，本文以经典抑癌基因p53为切入点，对多种p53相关的lncRNA在结直肠癌（colorectal cancer, CRC）发生发展中的作用进行了归纳小结，阐述了lncRNA在结直肠癌中的表达变化、涉及的分子互作机制和信号通路，对其作为分子标志物在临床中的应用潜力进行了评估。我们乐观地认为，作为生物分子标志物，lncRNA将为包括癌症在内的疾病治疗提供全新、精准和个性化的分子靶点。

黑色素瘤是一种预后较差的侵袭性癌症。了解黑色素瘤的分子机制和诊断标志物对黑色素瘤的防治极为重要。LncRNAs在肿瘤的发生发展中发挥重要作用。与正常黑色素细胞相比，LncRNA-177922在B16-F10黑色素瘤中高表达。丝裂源活化蛋白激酶15 (mitogen-activated protein kinase 15, MAPK15) 的缺失影响肿瘤的发生和进展。本研究中，LncRNA-177922在B16-F10细胞中过表达，结果显示，黑色素生成、增殖、迁移相关基因的mRNA和蛋白质水平显著上调(P< 0. 05)，自噬相关基因的mRNA水平和蛋白质丰度下调(P< 0. 05)，PI3K/AKT/mTOR通路被激活。同时，进一步验证了细胞迁移、增殖和自噬的表型。结果提示，LncRNA-177922靶向MAPK15通过交叉点细胞外调节蛋白激酶 (extracellular regulated protein kinases, ERK)参与调控黑色素生成、增殖、迁移、自噬等B16-F10细胞的生物学特性，可能是一个新的治疗靶点和诊断标志物。

外泌体是由细胞向胞外间隙和体液中分泌的具有双层脂质膜的小囊泡,外泌体携带遗传物质、蛋白质、脂质等多种生物大分子,从而促进细胞之间的交流。环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类新兴的基因表达调控子,可作为微小RNA(microRNA,miRNA)“海绵”调控基因表达,广泛存在于多种生物细胞中,在转录前及转录后通过不同的调节网络影响细胞的生命进程。外泌体环状RNA在生理与病理的生物学过程中扮演的重要角色也日益受到关注。利用外泌体的靶向运输特性,外泌体环状RNA能够通过外泌体运送到全身组织器官中,对于疾病的诊断和治疗具有潜在的应用价值。衰老是由多因素引起的不可逆的生物学过程,它表现为随年龄的增长,细胞、组织、器官出现退化和病变,最终引起疾病和寿命终结。近来的研究显示,外泌体环状RNA类似于衰老细胞的“衰老相关分泌表型”(senescence-associated secretory phenotype, SASP) ,从而在衰老进程及衰老相关疾病的发生中发挥重要作用。本综述将详细介绍外泌体环状RNA的发生,并总结外泌体环状RNA与衰老及衰老相关疾病的最新研究进展,希望为外泌体环状RNA的进一步研究和临床应用提供参考。

内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)是为恢复稳态和减轻蛋白质负荷的一种细胞防御性反应。过度激活的ERS可诱导细胞分化、增殖、凋亡和自噬等。微RNAs(microRNAs, miRNAs)作为一种内源性的非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA),可通过转录后作用调控内质网应激信号通路中的关键蛋白质和基因表达。反之,激活的内质网应激信号通路可通过降低miRNAs稳定性间接调节靶基因的表达及功能。本文在简要介绍了ERS经典信号通路基础上,进一步阐述了微RNAs在促细胞凋亡、增殖等方面如何调控ERS信号通路,以及基于此种关联其在疾病的表达谱中会产生怎样的影响。同时,概括了ERS对 miRNAs表达的调节,并提出该过程目前的研究现况。二者的这种相互调控作用,可为后续研究疾病的治疗靶点提供新思路。

随着测序技术的发展和对tRNA衍生小分子(tRNA-derived small RNA,tsRNAs)的深入研究,越来越多的tsRNAs及其功能在各物种中被鉴定。tsRNAs根据切割位点的不同可分为tRNA衍生片段(tRNA-derived fragment,tRF)和tRNA应激诱导RNA(tRNA-derived stress-induced RNA,tiRNA),其中tRF是一类具有调节功能的非编码RNA。为了加深对tRF的研究,近年来一些基于测序数据的tRF鉴定方法和相关数据库不断涌现,前者主要包括Telonis等人的算法和tDRmapper方法,后者主要有tRFdb、tRF2Cancer和MINTbase等。同时这两者为tRF的深入研究提供了更有效的工具。大量的研究表明,tRF主要以类似miRNA的方式对RNA、DNA及蛋白质进行调节,但也存在特异的作用方式。随着对这三者的深入研究,研究人员发现tRF在人类疾病的各种生物过程中也扮演着重要的角色,例如可以作为生物标志物。因此本文主要对tRF的鉴定方法、数据库、对靶分子的调节机制及其与人类疾病的关系作一综述。

药物耐药导致胃癌（gastric cancer, GC）细胞对化疗的敏感性降低，而热疗（hyperthermia, HT）可以增加化疗的敏感性并引起细胞内基因发生特异性表达。然而，热疗增强细胞SGC-7901/DDP对顺铂（cisplatin，diaminedichloroplatinum, DDP）敏感性的分子机制研究尚缺乏报道。在本研究中，利用MTT实验和流式细胞术分析了对照组、DDP组、HT组和DDP联合HT组细胞SGC-7901/DDP的增殖与凋亡情况。采用高通量微阵列分析和实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析热疗增敏的分子机制。结果显示，与DDP组相比，HT组与DDP联合HT组的细胞增殖被显著抑制（P<0.001），而与DDP联合HT组细胞相比，HT组细胞增殖受抑制更为显著（P<0.05）；与DDP组相比，HT组、DDP联合HT组细胞发生早期凋亡的比例显著增加（P<0.001），且DDP联合HT组明显高于HT组（P<0.05），表明HT增强了顺铂对细胞SGC-7901/DDP的敏感性。相比对照组，在DDP联合HT干预后，LINC00161和TCONS_00018082上调（P<0.01），LINC00473和TCONS_00015171下调（P<0.01）；另外，DDP联合HT组比对照组中的差异表达mRNA显著富集在凋亡信号通路、TGF-β信号通路和Notch信号通路（P<0.05）。本研究提示，热疗可能通过调控上述lncRNA和相关通路增强细胞SGC-7901/DDP对顺铂的敏感性。

哺乳动物胚胎发育受遗传和表观遗传的共同调控。精子作为重要的雄性生殖细胞,通过受精过程,将这些信息传递给卵子,进而影响子代的发育。精子中携带有丰富的表观遗传信息,其中小非编码RNAs(small noncoding RNAs, sncRNAs)在精子发育不同阶段发挥重要的作用,包括调控基因表达、介导蛋白质翻译,以及参与精子的表观遗传信息传递等。环境暴露包括饮食变化、毒性物质暴露和心理压力等。现有的研究表明,环境因素不仅影响机体健康,还可能导致生殖系统配子(精子与/或卵子)表观遗传信息的改变。越来越多的证据表明,亲本在环境暴露后发生的获得性性状变化,可通过配子的表观遗传信息传递给后代,即产生跨代遗传。本综述主要讨论因环境因素引起的获得性性状,可通过精子sncRNAs变化,产生跨代遗传,并影响胚胎发育及子代健康。本综述的讨论主要集中在tRNA来源的小RNAs(transfer RNA-derived small RNAs,tsRNAs)、微RNA(microRNAs, miRNAs)和PIWI相互作用RNAs(PIWI-interacting RNAs,piRNAs),并涉及到最近在精子中发现有大量表达的rRNA来源的小RNAs(risbosome-RNA derived small RNAs,rsRNAs)。此外,本文还进一步探讨了环境因素影响精子sncRNAs表达变化的可能机制。通过对上述内容的综述,将更好地理解精子sncRNAs在跨代遗传中的作用,促进表观遗传学领域的新研究,加深对基本生命过程的理解。

长非编码RNA SLC25A25-AS1在结直肠癌的发展中具有肿瘤抑制作用，然而，其在宫颈癌中作用机制有待深入研究。本文研究了宫颈癌和宫颈上皮内瘤变（cervical intraepithelial neoplasia,CIN）病人血清中SLC25A25-AS1的异常表达，并探讨了SLC25A25-AS1在宫颈癌发展中可能的作用机制。采用RT-qPCR检测正常对照组，宫颈癌病人和CIN病人血清中SLC25A25-AS1的表达水平。在体外和体内研究中分析了SLC25A25-AS1在宫颈癌系HeLa细胞中的重要作用。与健康对照组相比，宫颈癌病人血清中的SLC25A25-AS1含量降低。在体外，SLC25A25-AS1的过表达抑制HeLa细胞的增殖、迁移和侵袭。体内裸鼠成瘤实验表明，注射过SLC25A25-AS1过表达的HeLa细胞的裸鼠皮下肿瘤的重量和体积明显小于注射对照细胞的裸鼠（P<0.05）。SLC25A25-AS1在宫颈癌的发生发展中可能发挥重要作用，有望成为宫颈癌的新治疗靶点。

本研究通过高通量测序技术,分析正常培养和氧糖剥夺再复氧(oxygen and glucose deprivation/reoxygenation,OGD/R)培养星形胶质细胞来源外泌体的差异微小RNA(microRNA,miRNA)。采用超速离心法提取正常组和OGD/R组星形胶质细胞培养基上清的外泌体,透射电镜观察到提取的外泌体呈典型囊泡状,包膜完整,含有低电子密度的物质;纳米颗粒追踪技术(NTA)检测到星形胶质细胞外泌体大小为100.5±31.1 nm,占比为 96.8%;免疫印迹检测显示,提取物中有外泌体标志性蛋白肿瘤易感蛋白(tumour-susceptibility protein, TSG101)、热休克蛋白60 (heat shock proteins 60, Hsp60)、ALG-2相互作用蛋白X(ALG-2-interacting protein X, ALIX)的表达。与正常组相比,OGD/R组共有41个miRNA发生显著改变,其中20个miRNA显著升高,21个miRNA显著降低(P<0.05)。基因本体功能(GO)分析显示,差异靶基因主要参与蛋白质糖基化、脂质代谢过程、磷酸化作用、高尔基体、内质网、内吞体、细胞质囊泡和细胞突起等生物学过程;京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析发现,差异靶基因主要与丁酸代谢、β-丙氨酸代谢、脂肪酸降解、线粒体自噬和P53信号通路等代谢途径和信号通路有关。通过对正常组和OGD/R组的星形胶质细胞来源的外泌体miRNA测序并进一步施行靶基因功能富集分析,为后续研究星形胶质细胞外泌体对氧糖剥夺再灌注神经元发挥的保护作用的具体机制提供了一定的研究基础。

长非编码RNAs((long non-coding RNAs,lncRNAs)在多种肿瘤中异常表达并参与肿瘤的发生发展。然而,众多lncRNAs在肿瘤的表达及功能尚未完全阐明。本文通过分析TCGT数据库113例正常乳腺组织和1 109例乳腺癌组织发现,LncRNA AL133467.1在乳腺癌组织中低表达,并与乳腺癌患者的预后不良呈负相关;实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果也发现,AL133467.1在乳腺癌细胞中表达明显低于正常乳腺上皮细胞。在相对低表达的乳腺癌细胞SKBR3和BT474中过表达AL133467.1,细胞计数和平板克隆结果发现,过表达AL133467.1能明显抑制乳腺癌细胞的增殖和克隆形成能力(P<0.01);细胞划痕和Transwell实验显示,与对照组相比,过表达AL133467.1的乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力明显降低(P<0.01)。miRDB数据库显示,AL133467.1与miR-661存在结合位点,miR-661可以靶向结合ErbB2受体酪氨酸激酶2传感器2(transducer of ERBB2, 2,TOB2);qRT-PCR结果显示,miR-661在乳腺癌细胞中高表达,并且与乳腺癌患者的预后不良呈正相关(P<0.001);荧光素酶报告基因结果显示,AL133467.1与miR-661存在特异性结合(P<0.01),过表达 AL133467.1能抑制乳腺癌细胞中miR-661的表达(P<0.0001);同时,转染miR-661 mimics能消除过表达 AL133467.1对乳腺癌细胞的抑制侵袭作用(P<0.001);此外,qRT-PCR和Western印迹结果显示,过表达 AL133467.1能上调TOB2的mRNA(P<0.0001)和蛋白质水平,同时转染miR-661 mimics乳腺癌细胞中TOB2的mRNA(P<0.0001)和蛋白质水平明显被抑制。综上所述,AL133467.1作为miR-661的竞争性RNA上调TOB2的表达,从而抑制乳腺癌细胞增殖和侵袭。

糖尿病是由多种因素引起的代谢综合征,常造成多系统损害,导致眼、肾、血管、心、神经等组织器官慢性进行性病变。目前,其病因及发病机制未完全阐明,且缺乏有效治愈手段。进一步探索驱动糖尿病及其并发症的分子调控机制,鉴定出特异性的生物标志物和分子治疗靶标,无疑是阻止糖尿病发生发展,改善患者生存质量的有效策略。长非编码RNA (long non-coding RNA,lncRNA)是机体正常生命活动以及疾病发生发展中重要的调控因子,其异常表达和突变是引起糖尿病等许多疾病的主要原因之一。核旁丛组装转录本1(nuclear paraspeckle assembly transcript 1,NEAT1)是近年新发现的lncRNA分子,因其在糖尿病及其并发症中具有重要的调控作用,以及多样的生物学效应而倍受关注。本文对lncRNA NEAT1在糖尿病及其并发症中的分子调控机制及其相关生物学功能进行详细总结,以期为糖尿病早期预防、诊断以及分子靶向治疗提供新的科学参考。

角膜上皮损伤修复对于维持角膜的完整性和透明度至关重要,其分子调控机制尚未明了。本室前期研究发现,miR-203在小鼠角膜上皮损伤修复中显著下调,提示miR-203在该进程中发挥重要作用。本研究首先通过小鼠在体实验,证实miR-203在角膜上皮损伤修复中的急剧下调。体外实验将miR-203转染入人角膜上皮细胞(human corneal epithelial cells,HCECs),使miR-203过表达。应用MTS法、EdU检测、流式细胞术、划痕实验和小孔迁移实验检测转染后细胞增殖、细胞周期及细胞迁移的变化情况。结果发现,过表达miR-203能抑制HCECs增殖(P＜0.01),其细胞周期各时相比例中G₁期上调了10.63%,并能诱导人角膜上皮细胞发生凋亡(P＜0.001),划痕实验及小孔迁移检测均证实,过表达miR-203能抑制HCECs迁移。通过生物信息学预测及Western印迹验证SRC原癌基因(SRC proto-oncogene)是miR-203作用的靶基因。进一步在HCECs中敲减SRC,发现人角膜上皮细胞增殖速率放缓(P＜0.001)。与阴性对照组相比,SRC敲减组细胞G₁期上调了17.19%,且凋亡率增加(P＜0.01)。划痕实验及小孔迁移实验也证实,降低SRC表达能抑制HCECs迁移。该研究表明,miR-203可能通过下调靶基因SRC的表达,进而影响HCECs的增殖及迁移。本研究将为miR-203在角膜损伤修复过程中的作用机制提供理论依据,并为临床治疗角膜损伤提供新靶点。

环状RNA(circular RNAs, circRNAs)是一类新型的长非编码RNA,已有研究表明circRNAs可调控肿瘤的发生发展。本研究首先通过高通量测序技术检测5对结直肠癌组织及其配对的癌旁正常组织中的circRNAs差异表达谱,鉴定出477种差异表达的circRNAs,其中252种表达上调,225种表达下调,选取表达上调最为显著的circRNA——circPVT1(circRNA plasmacytoma variant translocation 1, circPVT1),利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测150对结直肠癌组织及癌旁正常组织样本中circPVT1的表达水平,获得与高通量测序一致性结果,进一步证实circPVT1在结直肠癌中高表达。同时,在多种结直肠癌细胞系中证实circPVT1的表达较正常结直肠黏膜细胞高,差异均具有统计学意义(P<0.05)。在功能上,通过在结直肠癌细胞中沉默或过表达circPVT1,分析其对细胞增殖、凋亡及细胞周期的影响,借以阐明circPVT1在结直肠癌中的生物学功能。结果表明,circPVT1在体外可显著抑制结直肠癌细胞的凋亡、加快细胞周期进程以促进结直肠癌细胞增殖。综上所述,circPVT1在结直肠癌的生长过程中发挥促癌作用,有望作为治疗结直肠癌的潜在靶点。

小非编码RNA（small non-coding RNA，sncRNA）包括microRNA（miRNA）和PIWI蛋白互作RNA（PIWI-interacting RNA，piRNAs），其异常表达参与支气管哮喘（简称哮喘）气道上皮炎症过程。目前的研究多基于哮喘相关sncRNA的异常表达功能研究，少有对sncRNA表达变化原因的探究。我们前期的研究发现，蛋白质精氨酸甲基转移酶1（protein arginine methyltransferase 1，PRMT1）作为哮喘标志性分子，参与上皮细胞炎症的发生和气道下重塑。本文利用过表达人肺上皮细胞BEAS-2B中哮喘标志性基因PRMT1，进行sncRNA深度测序并与哮喘数据库联合分析，将差异表达的sncRNA与5个Gene Expression Omnibus（GEO）测序数据集进行比较，发现23种PRMT1调控的哮喘相关的sncRNA。利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR，qRT-PCR）验证，筛选出12种miRNA和2种piRNA。将这些sncRNA靶基因与哮喘病人生成的上皮细胞样本mRNA测序结果（GSE18965和GSE43696）进行交叉比对，初步确定哮喘相关基因，并进行Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes（KEGG）预测。分析表明，哮喘相关sncRNA主要靶标是Ras/Rap1-MAPK信号通路，包含53种靶基因。本研究通过小RNA测序（small RNA Seq）技术探寻PRMT1调控的下游sncRNA，比对现有的数据库，识别出PRMT1调节的sncRNA及其目标信号通路Ras/Rap1-MAPK，为哮喘的发病机制研究提供了新的sncRNA分子和信号通路靶点。

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一种具有新型环状结构的RNA分子,广泛存在于多种生物体中,具有结构稳定、进化保守、高度丰富和组织特异性等特征。同时,它可通过充当微小RNA(microRNA,miRNA)分子海绵、调控基因转录、结合蛋白质和参与蛋白质翻译等方式发挥生物学功能。且随着高通量测序技术和生物信息学的迅速发展,越来越多的circRNA被发现与肿瘤的发生有关。N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m6A)修饰是真核生物最常见的一种RNA修饰,它是由m6A甲基转移酶、去甲基化酶和m6A识别蛋白质共同参与的动态可逆的调节过程,广泛参与RNA的核输出、剪接、稳定性、翻译和降解等过程的调控。m6A修饰在多种人类疾病中发挥关键作用,例如癌症和心血管疾病等。近年来,在一些circRNA中也发现了m6A修饰,并报道了其在宫颈癌、结直肠癌、肝细胞癌、非小细胞肺癌和胃低分化腺癌等多种恶性肿瘤发生发展中的作用。本文总结了RNA m6A修饰机制、m6A修饰对circRNA的调控作用,以及circRNA的m6A修饰在肿瘤中的作用,也讨论了m6A修饰的circRNA的潜在临床应用价值,以期为肿瘤的早期诊断、临床治疗和预后判断提供新的思路与途径。

外泌体及携带的miRNA在组织器官纤维化中发挥重要作用,但相关于其在放射性心肌纤维化(RICF)的研究十分有限,本研究拟运用生物信息学分析辐射诱导的外泌体miRNA通过辐射旁效应促进RICF发生的可能分子机制。心肌成纤维细胞(CFs)是RICF的主要效应细胞,用2 Gy X射线辐照CFs后超速离心提取辐射诱导的外泌体(X-exo)和未受照射的CFs外泌体(Exo),并进行外泌体电镜观察、NTA浓度检测和CD9、CD63、CD81等外泌体表面标志蛋白质的纳米流式鉴定;随后通过RNA-seq技术检测外泌体miRNA表达谱,筛选差异表达的miRNA,预测其潜在靶基因并进行富集分析。结果显示:与未受照射的CFs外泌体相比,X射线诱导的外泌体中表达上调的miRNAs共9个(|log₂ Fold Change|>1,P<0.05),其中|log₂ Fold Change|>2的有8个,表达下调的miRNAs共19个(|log₂ Fold Change|>1,P<0.05),其中|log₂ Fold Change|>2的有12个。使用targetScan、miRWalk、miRNADB预测差异miRNA的靶基因,并进行GO及KEGG富集分析。GO富集结果显示,差异表达的miRNA调控的靶基因主要参与蛋白质磷酸化、细胞信号转导等生物学过程,富集于细胞质和细胞膜等细胞组分,发挥蛋白激酶绑定和蛋白质结合等分子功能。KEGG富集结果显示,差异表达miRNAs的靶基因主要富集于PI3K-Akt、MAPK、mTOR、ECM-receptor interaction、cAMP、Wnt、TGF-β、Notch等相关通路。对本研究富集到的信号通路进行文献梳理,表明差异表达的外泌体miRNA可能通过调节靶基因及相关信号通路促进RICF的发生发展。因MAPK、PI3k-Akt、mTOR等信号通路的活化调节主要依靠关键分子的磷酸化,并非主要依靠转录水平的调控,所以未来在探讨“外泌体miRNA通过辐射旁效应参与RICF”的机制研究中,应该着重关注ECM、cAMP、TGF-β、Wnt、Notch、Ras、Rap1等信号通路。

长非编码RNAs（long non-coding RNAs，LncRNAs）作为一类基因表达的调控因子，在多种肿瘤的发生发展中发挥关键作用，然而LncRNAs在乳腺癌中的作用及相关机制尚未完全阐明。为了寻找在乳腺癌发生发展中起关键作用的LncRNAs，本研究通过分析TCGA数据库发现，LncRNA AC009686.2在乳腺癌组织中表达明显高于正常组织，并且与乳腺癌病人的预后不良正相关。qRT-PCR分析发现LncRNA AC009686.2在乳腺癌细胞中的表达明显上调，其中在乳腺癌细胞MCF7、T47D、ZR7530、BT549、HCC1937、MDA-MB-231和SKBR3的表达量分别是MCF10A细胞的6.58倍、5.66倍、7.29倍、9.06倍、6.89倍、11.17倍和5.38倍。在相对高表达的MDA-MB-231和BT549细胞中干扰LncRNA AC009686.2能明显抑制细胞的增殖、克隆形成和侵袭能力，并且诱导细胞发生G1 /S 期阻滞，其中干扰LncRNA AC009686.2表达的乳腺癌细胞MDA-MB-321和BT549的克隆抑制率分别为对照组的0.496%，0.438%和0.495%，0.353%。同时干扰LncRNA AC009686.2能下调细胞周期蛋白D2（cyclinD2，CCND2）和锌指E盒结合同源框1（zinc finger E-box binding homeobox1，ZEB1）的蛋白质水平。而在乳腺癌细胞中过表达ZEB1能明显逆转干扰LncRNA AC009686.2引起的细胞侵袭能力下降。进一步通过在线软件JASPAR数据库分析发现LncRNA AC009686.2的启动子存在ZEB1结合位点，过表达ZEB1能上调细胞中LncRNA AC009686.2的表达水平。总之，LncRNA AC009686.2在乳腺癌中高表达，通过上调细胞周期蛋白D2和上皮细胞-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相关分子ZEB1促进乳腺癌细胞增殖和侵袭，而ZEB1能正向调控LncRNA AC009686.2的表达。本研究将为阐明AC009686.2在乳腺癌中的作用和相关分子机制提供理论依据。

ILF3反义RNA 1（ILF3 antisense RNA 1，ILF3-AS1）是一条定位于染色体19p13.2的lncRNA，它是白介素增强子结合因子3 (interleukin enhancer binding factor 3，ILF3)的反义RNA。ILF3-AS1在多种肿瘤发生发展中发挥关键作用，但其在宫颈癌中的作用尚无研究探讨。本文利用TCGA及GTEx数据库进行生物信息学分析提示，ILF3-AS1在宫颈癌组织中低表达（P<0.001）并与良好预后相关（P=0.045）。qRT-PCR结果显示，ILF3-AS1在宫颈癌组织及SiHa、HeLa、CaSki宫颈癌细胞系中表达较对照组均呈下降趋势。过表达ILF3-AS1可明显抑制宫颈癌细胞增殖活力及促进宫颈癌细胞凋亡。Star Base v3.0数据库分析提示，ILF3-AS1可靶向吸附miR-130a-3p；而miR-130a-3p可靶向结合PTEN。qRT-PCR检测显示，miR-130a-3p在宫颈癌中的表达量明显高于正常宫颈组织（P<0.01）。荧光素酶报告基因结果显示，ILF3-AS1可以与miR-130a-3p 特异性结合（P<0.01）。HeLa细胞过表达ILF3-AS1后，miR-130a-3p表达量明显下调（P<0.01）；在过表达ILF3-AS1细胞中，同时转染miR-130a-3p mimics，能部分逆转LF3-AS1对于细胞增殖的抑制作用（P<0.001）。HeLa细胞在过表达ILF3-AS1后，磷酸酶及张力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN) mRNA（P<0.001）及蛋白质（P<0.001）表达量显著升高；当同时转染miR-130a-3p mimics，PTEN的 mRNA（P<0.001)及蛋白质（P<0.001）的表达升高被明显抑制。综上，ILF3-AS1可以作为miR-130a-3p的吸附海绵靶向调控PTEN表达，从而抑制宫颈癌细胞的增殖。

巨噬细胞极化是根据周围刺激环境做出表型调节的一个过程。一般极化为2个表型,分别为经典激活的M1巨噬细胞和替代激活的M2巨噬细胞。简而言之,M1巨噬细胞的特征是促炎和抗肿瘤;M2巨噬细胞是抗炎和促肿瘤。巨噬细胞极化被认为是人体生理和病理的关键调节器,其发挥作用的有效性依赖于关键因子的协调表达,而这些关键因子的表达在转录后水平受到微RNA (microRNA, miRNA)的精细调控。微RNA是一种小的非编码RNA,具有调节基因表达和细胞网络过程的能力。越来越多的证据表明,miRNAs在调节巨噬细胞极化方面发挥重要作用。在这篇综述中,列举了调控巨噬细胞分别向M1/M2型极化以及具有双向调节功能的miRNAs,并讨论它们是如何通过转录因子调控巨噬细胞极化,及其在治疗炎症和肿瘤方面的潜力。

目前已知许多microRNA（miRNA）可以调节动物毛色及黑色素生成，但miR-100-5p调节黑色素的分子机制尚未完全了解。成纤维细胞生长因子21（fibroblast growth factor 21, FGF21）是miR-100-5p的预测靶基因，萤光素酶报告基因检测结果表明，miR-100-5p通过与FGF21的3′非翻译区（3′UTR）结合来调节FGF21。在本研究中，用miR-100-5p过表达质粒和阴性对照质粒转染羊驼黑素细胞，结果表明，miR-100-5p过表达显著降低FGF21的mRNA和蛋白质表达。同时，抑制细胞外调控MAP激酶（extracellular regulated MAP kinase, ERK）信号通路，上调小眼畸形相关转录因子（microphthalmia-associated transcription factor, MITF）、酪氨酸酶（tyrosinase, TYR）和酪氨酸酶相关蛋白2（tyrosinase-related protein 2, TYRP2），从而增加了黑色素的产生。结果表明，miR-100-5p可能通过ERK信号通路靶向FGF21，从而调节黑色素生成。

长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是长度大于200 nt的非编码RNA,最初被认为是不具有生物学功能的转录“垃圾”。随着研究的深入,发现lncRNA参与了许多生物学调控过程,例如染色体沉默、染色质修饰、转录激活与干扰等。这些生物学调控过程与lncRNA的结构及时空特异性表达密切相关。此外,不同结构和位置的lncRNA其相应的调控机制也不尽相同。当lncRNA位于细胞核时,多在转录水平和表观遗传上调节基因的表达,包括组蛋白修饰、DNA甲基化和染色体重塑等过程。而细胞质中的lncRNA,多在转录后及翻译水平上起调控作用,并且不同细胞器间lncRNA的作用机制和功能也不尽相同,这说明lncRNA的位置分布对其功能发挥的重要性。此外,在外泌体中也含有丰富的lncRNA,而这些lncRNA能通过细胞间通信传递到相应的敏感细胞内,产生相应的调控机制。另外,lncRNA在不同结构中的异常表达,通常是引起相关疾病和癌症发生与发展的关键因素。研究lncRNA在不同亚细胞结构中的富集情况,有助于了解lncRNA在调节机体稳态、疾病和癌症的发生与发展、动植物的生长发育等过程发挥的具体作用,并为后续的靶向治疗及提高动物生产性能等方面的研究提供新的理论依据。本文概述了lncRNA在染色体、无膜亚结构、细胞质(内质网、核糖体、线粒体、溶酶体)、外泌体等位置的不同调控机制的最新研究进展,并描述了相应结构内由lncRNA异常所引起的相关疾病和癌症的发生与发展过程。最后,对lncRNA的研究进行展望,目的为日后研究提供相应的理论基础。

环状RNA(circular RNA, circRNA)作为非编码RNA家族的重要成员,是一类共价闭环结构的单链RNA,没有多聚腺苷酸尾和5′-与-3′末端,显示出高度稳定性、丰富性和物种保守性等特点。近年来研究发现,circRNA与肿瘤化疗耐药、恶性进展等在内的多种生物学进程密切相关,发挥着极其重要的作用。外泌体是由机体活细胞分泌的直径为30~150 nm的细胞外磷脂双层膜小囊泡,是肿瘤细胞间或肿瘤细胞与基质细胞间通信的重要介质,其可作为封装和转移circRNA等多种功能性分子的载体。当前在肿瘤临床治疗中,化疗耐药的存在成为病程转归的巨大障碍,外泌体可通过转移circRNA发挥化疗耐药性传递的作用。外泌体传递circRNA介导肿瘤化疗耐药的相关研究处于其研究的最前沿,是一片亟待开发的蓝海,具有重要的研究意义。故本文归纳整理外泌体传递circRNA、外泌体分选非编码RNA“货物”机制、circRNA介导肿瘤化疗耐药和外泌体传递circRNA介导肿瘤化疗耐药,及其潜在的临床应用等方面的最新研究进展,以期为肿瘤化疗耐药的研究提供参考。

本研究通过甲基化RNA免疫沉淀测序(methylated RNA immunoprecipitation sequencing, MeRIP-seq)、转录物组测序(transcriptome sequencing ,RNA-seq)及生物信息学技术,分析小鼠大脑中动脉栓塞/再灌注(middle cerebral artery occlusion / reperfusion, MCAO/R)模型中环状RNA (circular RNA, circRNA)差异表达谱和m⁶A修饰差异表达谱,为揭示circRNA表观遗传修饰与脑缺血再灌注损伤之间关系提供科学依据。采用Longa生物学评分评价小鼠神经功能缺损, TTC 染色法计算小鼠脑梗死体积,Dot印迹检测m⁶A整体甲基化水平。结果显示,MCAO/R 组与sham组相比出现严重神经损伤,Longa生物学评分为(2.75 ± 0.25)分,MCAO/R 组的梗死体积显著高于sham组,所占百分比为(27.63％ ± 4.24％),MCAO/R 组m⁶A整体修饰水平增加。与sham组相比,MCAO/R 组有1 787个差异表达的circRNAs(｜ log₂FC｜> 0.58,P < 0.05)。其中,852个circRNA表达显著上调,935个circRNAs表达显著下调。基因本体(gene ontgology,GO)功能分析显示,差异表达circRNAs靶基因主要参与翻译、蛋白质糖基化、激素应答、IL-6介导的信号通路、高尔基体、内质网等生物学过程;京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)通路分析发现,差异靶基因主要与N-聚糖生物合成、Wnt信号通路、胃酸分泌、谷氨酸能突触、磷脂酶D信号通路、味觉传导、非洲锥虫病、甲状腺激素合成、胰岛素分泌等代谢途径和信号通路有关。与sham组比,MCAO/R 组有22个circRNAs发生m⁶A甲基化修饰差异(｜ log₂FC｜> 0.58,P < 0.05)。其中,14个circRNA显著上调,8个circRNA显著下调。GO和KEGG分析显示,差异甲基化circRNA主要与胞嘧啶代谢过程、骨骼肌收缩、髓样细胞分化、O-连接蛋白质糖基化等生物学过程有关,主要富集到范科尼贫血途径通路。最后,联合表达差异和m⁶A修饰差异进行分析,共筛选到7个共表达差异(既有m⁶A修饰差异,又有表达差异)的circRNA,经RT-qPCR验证,这些共表达差异circRNA表达趋势与测序一致。本研究通过对sham组和MCAO/R 组测序分析,筛选有差异表达的circRNA和有m⁶A修饰差异的circRNA,表明脑缺血再灌注可引起小鼠circRNA表达谱及m⁶A修饰谱改变,差异表达的circRNA和差异甲基化circRNA靶基因涉及多种通路,为从表观遗传水平揭示脑缺血再灌注损伤的分子机制奠定基础,为后续研究脑缺血再灌注损伤提供了潜在的靶向位点。

肥厚型心肌病(hypertrophic cardiomyopathy,HCM)是一种以心肌细胞肥厚为特征的原发性心肌病,其发病的分子机制尚未明确。本研究整合Gene Expression Omnibus(GEO)数据库中编号GSE130036和GSE36946的数据集。利用R语言对数据集中的RNA表达矩阵进行表达差异性分析。对差异mRNA进行生物功能富集分析,明确研究对象染色质重塑因子以BPTF(bromodomain PHD finger transcription factor)为核心。预测miRNA靶向mRNA和lncRNA的结合位点,构建lncRNA TNRC6CAS1,miR- 30c-1-3p-BPTF内源竞争RNA(ceRNA)网络。利用实时定量PCR,酶联免疫吸附测定或免疫印迹检测,在肥厚型心肌病临床样本(20例健康人和20例肥厚型心肌病患者外周血)和心肌肥大细胞模型中验证了BPTF和lncRNA TNRC6CAS1表达的明显上调(P<0.001),而miR-30c-1-3p的表达明显下调(P<0.001)。同时,在AC16细胞中对三者的表达相关性进行初步验证。最后,分别沉默BPTF,lncRNA TNRC6CAS1或过表达miR-30c-1-3p可以抑制心肌肥大标志性蛋白质的表达。以上结果表明,lncRNA TNRC6CAS1,miR-30c-1-3p,BPTF构成的ceRNA网络可能参与调控肥厚型心肌病心肌肥大病理现象的产生。三者作为潜在的肥厚型心肌病致病分子,有望成为新的检测和治疗靶点。

微RNA(microRNA,miRNA)是一类内源性非编码小RNA,在细胞增殖、分化及凋亡等生物过程中发挥重要调节作用,其异常表达与多种疾病的发生发展密切相关。因此,对特定miRNA进行精准检测,有助于疾病的早期诊断与及时治疗。核酸生物传感器凭借化学性质稳定、设计简单、可编程性及易修饰等优点受到广泛关注。其中,G-四链体功能性核酸是一种富含鸟嘌呤的DNA通过Hoogsteen型氢键形成的特殊空间结构,因其可通过范德华力及疏水作用等相互作用力与卟啉、染料和氯化血红素(hemin)等小分子结合并增强其理化性质,而广泛应用于miRNA检测领域。目前,G-四链体常与核酸扩增或纳米信号放大技术联用以提高灵敏度,既可用于目标识别,又可辅助信号输出。本文首先介绍了G-四链体的结构及其荧光增强及过氧化物酶活性提升的机制;其次,依据上述特性分别论述了G-四链体与荧光配体结合构建miRNA荧光生物传感器的研究进展,以及基于G-四链体/Hemin的miRNA生物传感平台,在比色、电化学及化学发光检测中的应用进展;最后讨论G-四链体在miRNA检测领域所面临的挑战,并展望未来发展趋势,以期促进高灵敏度及特异性的核酸生物传感器的构建。

环状RNA(circular RNA,circRNA)是一类由反向剪切形成的单链共价闭合RNA分子,可通过吸附微RNA(microRNA,miRNA),结合RNA结合蛋白(RNA-binding protein,RBP),以及调控基因表达调控多种生命活动。此外,circRNA还能进行翻译活动,并被认为是一种有前景的生物标志物。N⁶-甲基腺嘌呤(N⁶-methyladenosine,m⁶A)为真核生物中广泛存在且最为常见的RNA修饰方式,通过m⁶A甲基转移酶(writers)、m⁶A去甲基化酶(erasers)和m⁶A识别蛋白(readers)3类调控因子发挥功能。近期的研究发现,m⁶A除了能在mRNA中发挥的作用外,对circRNA也具有调控作用。m⁶A修饰可调控circRNA的表达、稳定性、胞质转移、翻译及逃避非特异性免疫,已经被报道可以在直结肠癌、肝癌、非小细胞肺癌、宫颈癌、乳腺癌、骨肉瘤、下咽鳞状细胞癌、胰腺导管腺癌、胃癌等肿瘤中发挥作用。此外,m⁶A修饰还可以调控免疫反应。本文梳理了基于circRNA的m⁶A修饰的调控机制,阐述了m⁶A修饰circRNA在多种肿瘤及免疫反应中的调控作用,讨论了m⁶A修饰circRNA对免疫反应的影响,以及m⁶A修饰可能通过多种方式增强circRNA作为生物标志物的潜力,并且为将来临床基于circRNA的m⁶A修饰对疾病的诊断、治疗及预后提出了新视角。

长非编码RNA(lncRNA)是一类转录长度大于200个核苷酸的非编码RNA。现已证明,多个lncRNA是潜在的癌症治疗靶点。LncRNA00067110是从小鼠黑色素瘤B16-F10细胞和正常黑色素细胞转录物组图谱中发现的差异表达基因。为研究lncRNA00067110是否调控B16-F10细胞的增殖、凋亡和黑色素生成,本文通过LncTar预测和双荧光酶活性验证了钙结合酪氨酸磷酸化调节蛋白(Cabyr) 和lncRNA00067110存在靶向关系。通过构建lncRNA00067110的过表达载体,转染B16-F10细胞,经过对B16-F10细胞的转录图谱分析,并对细胞增殖、凋亡和黑色素生成的表型以及相关基因表达变化进行了检测。结果显示,lncRNA00067110靶向Cabyr,在过表达lncRNA00067110的B16细胞中,17个基因呈差异表达。其中,Cabyr的表达被上调,细胞增殖相关基因MEK/ERK/MNK/CREB和黑色素生成相关基因TYR家族成员及CREB的mRNA和蛋白质水平显著被下调,凋亡相关基因AKT和Bcl-2的mRNA水平和蛋白质丰度被上调。进一步通过细胞增殖和凋亡的表型的变化验证了lncRNA00067110的功能。结果提示,lncRNA00067110通过靶向Cabyr,调控相关基因表达,从而抑制B16-F10细胞的增殖和黑色素生成,并诱导黑色素瘤细胞的凋亡,可能成为治疗和抑制黑色素瘤的新的靶点。

环状RNA(circular RNA, circRNA)作为竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)在细胞分化调控中发挥着重要作用。本研究旨在对猪环状RNA IGF1R(circular RNA insulin-like growth factor 1 receptor, circIGF1R)进行鉴定及分析,探明其表达规律,构建猪circIGF1R相关的ceRNA调控网络,并探究其异位表达对小鼠间充质干细胞(C3H10T1/2)成脂分化的调控作用。通过正反向引物PCR、Sanger测序、RNase R酶消化检测和qRT-PCR验证circIGF1R是胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor, IGF1R)第二外显子形成的circRNA,它在猪各组织中均有表达,且其表达量在脂肪组织中随日龄增加呈上升趋势;使用miRDB、TargetScan和miRWalk在线软件预测circIGF1R靶基因,运用RNAhybrid软件进行结合位点预测,使用DAVID生物信息功能分析软件对候选靶基因进行GO和KEGG富集分析,运用Cytoscape软件构建ceRNA网络,基于基因表达相关性和预测的靶标关系,绘制了GO和KEGG富集分析及构建了ceRNA网络;双荧光素酶报告基因分析证明circIGF1R及FABP4可与ssc (Sus scrofa chromosome) -miR-133a-5p结合;成功构建circIGF1R过表达载体,在间充质干细胞C3H10T1/2中异位表达,过表达circIGF1R后关键成脂调控因子CEBPα、CEBPβ、FABP4和PPARγ极显著升高(P＜0.01),脂滴数量显著增加。本研究结果证明,circIGF1R在猪脂肪组织中存在,并且可能通过ceRNA机制正调控C3H10T1/2细胞成脂分化,为进一步研究circIGF1R调控猪前体肌内脂肪细胞成脂分化奠定理论基础。

长非编码RNA CASC15(long non-coding RNA CASC15,CASC15)被认为是一种与肿瘤相关的lncRNA,参与调控多种肿瘤的侵袭、增殖和迁移等生物学过程。然而CASC15在细胞内脂质代谢中的作用仍不明确。胆固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)是细胞内调控脂质代谢的关键转录因子,其成员SREBP1a主要调控脂肪合成中关键酶基因的表达。本文通过分子生物学实验及细胞功能学实验,研究CASC15对人肝细胞中脂质调控因子SREBP1a表达及定位的影响。研究结果显示,在肝细胞中,过表达CASC15(P＜0.001)后细胞内的SREBP1a的mRNA和总蛋白质水平不变,前体蛋白质水平增加(P＜0.05)且定位发生改变,即入核增加;SREBP1a调控脂肪酸合成相关产物游离脂肪酸(P＜0.001)和甘油三酯(P＜0.001)呈下调趋势。本文揭示了CASC15调控肝细胞脂代谢的一种可能机制,希望为脂代谢紊乱相关疾病的治疗和研究提供新思路。

黑素瘤是一种多发于皮肤的恶性肿瘤,因其侵袭性强,预后差等特点一直是科研人员关注的热点。环状RNAs(circRNAs)是一种新型内源性非编码RNA,广泛参与动物生长发育、细胞分化和信号转导等生理过程,但circRNAs在黑素瘤细胞内的分子机制尚未被充分解析。本研究以小鼠(C57BL/6J)正常黑素细胞及B16黑素瘤细胞为研究对象,采用二代测序技术分析两种细胞间circRNAs表达特性。测序结果显示,小鼠正常黑素细胞和黑素瘤细胞中共有851个circRNAs,其中195个差异表达circRNAs(DECs)。GO及KEGG数据库注释发现,DECs的来源基因主要参与细胞周期(cell cycle)、紧密结合(tight junction)、Rap1 信号通路(Rap1 signaling pathway)、TGF-beta 信号通路(TGF-beta signaling pathway)等与细胞增殖、迁移相关的信号通路;探究发现,黑素瘤细胞中显著性高表达的circE2F5(circ-3:14578602|14606309)通过上调E2F5的表达促进黑素瘤细胞增殖。circRNA靶基因预测发现,73个DECs 存在miRNA的结合位点,多个潜在靶向miRNAs参与黑素细胞增殖和迁移等过程。本研究通过对DECs来源基因功能注释、DECs靶向miRNAs预测,获得多个与黑素瘤细胞增殖和迁移相关的DECs,期望为黑素瘤研究提供新的见解。

他汀类药物能为糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)的治疗带来一定的收益,但是其发挥作用的具体分子途径尚不明确。近期研究表明,长非编码lncRNA(long noncoding RNA, lncRNA)的异常表达与DCM的病理发展过程密切相关。为比较经瑞舒伐他汀(rosuvastatin)干预的糖尿病大鼠与常规治疗大鼠的心肌损伤程度差异,探讨瑞舒伐他汀对DCM的治疗途径和潜在靶点,本文提取DCM大鼠心肌组织总RNA,制备lncRNA芯片,筛选出差异表达的lncRNA并进行生物信息学分析。结果显示,与模型组相比,治疗组中表达呈显著差异的靶点基因有770个被上调,884个表达下调,主要与改善代谢紊乱、调节心肌细胞与胶原纤维的比例、减轻心肌损伤与运动负担、预防自主神经及微循环病变、改变生物进食习惯等功能相关;所参与的信号通路则主要富集在感官途径、信号传导、脂质代谢等方面。提示瑞舒伐他汀可通过调节这些lncRNA,参与糖脂能量代谢与离子平衡、抑制心肌纤维化进程、改善高糖毒性对自主神经功能的影响等治疗途径,发挥治疗DCM的作用。

MicroRNAs(miRNAs)是一类小的非编码RNA,在植物逆境及生物胁迫中通过调节靶基因来发挥重要的调控作用。半夏内源miR167是否参与了大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)的胁迫及相互作用关系尚不清楚。本研究利用茎环法扩增半夏内源miR167基因,命名为pt-miR167,采用生物信息学软件对其进行保守性分析,系统进化性分析及靶基因预测。在此基础上,采用qRT-PCR技术检测病毒积累量、miR167及其潜在的靶基因的表达水平,分析miR167及靶基因响应病毒侵染的表达模式。结果表明,病毒积累量在5~15 d时迅速增加,其中10 d时增加最快,随后呈现缓慢上升趋势。病毒侵染后,pt-miR167相比对照组,表达量呈下调,并且在10 d时表达量最低。进化树分析表明,pt-miR167与番茄(Solanum lycopersicum)中的sly-miR167a聚为一族,高度同源。预测的潜在主要靶基因ARF6表达量与pt-miR167表达量呈现正好相反的趋势,其在10 d时表达量达到最高。本研究表明,miRNA167参与了寄主半夏与病毒SMV的相互作用关系,研究结果有助于揭示SMV与寄主半夏之间的相互作用机制,为今后深入研究病毒与植物提供了参考,为半夏生产提供了研究的基础。