1、目(空四格)錄黑體三號(hào)加粗居中(空一行)摘 要宋體四號(hào)1關(guān)鍵詞1Abstract1Key WordsTimes new roman 四號(hào)1引 言宋體四號(hào)11 miRNA的介紹21.1系統(tǒng)概述宋體小四，在目錄中不出現(xiàn)3級(jí)標(biāo)題21.2 本設(shè)計(jì)方案思路 31.3 研究方向和技術(shù)關(guān)鍵31.4 主要技術(shù)指標(biāo)52總體設(shè)計(jì)63硬件設(shè)計(jì)63.1發(fā)送部分83.2接收部分84軟件設(shè)計(jì)85制作與調(diào)試105.1硬件電路的布線與焊接105.2調(diào)試10結(jié) 論11致 謝11參考文獻(xiàn)12附 錄13整體分散對(duì)齊，1.5倍行距，且目錄中不含三級(jí)標(biāo)題，且目錄不加頁(yè)碼MiRNA與人類腫瘤關(guān)系姓 名：張玲玉 學(xué)號(hào)：2010507121

2、7學(xué) 院：生命科學(xué)學(xué)院 專業(yè)：生物科學(xué) 指導(dǎo)老師：張偉 職稱：講師摘要：microRNA又稱miRNA,是真核生物細(xì)胞中固有的一類不編碼蛋白的小分子RNA。生物體中,miRNA能夠轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因的表達(dá),影響著幾乎所有的信號(hào)通路,參與多種生理病理過(guò)程,在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中也發(fā)揮了重要的調(diào)節(jié)作用。研究miRNA與腫瘤的關(guān)系是近年來(lái)備受關(guān)注的熱點(diǎn)之一,其影響腫瘤發(fā)生和發(fā)展的作用機(jī)制將為腫瘤的診斷和治療提供新的思路。關(guān)鍵詞：微小RNA;腫瘤;基因調(diào)控;靶基因Summary:MicroRNA is also called miRNA, is a class of small molecule RNA d

3、oes not code for protein inherent in eukaryotic cells. In the organism, miRNA can regulate the expression of genes, affecting almost all of the signaling pathway, is involved in many physiological and pathological processes, in the occurrence and development of tumor also play an important role in t

4、he regulation of. To study the relationship between miRNA and tumor is one of the hotspots in recent years, the effects of tumor occurrence and development mechanism will provide a new way for the diagnosis and treatment of tumor.Keywords:Micro RNA; tumor; gene regulation; target gene1. miRNA的介紹1.1

5、miRNA的發(fā)現(xiàn)1993年,Lee RC等1在秀麗新小桿線蟲(c.elegans)中意外地發(fā)現(xiàn)了一種定時(shí)調(diào)控胚胎后期發(fā)育的RNA,它是一種非編碼RNA,長(zhǎng)度為22 nt，稱為miRNA-lin4。2000年,miRNA-let7的發(fā)現(xiàn)掀起了尋找miRNA的熱潮。近幾年,隨著生物信息學(xué)的發(fā)展,分子克隆技術(shù)的改進(jìn)和模式物種cDNA文庫(kù)的建立,相繼又在線蟲、果蠅、Hela細(xì)胞等許多真核模式生物和細(xì)胞中找到了數(shù)百種相似的小分子RNA,并將其稱為miRNA(microRNA)。自從1993年發(fā)現(xiàn)了首個(gè)miRNA以來(lái)，miRNA被發(fā)現(xiàn)參與調(diào)節(jié)了眾多的細(xì)胞功能與發(fā)育過(guò)程。這一小分子連續(xù)幾年被國(guó)際分子生物學(xué)頂

6、級(jí)雜志評(píng)為“十大科技突破之一”，也成為遺傳、發(fā)育、癌癥、干細(xì)胞等多個(gè)領(lǐng)域中的研究新熱點(diǎn)。時(shí)至今日，已有約1000個(gè)動(dòng)物的miRNA被報(bào)道，且約30%的基因被預(yù)測(cè)為miRNA的靶基因，能夠被miRNA所直接調(diào)控。 1.2 miRNA的特點(diǎn)MiRNA廣泛存在于真核生物中, 是一組不編碼蛋白質(zhì)的短序列RNA , 它本身不具有開(kāi)放閱讀框架(ORF) ；通常的長(zhǎng)度為2024 nt , 但在3端可以有12 個(gè)堿基的長(zhǎng)度變化； 成熟的miRNA 5端有一磷酸基團(tuán), 3端為羥基, 這一特點(diǎn)使它與大多數(shù)寡核苷酸和功能RNA 的降解片段區(qū)別開(kāi)來(lái)； 多數(shù)miRNA 還具有高度保守性、時(shí)序性和組織特異性。1.3 mi

7、RNA的生成及成熟過(guò)程體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究表明miRNA的生成至少需要兩個(gè)步驟：(1)內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄本（pri-miRNA)生成70nt左右的miRNA前體（pre-miRNA)，該過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞核；(2)-miRNA加工為成熟miRNA，該過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)。其具體過(guò)程為：miRNA基因在核內(nèi)由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生大的具有帽子結(jié)構(gòu)和多聚腺苷酸尾巴的pri-miRNA。pri-miRNA在核酸酶Drosha和其輔助因子Pasha的作用下被處理成70個(gè)核苷酸組成的pre-miRNA。RNAGTP和exportin 5將pre-miRNA輸送到細(xì)胞質(zhì)中。隨后，另一個(gè)核酸酶Dicer將其剪切產(chǎn)生約為22個(gè)

8、核苷酸長(zhǎng)度的miRNA雙鏈。這種雙鏈很快被引導(dǎo)進(jìn)入沉默復(fù)合體(RISC)復(fù)合體中，其中一條成熟的單鏈miRNA保留在這一復(fù)合體中。成熟的miRNA結(jié)合到與其互補(bǔ)的mRNA的位點(diǎn)通過(guò)堿基配對(duì)調(diào)控基因表達(dá)。2.miRNA與腫瘤的關(guān)系在過(guò)去10年里，隨著癌癥的分子分類學(xué)方法的發(fā)展，我們?nèi)〉昧嗽S多成績(jī)2，尤其是在22000種蛋白質(zhì)編碼轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中，mRNAs被用于人類多種癌癥的分類。最近，發(fā)現(xiàn)了許多個(gè)小的非編碼miRNAs3。第一個(gè)被確認(rèn)的miRNAs是秀麗隱桿線蟲基因lin-4 and let-7的產(chǎn)物，它在控制生物周期中起重要作用，并很有可能調(diào)控mRNA的翻譯46。當(dāng)lin-4 或 let-7被滅活

9、，特種上皮細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)行額外分裂而非正常分化。因?yàn)楫惓＜?xì)胞增殖是癌癥的標(biāo)志，那么miRNA表達(dá)模式就有可能指示出腫瘤的惡性狀態(tài)。事實(shí)上，在一些類型的腫瘤中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有些miRNA表達(dá)的改變710。最近的研究確實(shí)發(fā)現(xiàn)，miRNA表達(dá)與多種癌癥相關(guān)，大約50%得到注解miRNAs在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)（fragile site）。這說(shuō)明miRNAs在腫瘤發(fā)生過(guò)程中起至關(guān)重要的作用，這些miRNAs所起的作用類似于抑癌基因和癌基因的功能。2.1 miRNA的分類Mir-25b-1，位于染色體的11q24脆性位點(diǎn)，乳腺癌、肺癌、卵巢癌、子宮癌病人中11q924位點(diǎn)常有缺失，而這一位點(diǎn)并不存

10、在已知的抑癌基因。 且65%B細(xì)胞慢性淋巴型白血病（CLL）病人，50%的套細(xì)胞淋巴瘤病人，16-40%的骨髓瘤病人、60%的前列腺癌病人中有13q14位點(diǎn)的缺失。因此，在這個(gè)30Kb的區(qū)域中必定有一個(gè)腫瘤抑制基因的存在。而mir-15a和mir-16-1位于這一區(qū)域中一個(gè)功能未知的被稱為L(zhǎng)EU2的非編碼蛋白的RNA基因的內(nèi)含子區(qū)域。Climmino等最近報(bào)道，miR-15a和mir-16-1負(fù)調(diào)控BCL2，一個(gè)抗凋亡基因，因此，這兩個(gè)miRNAs的缺失或下調(diào)，導(dǎo)致了BCL2表達(dá)的升高，促進(jìn)了白血病、淋巴瘤和前列腺癌的發(fā)生。 還有研究報(bào)道，mir-143和mir-145在結(jié)腸癌中明顯下調(diào)。有趣

11、的是，其發(fā)夾結(jié)構(gòu)的前體分子在腫瘤和正常組織中含量相似，這表明，可能是由于其成熟過(guò)程受到破壞。mir-143和mir-145的腫瘤抑制基因功能不僅僅局限于結(jié)腸癌，在乳腺癌、前列腺癌、子宮癌、淋巴癌等細(xì)胞系中其表達(dá)量也明顯下調(diào)。 此外，Takamizawa等發(fā)現(xiàn)肺癌與let-7表達(dá)顯著降低有關(guān)，會(huì)這導(dǎo)致這些病人預(yù)后更差。 Mir-21母細(xì)胞瘤中表達(dá)增加。這個(gè)基因在腫瘤組織中表達(dá)量比正常組織高5-100倍。反義核酸的研究發(fā)現(xiàn)這個(gè)miRNA通過(guò)抑制凋亡而并非影響細(xì)胞增殖控制細(xì)胞生長(zhǎng)，這預(yù)示著這個(gè)miRNA具有癌基因的功能。由于mir-21不是一個(gè)大腦特異性的基因，在乳腺癌樣品中表達(dá)也有增加，這個(gè)基因可

12、能在腫瘤發(fā)生中起到廣泛的作用。 Metzler等人發(fā)現(xiàn)，在BIC基因上具有一段138個(gè)核苷酸的保守序列，編碼mir-155的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。該研究組還發(fā)現(xiàn)在Burkitt淋巴瘤中，miR-155表達(dá)量上升了100倍，此外的研究也發(fā)現(xiàn)，Hodgkin淋巴瘤等腫瘤中miR-155水平也有提高。因此，mir-155可能是作為一個(gè)癌基因和MYC協(xié)同作用，而其正常功能是在B細(xì)胞的分化中起作用，其可能的靶基因是那些對(duì)抗MYC信號(hào)通路的基因。 He等人發(fā)現(xiàn)在散布的B細(xì)胞淋巴瘤、濾泡型淋巴瘤、套細(xì)胞淋巴瘤等腫瘤中常常與13q31位點(diǎn)的擴(kuò)增有關(guān)。而在甲狀腺癌、結(jié)腸癌、宮頸癌、胰腺癌等實(shí)體瘤中，miR-155高表達(dá)，預(yù)

13、示預(yù)后不良。miR-155在急性髓性白血病M4、M5型中、慢性淋巴細(xì)胞白血病表達(dá)增加。 Nikiforava等檢測(cè)甲狀腺癌的乳頭狀型、濾泡狀癌型、末分化癌型中，miR-155表達(dá)分別上調(diào)9.5、5.5、13.2倍。2.2 miRNA與腫瘤細(xì)胞的具體關(guān)系細(xì)胞分化是受基因高度精細(xì)調(diào)控的過(guò)程。Eis PS等11發(fā)現(xiàn)編碼lin-28蛋白的mRNA3'UTR和let-7a、miR-125b以及miR-218的堿基互補(bǔ)配對(duì),而lin-28蛋白在胚胎癌性細(xì)胞和NT2/D1神經(jīng)細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中表達(dá)水平逐漸下降,與此同時(shí),let-7a,miR-125b和miR-218在胚胎癌性細(xì)胞和NT2/D1神經(jīng)細(xì)胞發(fā)

14、育過(guò)程中表達(dá)水平逐漸升高。這提示,編碼lin-28蛋白的mRNA可能是let-7a,miR-125b和miR-218的靶mRNA。腫瘤的發(fā)生是細(xì)胞增殖、凋亡和分化失衡的結(jié)果。研究顯示miRNA既可以促進(jìn)細(xì)胞增殖,抑制細(xì)胞凋亡,又可以抑制細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡。 Eis PS等12在B細(xì)胞淋巴瘤的研究中發(fā)現(xiàn),在各種類型的B細(xì)胞淋巴瘤miR-155的表達(dá)較正常組織高1030倍,而惡性程度高、預(yù)后較差、彌散性大的B細(xì)胞淋巴瘤miR-155增高尤為顯著。miR-21在人類惡性膠質(zhì)瘤組織中高表達(dá),抑制miR-21的表達(dá)后,腫瘤細(xì)胞凋亡明顯增加,而與凋亡密切相關(guān)的胱酰蛋白酶-3和胱酰蛋白酶-7活性增加了3

15、倍13。 miRNA不但可以促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展,而且可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)。在肺癌組織和肺癌A549細(xì)胞中,let-7表達(dá)均顯著降低,將let-7a和let-7f轉(zhuǎn)染入A549細(xì)胞中,細(xì)胞增殖受抑制,而且let-7f的抑制作用更為顯著14。 惡性腫瘤細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤導(dǎo)致死亡的主要原因之一。miRNA不僅參與腫瘤的生長(zhǎng)過(guò)程,在侵襲和腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程中也具有重要作用。Yu SL等15研究發(fā)現(xiàn),miR-137,182,372能促進(jìn)肺癌細(xì)胞的侵襲,miR-221能夠抑制細(xì)胞的侵襲。Zhu S等16發(fā)現(xiàn),mir-21在轉(zhuǎn)移型乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231細(xì)胞中。3.面臨的挑戰(zhàn)3.1如何尋找miRNA分子

16、信息學(xué)的方法：應(yīng)用計(jì)算機(jī)的方法如MirScan來(lái)尋找miRNA分子在線蟲及脊椎動(dòng)物體內(nèi)取得了巨大的成功。驗(yàn)證miRNA在組織細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)，目前常用來(lái)檢測(cè)miRNA的技術(shù)主要有以下幾種：Northern雜交;原位雜交; Stem-loop實(shí)時(shí)定量RT PCR。這三種技術(shù)各有利弊，可以相互結(jié)合應(yīng)用，來(lái)反映細(xì)胞內(nèi)miRNA的真實(shí)表達(dá)水平。3.2如何尋找miRNA作用的靶細(xì)胞 MIT的Bartel and Chris Burge報(bào)道了一種可以用來(lái)探測(cè)miRNA與其作用的靶基因之間關(guān)系的新的計(jì)算機(jī)方法TatgetScan。他們針對(duì)已知的每一個(gè)miRNA，掃描mRNA的數(shù)據(jù)庫(kù)DNA轉(zhuǎn)譯為蛋白的生化信息，搜

17、索與miRNA匹配的片段，然后對(duì)miRNA與mRNA的匹配程度評(píng)分，推測(cè)在三個(gè)或以上物種中獲得高分的mRNA為該miRNA的靶基因。3.3如何分離miRNA分子我們可以利用分子信息學(xué)篩選miRNA，其原理是：出發(fā)點(diǎn)為miRNA前體的發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)及miRNA在物種間的保守性。miRNA基因可能定位于編碼蛋白基因的內(nèi)含子區(qū)域（有意義鏈或反意義鏈）及遠(yuǎn)離任何已知基因的基因間區(qū)域。有時(shí)幾個(gè)發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)以多順?lè)醋拥男问絽布谝黄稹８邔ふ襪iRNA基因準(zhǔn)確性的一些附加條件：（1）上游和下游保守序列的數(shù)量；（2）候選發(fā)夾狀結(jié)構(gòu)的上游高度保守模序的存在。4.展望雖然,人類對(duì)miRNA的研究在腫瘤學(xué)領(lǐng)域已取得一些進(jìn)

18、展,但僅是冰山一角,仍需深入與廣泛研究。miRNA與腫瘤關(guān)系的研究目前還面臨很多問(wèn)題。首先,miRNA的加工過(guò)程復(fù)雜有序并且受多種因素精密調(diào)控。迄今為止,盡管已初步明確了miRNA的加工過(guò)程中的某些重要步驟,但其中具體的調(diào)控因素還不盡清楚。其次,miRNA 存在時(shí)空表達(dá)特異性,不同類型腫瘤、同一類型腫瘤的不同階段miRNA表達(dá)存在高度時(shí)空特異性,還有待研究。最后,最新研究報(bào)道發(fā)現(xiàn),與以往miRNA調(diào)控靶基因的作用機(jī)制不同,miRNA也可以作用于靶mRNA的5'-UTR而促進(jìn)該基因的翻譯17-18。還有報(bào)道表明,miRNA還可以作用于靶mRNA的蛋白編碼區(qū)抑制該基因的翻譯。因此, miR

19、NA調(diào)控靶基因的作用機(jī)制比以往的更為廣泛而復(fù)雜?，F(xiàn)在的技術(shù)日新月異，相信新技術(shù)的發(fā)展必將為腫瘤學(xué)的研究,腫瘤的診斷和治療掀開(kāi)嶄新的篇章。參考文獻(xiàn)（1）李景泰，林萬(wàn)明，王佩卿，臨床醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)現(xiàn)狀和未來(lái)【M】；北京中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1993:24-27（2）杜傳書，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)基礎(chǔ)【M】，北京人民衛(wèi)生出版社，1995:163；（3）陶其敏，RNA基因診斷技術(shù)的研究進(jìn)展【J】，臨床內(nèi)科雜志,1993.10(4):4-6（4）趙文清,余小平等,遺傳病的基因診斷和產(chǎn)前基因診斷J,中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2006.14(12);33-34（5）Balci B.Tinaztepe K,Yilmaz E,et

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