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问题：microRNA有哪些应用？ 最近在选修分子生物学课程，microRNA那段好厉害的样子。不知道这样的科技在生活中已经有应用了吗？ 老猫 回答： 自1993年微小RNA（microRNA，miRNA）被发现以来，它就一直是分子生物学界的热门话题。人们首次意识到，这类结构相对简单的分子，原来可以精确而有效地调控如此多的生物进程。
然而，虽然科学家们发现了很多microRNA与某些重要的生理、生化进程或者疾病直接相关，但是大部分的应用目前还停留在实验室或者初级临床的层级里。毕竟人类对于microRNA的了解还不够成熟，毕竟相关学科的研究，从零开始，至今只有20多年的历史。 microRNA的应用从目前来看，个人觉得，主要可以分为这样几个类别：
下面我就各个方面的应有展开来讲讲： 1. 分子标记 在很多情况下，细胞、组织细胞的状态其实反映在microRNA的水平上。如果能够及时监测细胞内的microRNA水平，就可能知道细胞的状态，甚至提早预测细胞发育的下一步动向。 microRNA水平与癌症的相关性也有广泛的研究。在之前的一项研究中，研究人员发现超过半数（217中的129个）microRNA在癌细胞中的表达量是下调的。以色列的罗塞塔基因制药推动了一项microRNA诊断的研究，他们采用基因芯片的手段，针对22种不同的癌症，分析了205个与原生癌症相关的microRNA以及131个与癌症远端转移相关的microRNA的表达水平，证明用microRNA分析的方法可以准确用于未知来源癌症的诊断。而日本也计划在近年内将microRNA水平监测纳入体检，为早期发现癌变提供可能性。除了癌症以外，microRNA水平对于诊断心脏病的类型、肌肉疾病与神经退行性疾病等，都有指导性意义。 在诊疗方面，microRNA技术还有不少路要走，然而在日化产品中，这一技术已经投入了实用。美国宝洁公司旗下高端护肤品牌SK-II新推出的R.N.A. Power系列利用生物信息学手段，分析了年轻皮肤与衰老皮肤真皮中microRNA表达水平的变化，找到了一系列发生变化的microRNA。从这些发生变化了的microRNA中，SK-II的科学家们选取了miR29a与miR34a作为分子标记，这两个microRNA不仅在衰老皮肤中表达量显著更高，而且miR29a与真皮的胶原蛋白水平密切相关，而miR34a则与β-连环蛋白有关。另外，他们还加入了miR-203作为表皮状态的分子标记，此前有研究表明，这个microRNA的表达水平与表皮干细胞的活性相关。利用这三个稳定的分子标记，SK-II从一系列产物中筛选出了R.N.A. × Pitera复合成分，这种复合产物不仅在分子水平上完成了对microRNA的调节，促进真皮层产生更多蛋白质，并且在临床试验中达到了预期的效果，能够有效地起到抗老化、增强皮肤弹性、减轻细纹等一系列效果。
2. 人工microRNA microRNA是一种高效而精确的调控机制，与类似的利用siRNA的RNAi机制相比，microRNA只使用单一的序列，因此特异性更高，但是microRNA在核心区域允许一两个错配，因此又具有一定的宽容性。根据这些特性，经过合理设计的amiRNA可以漂亮地沉默掉一整个家族的不同蛋白，省时省力。而且microRNA功能的稳定性更高，不像siRNA那样有得时候不可琢磨，因此作为一种分子生物学工具颇受欢迎。 具体工作时，研究人员会将设计好的，想要沉默的序列安装在microRNA的骨架中，然后将这个序列转入目的细胞就可以了，操作相当简单，和普通的基因修饰操作无异。当然，amiRNA的设计比普通的hairpin RNA（利用siRNA机制沉默特定基因的一种方式）设计起来更麻烦，局限条件也更多一些。
3. 基因修饰作物 将microRNA用在基因修饰作物上有非常大的优势。一方面，在前面的段落我们提到了利用amiRNA可能做到一次性控制一整个家族蛋白质的表达，另一方面，控制作物自身microRNA的表达水平，也可以调控作物的某些关键性状。与功能类似的siRNA相比，siRNA还有一个额外的优势在于，它起作用的只是单一序列的分子，因此对环境更加友好。 很多很多microRNA已经被证明与作物生物胁迫、非生物胁迫的响应有关。例如植物中的miR171与芜菁花叶病毒（TuMV）感染相关，而miR393与丁香假单胞杆菌（Pseudomonas syringae）感染有关。在干旱情况下，拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的miR169会发生下调，使得核因子YA5的表达水平显著上调，通过控制一系列下游基因，从而增强植物的抗旱能力。在水稻（Oryza sativa）中，miR319则与作物的抗寒能力有关。
理论上，只要在基因修饰作物中简单地过量表达这些microRNA，或者它们作用的目标基因，就可以放大或者缩小这些microRNA带来的性状，起到抗逆、增产，调节作物营养成分，调整植物发育水平等一系列功能。当然，这方面的尝试主要也处于实验室阶段。 4. microRNA治疗 与在植物中发现microRNA参与很多生物进程一样，在人体内，microRNA也参与到多种疾病中。在医疗中，我们显然无法像植物一样进行基因修饰（因为基因修饰最快也只能起效于下一代个体中），只能是将现有的microRNA或者microRNA拮抗剂（往往是与microRNA配对的序列）导入病人体内。 很多制药公司在进行microRNA治疗方面的尝试，目前来看走在前面的是丹麦森塔利斯制药公司的Miravisen，Miravisen又叫SPC3649，是miR-122的拮抗剂，本质其实是经过化学稳定处理的RNA（叫做LNA），序列与miR-122配对。Miravisen针对的是丙型肝炎，丙肝病毒感染时会诱导肝脏释放出miR-122，与典型的microRNA不同，miR-122起到的是激活的作用，而非抑制，因而会增强丙肝相关基因的表达，加重感染。因而抑制miR-122的活性，可以起到治疗的作用。Miravisen已经通过了I期临床和IIa期临床，证明它在人体内是安全的，且的确降低了丙肝病毒的表达水平。
相关的新药研发还在动脉粥样硬化（miR-33a/b的拮抗剂）、慢性心脏衰竭（miR208的拮抗剂，miR-15与miR195的拮抗剂等）等诸多领域中进行着。而诸如miR-34，let-7，miR-16等在抑制肿瘤方面的功效也有诸多报道。 无论你是个怎样的废柴，都有无数的微小分子正在体内为了你的生命而不停忙碌着。这样想一想，人生又重新有了的意义呢~ |
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