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MicroRNA-“垃圾”基因物质,具有巨大的抗癌和抗痴呆的潜力

在构成我们基因组的近30亿个分子中,只有1.1%的分子能够提供遗传指令。当科学家们第一次计算出我们基因组中的字母序列时,他们最初估计有24%的字母是无用的垃圾。(其余的则是基因间的重复和位,没有已知的功能)。

但是科学家们已经将我们基因组中一些被抛弃的部分,即所谓的microRNAs,与癌症和痴呆等疾病的发展相匹配。这是因为它们有能力阻止我们的基因指令付诸行动。现在,研究人员正在寻找利用这些微rna来诊断、监测甚至治疗这些疾病的方法。

MicroRNAs是对我们的发展、生长和生存至关重要的微小分子序列。每个microRNA可以调节成千上万个基因。据认为,在人类基因组中有2300个已识别的microRNAs,调节人类三分之一的基因。

每个原始的人类microRNA由83个核苷酸组成,这些核苷酸是遗传物质的基本分子。这意味着我们可能有30亿个核苷酸中的191,000个可以控制我们基因的工作方式。

微小的但是强大的力量,microRNAs可以阻止基因使用它们的指令来制造新的蛋白质分子,通过阻断和结合相关的遗传密码。在阿尔茨海默氏症(老年痴呆症的主要病因)的病例中,微rna参与了在大脑中积聚的粘结蛋白质的形成。

在癌症的发展过程中,一些microrna是肿瘤抑制因子。所以如果microRNA失去了它的功能,它就会导致癌细胞的生长。

生物的目标

一旦我们知道microRNAs参与了疾病的发展,我们就可以开始寻找它们作为患者的生物标记。某些microrna被发现作为癌症存在甚至是侵袭性的标志。其他的microrna已经被证明是不同心脏病和心力衰竭的标志。

与其他相关分子相比,microrna是更好的疾病标志物,因为它们非常小,不会被困在身体无法到达的区域,比如大脑。相反,它们可以在血液、尿液或身体组织的样本中找到保存完好的样本。

但由于它们是相对较短的分子,降解速度很快,因此很难检测到microrna。一个正在开发的解决方案是使用生物传感器分子,一旦它们与microRNA结合就会发出荧光信号。

研究人员目前正在试验一系列microRNA生物标志物,作为诊断疾病的潜在临床方法。例如,中国的一项研究旨在利用轻度认知障碍(记忆和思维问题)患者的血液样本来检测老年痴呆症的早期阶段。

但科学家们也开始尝试通过靶向microRNAs或将microRNAs本身作为一种治疗形式来治疗疾病。例如,一些癌症可以通过阻断一些参与肿瘤进程的microRNAs或替换缺失的有助于预防肿瘤的microRNAs来治疗。最近一项针对吉非思洁(Lopid)的早期试验正在研究它是否能改变microRNA-107在阿尔茨海默氏症患者中的作用方式,并防止进一步的认知障碍。吉非思洁通常用于高胆固醇患者。

在这个领域有很多研究正在进行。2018年发表了近3500项关于microRNAs在治疗中的潜力的研究。但也存在需要克服的重大挑战,最值得注意的是,我们如何将非常不稳定的分子——微核糖核酸(microRNAs)传递到体内。一种解决方案可能是使用修饰或合成的microRNAs。

2018年,首个针对另一种RNA的治疗,即小干扰RNA,被批准在美国使用。这种名为patisiran (Onpattro)的药物可以结合并降解一种与一种罕见的神经疾病有关的RNA分子。所以现在有很多希望,microRNA疗法将很快跟进。随着如此多的基因在开发中,我们很可能会在未来几年看到这种所谓的基因“垃圾”的新用途呈指数级增长。

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