microRNA作为靶点在药物设计中的应用(2).pdf_筛选到靶点后研究思路资源-CSDN文库

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microRNA 作为靶点在药物设计中的应用

摘要：微小 RNA（microRNA）是一类长约 22 bp 的非编码单链 RNA，由前体经酶作用而得，

它是细胞的内源性物质，普遍存在于动植物中，高度保守，在生命体的生长、发育、疾病发

生发展的过程中起到了基因调控作用，它与重大疾病，如肿瘤、心脏疾病、神经性疾病等都

有着密切的关联，因此成为新药开发的一个重要新靶点，以它为靶点的药物设计和药物研发

工作也在不断探索中。本文就其作用机制、生物功能、与疾病的关系以及以 microRNA 为

靶点的药物设计的研究情况进行了综述。

关键词：microRNA；靶点；药物设计

1993 年 Lee 等[1]在对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditiselegans）进行遗传分析时发现了第一

个 microRNA——lin-14，它的长度为 22bp，它是一个非编码的单链 RNA，可以控制细胞的

发育，通过反义的 RNA-RNA 反应在转录后水平下调 lin-14 蛋白的表达。2000 年 reinhart 等

[2]发现了第二个 microRNA——let-7，它在线虫的发育过程中可以下调 lin-28 和 lin-41 的

表达。2001 年 Lee 等[3]通过 cDNA 克隆和对生物资料的分析，在秀丽隐杆线虫中又发现

了 15 种新的 microRNA，其中有 3 种在哺乳动物以及昆虫中有明显的同系物。同年 Lau 等

[4]也报道了 55 种之前在线虫中不知道的 microRNA，其中一些在果蝇和人类的基因组中也

有发现。 Lagos-Quintana 等[5]在 2001 年报道 microRNAs 存在于脊椎和无脊椎动物中。

microRNAs 广泛存在，高度保守及其表达方式，都说明它在动物中具有广泛的调节功能。因

此在随后的研究中，许多的实验室相继发现了更多的 microRNAs，这使得其家族迅速扩增，

到 2003 年就已经有 200 多个成员了[6～10]。到 2010 年，在人体内确认存在的 microRNAs

有 800 多个。

有研究表明 microRNA 可能与疾病发生有密切的关系，在不同类型疾病的发生过程中，

microRNA 的水平及其调节作用是不同的。鉴于 microRNA 的重要性，本文归纳了近年来在该

领域研究中的关键问题，总结了 microRNA 的作用机制及其作为小分子药物作用靶点研究的

主要进展，其在疾病发生发展过程中的重要性及潜在应用前景，以此为线索，对设计合成新

一类基因治疗药物的研究前景进行了展望。

1 microRNA 的作用机制及其生物学功能

microRNA 是一个长度为 18～26 个核苷酸的小分子单链非编码 RNA，是生物体内源基因转录

形成分子内或分子间双链结构后，经 RNAseⅢ酶、DGCr/Pasha 以及 Dicer 酶作用产生。大多

数 microRNA 由位于基因间隔区的核苷酸序列编码，转录方向与相邻的基因往往相反。另一

类位于基因内含子中的 microRNA，随着基因 mRNA 转录而包含在 mRNA 的前体中，转录方

向与对应的基因一致，此类 microRNA 的表达具有组织特异性[11]。

microRNA 广泛存在于生物中，它是一个重要的基因调节子。microRNA 的功能遍布生命体的

发生、生长、发育、分化、信号转导、疾病和死亡的各个阶段。多种microRNAs 在细胞内的

表达，使得细胞处在一个受内源性 microRNA 调节的环境中，维持着细胞内 mRNA 的水平，

从而使各种蛋白质的水平处于一个正常范围。因此 microRNA 与许多疾病有着密切的关系。

但是，由于每个 microRNA 具有调节数百甚至数千 mRNA 的能力，导致 microRNA 作用缺乏

基因特异性，这在一定程度上阻碍了其作为基因诊断和治疗靶点的应用。

有趣的是，在心脏、脑、肝脏等不同的组织中，都有特异性microRNA 占主导地位，提示其

在组织分化过程中发挥重要作用[6]。目前已有证据提示在包括癌症在内的一系列人类疾病

中 microRNA 可能是新的治疗靶点。

2 microRNA 与疾病的关系

2．1 microRNA 与肿瘤

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