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非编码RNA与代谢的研究进展

发布时间:2017-07-06

非编码RNA是指不编码蛋白质的调节性RNA分子. 近年来的研究发现,非编码RNA,尤其是微小RNA和长非编码RNA,可以在基因转录、 RNA成熟和蛋白质翻译等水平调控基因表达,参与发育、分化和新陈代谢等几乎所有重要的生理生命过程,在人类疾病中发挥重要作用.肿瘤和糖尿病等代谢性疾病是人类健康和社会发展的重大威胁.代谢紊乱是肿瘤的主要特征之一.胰岛素抵抗是糖尿病发生发展的主要因素,它与胰岛素产生和分泌以及胰岛素信号通路密切相关。

来自四川大学华西医院内分泌代谢科,生物治疗国家重点实验室的傅湘辉发表综述,从非编码RNA的产生和作用机制、非编码RNA与胰岛素信号通路及糖尿病、非编码RNA与肿瘤代谢等方面,对非编码RNA在代谢领域的研究进展进行综述。

代谢是生物体维持生存和生命活动的基础.代谢研究在自然科学中占据重要地位,自1922年至今已经获得超过30项诺贝尔奖. 近年来,代谢在人类疾病中的重要性被重新认识和不断发现,已有的证据揭示,代谢异常/重编程不仅是传统代谢性疾病(如肥胖、糖尿病、代谢综合征、心脑血管疾病等),也是许多其他重大疾病(如肿瘤、精神神经性疾病、老年病等)发生发展的重要原因. 因此,深入解析参与疾病发生发展的代谢途径,鉴定重要的代谢节点分子,可以为疾病治疗提供潜在新靶点和新策略,具有十分重要的理论意义和临床价值。

根据“遗传信息由DNA到RNA到蛋白质”的中心法则,传统的基因表达调控研究主要集中于蛋白质编码基因,而RNA的作用则长期被忽视.“DNA元件百科全书”计划发现,人类基因组的75%被转录,而编码蛋白质的基因只占人类基因组的2%左右,提示人类基因组存在大量功能未知的非编码RNA分子。诚然, 近来的研究鉴定了大量非编码RNA基因, 包括微小RNA、长非编码RNA和环状RNA等. 这些调节性的RNA分子可以在基因转录、 RNA成熟和蛋白质翻译等各个水平调控基因表达,在发育、分化和新陈代谢等多种基本生物学过程中发挥重要功能,参与许多人类疾病的发生发展,包括肿瘤和糖尿病等代谢性疾病。

在这篇文章中,研究人员从非编码RNA的产生及其作用机制、非编码RNA与胰岛素信号及糖尿病、非编码RNA与肿瘤代谢等方面,简述了非编码RNA与代谢领域的相关进展。

作者指出,随着二代测序技术的广泛应用,miRNA的基因发现基本完成,同时也已经鉴定了大量的lncRNA.但是考虑到lncRNA表达丰度低、时空表达特异性强、序列保守性差等特点,推测很多lncRNA分子可能需要在特定的生理病理情况下去发现和挖掘.相对于肿瘤学,非编码RNA,尤其是lncRNA,在代谢及代谢性疾病中的研究广度和深度明显滞后,仍有大量的空白需要去探索和填补.此外,由于代谢研究的系统性、整体性、动态性等特点,多个非编码RNA及编码RNA的协同作用网络,以及远端组织的代谢调控等仍需要深入探究和解答。还有,非编码RNA(尤其是miRNA)的细胞核内功能、 RNA修饰和编辑对非编码RNA生成及功能的调控、免疫代谢、干细胞代谢,以及它们在细胞代谢及代谢性疾病中的作用和机制等新兴的研究方向,亟待深入研究。

可以预见,随着非编码RNA与代谢研究的不断深入,将深入揭示基因表达调控的基本规律,发现和鉴定疾病的潜在新靶标,为疾病的预防、诊断和治疗提供新的契机和思路。

(信息来源:生物通)