miRNAs的生物合成microRNA(miRNA)基因通常是由RNA聚合酶II(PolII)转录的，一般最初产物为大的具有帽子结构
(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pri-miRNA。这些pri-miRNA在RNaseIIIDrosha和其
辅助因子Pasha的作用下被处理成70个核苷酸组成的pre-miRNA前体产物。RAN–GTP和exportin5将这种前体
分子输送到细胞质中。随后，另一个RNaseIIIDicer将其剪切产生约为22个核苷酸长度的miRNA:miRNA双链。
这种双链很快被引导进入(miRISC)复合体中，其中含有Argonaute蛋白，并且成熟的单链miRNA保留在这一复合物中。成熟的
miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过两种依赖于序列互补性的机制负调控基因表达。与靶mRNA不完全互补的miRNA在蛋白质翻
译水平上抑制其表达。然而，最近也有证据表明，这些miRNA也有可能影响mRNA的稳定性。使用这种机制的miRNA结合位点通常在mR
NA的3’端非翻译区。如果miRNA与靶位点完全互补（或者几乎完全互补），那么这些miRNA的结合往往引起靶mRNA的降解。通过这
种机制作用的miRNAs的结合位点通常都在mRNA的编码区或开放阅读框中。蛋白Argonaute是短的干扰RNA（siRNA）
和miRNA介导的基因调节RISC复合物的至关重要的组成部分，也与多种肿瘤有关。3个人的Argonaute基因——AGO3
(又称真核转录起始因子2亚基2(EIF2C3))，AGO1(又称EIF2C1)和AGO4(又称EIF2C4)，前后排列在1号染
色体(1p34–35)——在wilms肾癌中经常缺失，还与神经外胚层瘤有关。AGO1在肺和肾的发育过程中高表达，在缺少Wilm
s肿瘤抑制基因WT1的肾癌中表达显著上升。这表明，AGO1在这些组织在胚胎发生的分化过程中起重要作用。另一个Argonaut
e基因，HIWI，与果蝇中piwi功能类似的基因，定位在基因组12q24.33，而这一位点与睾丸生殖细胞肿瘤有关。这种睾丸特异
表达的基因在19份睾丸精原细胞瘤的12份样品中表达上升。这些研究表明，HIWI可能具有癌基因的活性，可能控制了生殖细胞的分裂
和维持。进一步研究这个介导miRNA加工和miRNA抑制基因表达的复合物的组成部分对于设计利用miRNAs治疗肿瘤等疾病的药
物是必不可少的。miRNAs，生长、分化和疾病目前只有一小部分的miRNAs生物学功能得到了阐明。这些miRNAs调节了肿瘤
有关的过程如细胞生长，组织分化，所以，它们可能起到oncomirs的功能。例如，由lin-4和let-7编码的miRNAs在
线虫中控制了细胞分化和增殖的时序。这些miRNA基因的突变导致了细胞周期和末端分化的异常，这也是肿瘤细胞的特性。有趣的是，哺乳动
物lin-4和let-7的同源基因也被发现在人细胞系中控制细胞增殖，并与多种癌症有关。果蝇中由bantam编码的miRNA
通过刺激细胞增殖和抑制细胞凋亡来诱导组织生长，这与bonafide癌基因的特性一致。然而，在人类中，没有bantam的近似的
同源基因。另一个果蝇的miRNA，miR-14，强烈抑制细胞凋亡，也具有癌基因的重要特点。此外，miR-14看起来还具有不相关的调
节脂肪代谢和严谨反应的功能。研究发现其他miRNAs在发育和诱导细胞分化发挥基础作用。其中包括，miR-273和lys-6编
码的miRNA，参与了线虫的神经系统发育过程；miR-430参与了斑马鱼的大脑发育；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；miR-143在脂肪细胞分化起作用；miR-196参与了哺乳动物四
肢形成，miR-1基因与心脏发育有关。对于新的miRNA基因的分析，可能揭示其他参与器官形成、胚胎发育和生长的调节因子，促进对癌
症等人类疾病机制的研究。MicroRNAs可以起到肿瘤抑制基因和癌基因的作用在正常组织中，miRNA正常转录，加工，结合到靶
mRNA的互补位点，通过抑制蛋白翻译或是改变mRNA的稳定性来抑制基因表达。最终的结果是，细胞生长、增殖、分化和死亡保持在一个
正常的水平。一个起肿瘤抑制基因作用的miRNA表达下降或者缺失，导致肿瘤形成。成熟miRNA水平下降可能是由于miRNA生物
合成的任何步骤的缺陷造成的，而这最终将导致不适当的miRNA的靶蛋白的表达。最后的结果可能导致过度增殖、侵入、凋亡的减少、不能正
常分化或者去分化，引起肿瘤的形成。具有癌基因功能的miRNA的过表达也将导致肿瘤发生。在这种情形下，在异常组织或是不适当的发育
阶段这些miRNA的表达增加，可能导致其靶基因（抑癌基因）的表达下降，引起肿瘤形成。miRNA的表达增加，可能是由于miRNA
基因的扩增，持续性的启动子活性，miRNA加工的效率增高，或是miRNA的稳定性提高。?其他的研究也表明，miRNAs的
表达下调和肿瘤发生有密切关系。例如，mir-143和mir-145在结肠癌中明显下调。有趣的是，其发夹结构的前体分子在肿瘤和正
常组织中含量相似，这表明，可能是由于其加工过程受到破坏。但是，mir-143和mir-145的肿瘤抑制基因功能可能不仅仅局限于
结肠癌，在乳腺癌、前列腺癌、子宫癌、淋巴癌等细胞系中其表达量也明显下调。另一个报道表明，miR-21在胶质母细胞瘤中表达增加。这
个基因在肿瘤组织中表达量比正常组织高5-100倍。反义核酸的研究发现这个miRNA通过抑制凋亡而并非影响细胞增殖控制细胞生长，
这预示着这个miRNA具有癌基因的功能。一项独立研究，利用芯片来检测肿瘤和正常组织的245个miRNAs的表达水平，也发现胶
质母细胞瘤中miR-21表达升高。但是，由于mir-21不是一个大脑特异性的基因，在乳腺癌样品中表达也有增加，这个基因可能在肿
瘤发生中起到广泛的作用。需要多项研究来证明这些miRNAs对于肿瘤发生时具有直接的作用还是仅仅在肿瘤中受到了异常的调节。?let-
7家族负调控Ras由let-7家族编码的miRNAs是第一个被发现的可以调节癌基因Ras基因表达的oncomirs。Ra
s蛋白是一个膜相关的GTPase信号蛋白，调节细胞生长、分化。大约有15-30%的人类肿瘤都含有Ras突变，而激活的突变导致这
个蛋白表达上升可以引起细胞转化。因此，一个能够调节这些潜在的癌基因表达的miRNA，可以控制细胞的增殖速度。在人类基因组中存在12
个由let-7同源基因家族编码的miRNAs，可能起到抑癌基因的作用。研究还发现其与肺癌、乳腺癌、子宫癌等有关的脆性位点有联系
。更直接的证据是，Takamizawa等发现人的肺癌中的let-7同源物的表达显著减少，并且这导致更差的预后。这些研究进一步说明
let-7可以用于诊断，因为非小细胞肺癌病人的let-7表达水平越低，其预后越差，术后生存期越短。体外组织培养实验表明，在人的
肺癌细胞中瞬时的增加let-7可以抑制细胞的增殖，这也说明let-7在肺组织中可能是一个抑癌基因。因此，可以考虑使用let-7
来治疗肺癌。线虫实验为研究let-7家族如何控制细胞的增殖提供了线索。特定的let-7家族成员与Ras具有遗传学上的相互
作用，并且其表达是此消彼长的。此外，Ras的3’非翻译区域具有多个let-7家族的互补结合位点。我们也证明了在人类细胞中let
-7负调控Ras。在人的肿瘤细胞中过表达let-7导致Ras表达下降。而减少let-7的表达，会导致Ras蛋白明显增加。
我们还发现let-7通过3’非翻译区域直接抑制了Ras表达。含有Ras3’UTR报告基因载体在翻译水平上受到了let-7的
抑制，而let-7的抑制剂可以逆转这一作用。而且，对比人类肺癌和癌旁正常组织的let-7和Ras表达水平，发现其表达是相反的
：let-7同源基因在肿瘤中表达下降，而Ras表达增加。综上以上情况，这些研究表明，let-7对于Ras激活的肺癌可能是一个有前途治疗药物。并且，let-7的表达下降可能是肺癌特有的。对于21个不同肿瘤病人分析表明，12个肺癌病人的肺癌样品中的let-7表达均显著降低，而在其他肿瘤病人中只有零星的降低。此外，167个miRNAs的表达谱芯片研究表明，肺癌中的大多数miRNAs基因表达并没有发生改变。 |
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