信使RNA N6-甲基腺嘌呤甲基化修饰在血管性痴呆中的作用机制研究进展

信使RNA(mRNA)中的腺苷酸可发生甲基化转化为N6-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine,m^(6)A)进而调节mRNA的功能和代谢,这是一种高度动态可逆的表观转录组修饰方式。血管性痴呆(vascular dementia,VD)是由多种脑血管原因(如动脉粥样硬化、淀粉样改变等)引起的一种神经退行性疾病,近年来,有研究发现m^(6)A与VD的发病和进展密切相关,m^(6)A甲基化在调节神经元氧化应激、炎症反应、脑血管内皮损伤、线粒体功能障碍和突触可塑性等方面具有较大影响。文章对近几年关于m^(6)A甲基化修饰在VD中的潜在作用机制进行综述,以期为后续研究和靶向治疗VD提供新的科学思路。

基于微小RNA-信使RNA互作在畸形精子症中的潜在发生机制研究

目的探讨微小RNA(miRNA)-信使RNA(mRNA)互作在畸形精子症中的潜在作用及机制。方法选取2018年1—12月于江西省妇幼保健院就诊的30例畸精症患者作为观察组,另选取同期于江西省妇幼保健院工作的30名正常男性作为对照组。构建mRNA和miRNA基因表达谱,并通过京都基因和基因组百科全书(KEGG)和基因本体论(GO)富集分析后进行反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)进一步验证。结果通过miRNA测序研究畸精症中miRNA的影响,共发现23个差异表达miRNA,同时满足log2FC|>0.585和P<0.05。23个差异表达miRNA的表达,有17个上调miRNA来自9个miRNA家族和6个下调的miRNA来自5个miRNA家族。使用KEGG和GO分析差异表达miRNA的2022个差异表达靶mRNA,共获得10条通路和9个注释簇。10条通路包括果糖和甘露糖代谢、磷酸戊糖通路、酵解/糖异生、碳代谢、氨基酸生物合成、核因子κB(NF-κB)信号通路、信号转导子和转录激活子(STATs)、丝裂原激活蛋白激酶(MAP)信号通路、Th1和Th2细胞分化、Toll样受体信号通路。注释簇1总结了3个GO术语;注释簇2总结了41个GO术语;注释簇3总结了3个GO术语;注释簇4总结了3个GO术语;注释簇5总结了3个GO术语;注释簇6总结了3个GO术语;注释集群7总结了38个GO术语;注释簇8总结了4个GO术语;注释簇9总结了10个GO术语。使用RT-PCR检测注释簇9中的3个miRNA和8个mRNA。miR-375-4-3p是上调的miRNA,而miR-31-12-5p和miR-9-6-5p是下调的miRNA。在4个GO术语中检测NF-κB、环氧合酶-2(COX-2)、前列腺素E合酶(PTGES)和基质金属蛋白酶9(MMP9)表达。在3个GO术语中检测白细胞介素(IL)-11、Spi-B转录因子(SPI1)、T细胞中表达的T-box转录因子(T-Bet)和IL-4/13A表达。RT-PCR的结果与miRNA和mRNA测序的结果一致,观察组miR-375-4-3p、NF-κB、COX-2、PTGES和IL-4/13A mRNA表达高于对照组,而miR-31-12-5p、miR-9-6-5p、MMP9、IL-11、SPI1和T-Bet mRNA表达低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论畸精症中有23个差异表达的miRNA和2022个目标mRNAs,可使用KEGG和GO富集分析获得5条通路和7个目标mRNA炎症免疫抑制损伤相关的GO术语,miRNAs可通过miRNA-mRNA网络分析介导炎症免疫抑制损伤相关机制参与畸精症进展,但具体机制需进一步研究。

信使RNA药物修饰及其递送系统研究进展

信使RNA(mRNA)药物在多种疾病的预防和治疗中展现了巨大的应用价值。最大程度提高mRNA的稳定性和翻译效率,保证mRNA免受核酸酶的降解并靶向特定组织和细胞是临床转化的要求。通过修饰核苷酸降低mRNA免疫原性,密码子优化增加mRNA翻译效率,5'帽结构和3'多聚腺苷酸尾结构增加mRNA稳定性,以及添加5'和3'非翻译区功能调控mRNA稳定性和翻译效率。通过纳米粒递送系统保护mRNA不被核酸酶降解,增加mRNA血液循环,并帮助mRNA进入细胞质发挥治疗和预防作用。本文综述了mRNA药物的制剂工程技术进展,讨论了提高mRNA稳定性和翻译效率的方法及设计原理,总结了具有产业转换潜力的mRNA递送系统的设计要求及其临床应用,并展望了mRNA药物未来可能的研究方向,以满足实现个性化精准医疗的需求。

体外转录信使RNA免疫疗法的研究进展

体外转录信使RNA(IVT mRNA)是在体外条件下以DNA为模板转录得到的一种mRNA,这种mRNA可以指导特定蛋白质的合成,阻止或改变某种特定的疾病。因此,IVT mRNA可以作为一种传递遗传信息的潜在新药。与其他核酸药物相比,基于IVT mRNA的药物具有很多优势。随着mRNA技术发展,基于IVT mRNA的恶性肿瘤免疫疗法和治疗传染性疾病疫苗的研制等已步入临床应用阶段。本文系统地介绍了IVT mRNA的结构、合成方式、投递途径和免疫机制,着重分析了IVT mRNA免疫疗法在不同疾病临床治疗中的应用现状,如恶性肿瘤、传染性疾病和过敏反应等,并探讨了将其开发为新药所遇到的关键性机遇与挑战。

信使RNA差异显示技术的最新进展

各种疾病，如肿瘤、遗传性疾病都是一种或多种基因异常表达的结果。寻找、定位疾病相关基因在目前分子生物学研究中占有十分重要的地位，Ｌｉａｎｇ等１９９２年首创了信使ＲＮＡ差异显示技术（ｍｅｓｓｅｎｇｅｒＲＮＡｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｓｐｌａｙ，ｍＲＮＡ...

兔出血症病毒信使RNA的分离纯化及其生物活性的鉴定

用液相免疫沉淀法从感染兔出血症病毒（ＲａｂｂｌｔＨａｅｍｏｒｒｈａｇｉｃＤｉｓｅａｓｅＶｉｒｕｓ，ＲＨＤＶ）８小时后的兔肝组织的多聚核糖体中，分离出ＲＨＤＶ特异性的多聚核糖体，并由此获得全核酸，经Ｏｌｉｇｏ（ｄＴ）－ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ亲和层析，得到３．４Ａ＿（２６０）的ＲＨＤＶｐｏｌｙ（Ａ）￣＋ＲＮＡ占全核酸的３．５％。此Ｐｏｌｙ（Ａ）￣＋ＲＮＡ经甲醛变性琼脂糖电泳，得到６条单一的带，其大小分别为０．９５、１．２２、１．８２、２．４０、３．６３和５．０１ｋｂ。在兔网织红细胞体外翻译体系中，此Ｐｏｌｙ（Ａ）￣＋ＲＮＡ能促进￣３Ｈ－亮氨酸的掺入，其掺入量为对照组的６．３倍。翻译产物经ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和免疫转印可得到６条带，分子量分别为６４．５６、５８．８８、５３．７０、５１．４０、２８．４４和２３．９８ｋＤ。

活动性系统性红斑狼疮患者外周血单个核细胞白介素6信使RNA（IL－6mRNA）表达水平的研究

应用反转录／聚合酶链反应（ＲＴ／ＰＣＲ）方法检测了２１例ＳＬＥ患者及１４例正常人外周血单个核细胞（ＰＢＭＣｓ）中白介素６信使ＲＮＡ（ＩＬ－６ｍＲＮＡ）表达水平，结果表明活动性ＳＬＥＰＢＭＣｓ中ＩＬ－６ｍＲＮＡ表达明显高于非活动性患者及正常对照，而非活动期ＳＬＥ与正常组比较无显著统计学差异，提示ＩＬ－６可能参与活动性ＳＬＥ的发病机制。

信使RNA差异显示法比较正常结肠粘膜与结肠癌的基因表达

信使ＲＮＡ差异显示技术是Ｌｉａｎｇ等［１］１９９２年首创的用于鉴别在某一细胞系、组织或某个发展阶段中特异表达的基因的新方法。其特点在于能迅速方便地获得大量候选的分子生物学信息。该技术在结肠癌研究中的应用尚未见报道。我们将该技术用于比较正常结肠粘膜与结...

皮损组织Cx26蛋白及信使RNA表达与PV患者PASI评分的关联性

目的分析皮损组织Cx26蛋白含量及信使RNA表达与寻常型银屑病(PV)患者皮损面积和严重程度指数(psoriasis area and severity index,PASI)评分的关联性。方法2018年7月-2019年7月选取本院PV患者60例作为研究组,另选同期健康体检者32例作为对照组,分析皮损组织Cx26蛋白、信使RNA水平与PV患者PASI评分的关联性。结果研究组Cx26蛋白含量及信使RNA表达水平均高于对照组(P<0.05);研究组轻度患者Cx26蛋白含量及信使RNA表达水平低于中度,中度患者Cx26蛋白含量及信使RNA表达水平低于重度(P<0.05);经Spearman分析可知,PASI评分与Cx26蛋白含量(r=0.625)及信使RNA表达水平(r=0.541)存在明显正相关关系(P<0.05)。结论PV患者Cx26蛋白含量及信使RNA表达水平与PASI评分密切相关,可作为评判疾病进展、预后指标,为临床治疗提供指导依据。

2型糖尿病关键信使RNA和微小RNA的鉴定

目的通过生物信息学方法鉴定2型糖尿病(T2DM)中的关键信使RNA(mRNA)与微小RNA(miRNA)。方法在GEO数据库下载T2DM相关数据集miRNA-Seq和mRNA-Seq。利用在线分析工具GEO2R分析并筛选T2DM和正常组织样品之间差异表达的mRNA和miRNA。针对差异表达的mRNA进行基因本体论和通路富集分析,并构建蛋白质互相作用(PPI)网络。利用在线工具miRDB预测差异表达miRNA的靶基因,取差异表达miRNA的靶基因与差异表达mRNA的交集,绘制miRNA-mRNA网络图,并预测与差异表达miRNA相互作用的转录因子。结果(1)共筛选出40个差异表达的mRNA,主要与成人运动行为、pH调节等生物过程相关,涉及促胰酶素受体信号通路、钙黏着蛋白信号通路、果糖半乳糖代谢信号通路、γ-氨基丁酸合成信号通路、糖酵解等信号通路。通过构建PPI网络共鉴定出3个核心基因,包括表达下调的分泌素受体(SCTR),以及表达上调的促甲状腺激素受体(TSHR)、降钙素相关多肽α(CALCA)。(2)共鉴定出67个差异miRNA,包括66个下调的miRNA和1个上调的miRNA。miRNA-mRNA网络分析结果显示,miRNA-16-5p是下调最明显的miRNA之一,其与miRNA-103a-3p、miRNA-107、miRNA-15b-5p共同靶向调控丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK4)。转录因子SP1、早期生长应答因子是差异表达miRNA最显著的潜在靶标。结论SCTR、TSHR、CALCA可能是T2DM病理生理过程的主要参与者。miRNA-16-5p、miRNA-103a-3p、miRNA-107和miRNA-15b-5p通过靶向调控PDK4在T2DM病理生理中起到重要作用。

体外微RNA/信使RNA3′非翻译区相互作用报告系统的构建及鉴定

[目的]利用分子克隆技术,构建一套体外miRNA/mRNA-3′UTR interactions reporter system并鉴定其功能。[方法]分别以质粒pIRES2-EGFP、pGL3-Control为模板PCR扩增EGFP,Luciferase编码序列,并依次在5′,3′添加酶切位点XhoⅠ、HindⅢ,定向克隆到pBlue-script-KS(-)中的多克隆位点中,利用该载体中的多克隆位点序列使用XhoⅠ、NotⅠ酶切获取3′带有一段常用酶切位点的多克隆序列,最后定向克隆到pIRES2-EGFP中,由于取代了前者中的核糖体进入位点序列(IRES)及EGFP,而其载体骨架为pUC系列且克隆片段下游增加了一段包括HindⅢ、EcoRⅠ、BamHⅠ、XbaⅠ、NoⅠt等常用酶切位点的多克隆位点序列,为miRNA及mRNA-3′UTR的构建提供了便利的条件,故新构建载体分别取名为pUC-EGFP-MCS,pUC-Luciferase-MCS。构建pUC-EGFP-pre-miRNA1及pUC-Luciferase-HDAC4-3′UTR共转染HEK293-T细胞,使用荧光定量PCR检测miRNA1的过表达情况并测定相对荧光素酶活性,以检测所建立系统是否有效。[结果]所构建载体pUC-EGFP-MCS、pUC-Luciferase-MCS经酶切及测序证明构建正确;阳性对照组pUC-EGFP-pre-miRNA1及pUC-Luciferase-HDAC4-3′UTR共转染细胞后miRNA1得到有效表达且相对于对照组,即pUC-EGFP-MCS,pUC-Luciferase-HDAC4-3′UTR,试验组的相对荧光素酶活性显著降低。[结论]成功构建In-vitro miRNA/mRNA-3′UTR interactions reporter system,为体外筛选鉴定miRNA/mRNA-3′UTR interactions提供了一个有力的技术平台。

糖尿病足与糖尿病患者血浆中差异表达的环状RNA和信使RNA的筛选及其作用分析

目的探究血浆环状RNA(circular RNA,circRNA)和信使RNA(messenger RNA,mRNA)在糖尿病(diabetes mellitus,DM)发展为糖尿病足(diabetic foot,DF)过程中的变化情况及其在DF发生发展过程中的作用机制。方法选择2018年11月至2019年8月北京医院招募的DM志愿者9例为研究对象,根据是否合并DF将其分为DF组(DM合并DF,3例)和DM组(DM不合并DF,6例)。分析两组患者血清样本的circRNA和mRNA表达谱,找到差异表达的circRNA和mRNA,通过基因本体论(gene ontology,GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析差异表达的circRNA和mRNA的功能,并对差异表达的circRNA和mRNA进行相互作用分析。结果与DM患者相比,DF患者血浆中有279个mRNA高表达,353个mRNA低表达,33个circRNA存在差异表达。circRNA FBXO7、ATM和LMBRD1,mRNA RUNX1和TLR6与DF的关系密切。通路富集分析发现,溶酶体通路、Chagas病通路、单纯疱疹病毒感染通路和甲烷代谢通路在DF的发生发展中具有重要作用。结论在DF与DM之间存在差异表达的circRNA和mRNA,这些差异表达的RNA通过溶酶体通路、Chagas病通路、单纯疱疹病毒感染通路和甲烷代谢通路对DF的发生发展产生影响。

N^6-甲基腺苷依赖的信使RNA稳定性调节

N^6-甲基腺苷（N^6-methyladenosine，m^6 A）修饰是现今最常见的高等真核生物信使RNA（mRNA）内部（非帽子结构）修饰，是在转录后由m^6A甲基转移酶（如MT-A70）在序列的G（m^6A）C（70％）或A（m^6A）C（30％）部位上加工形成的。这种修饰对于细胞的存活和发育是必不可少的，但其确切作用仍有待进一步研究。

信使RNA如何通过核孔

经过对mRNP和NPC的详尽分析发现 ,mRNP转位要经过以下步骤 :RNP颗粒连接到核纤维上 ,蓝状物的出现 ,颗粒停到中央通道的入口处 ,非输出蛋白脱落 ,颗粒解体 ,5’端领先的纤细RNP纤维通过通道 ,进入细胞质 ,释放帽连复合体 ,最终启动蛋白质的合成。

利用信使RNA可研制流感疫苗

目前的流感疫苗是通过在鸡蛋中接种或者细胞培养的方式获得，其生产过程烦琐、耗时。这意味着当流感暴发时，疫苗的充足供应会成为难题。根据信使RNA的序列具有很容易被改变以便与新的流感毒株发生配对的优点，其制造过程也相当简单、迅速，可作为一种有用的替代物。

信使RNA的转换

影响许多蛋白质合成速率的是其信使RNA模板的衰变(转换)速度，而不是RNA的合成速度。是哪些因子在调节着模板的衰变呢?

骨关节炎软骨中铁死亡相关微小RNA-信使RNA调控网络的构建及生物信息学分析

目的使用生物信息学方法构建铁死亡相关微小RNA(miRNAs)-信使RNA(mRNAs)的调控网络并探讨其在骨关节炎(OA)中的分子作用机制。方法从基因表达综合数据库(GEO)下载软骨相关数据集GSE175961和GSE1140007,利用生物信息学方法筛选铁死亡相关miRNAs和mRNAs,并进行富集分析、miRNA-mRNA网络构建以及诊断价值分析。最后采用荧光实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)验证关键基因表达,并采用独立样本t检验比较其差异。结果GSE175961数据集中共筛选获得了15个差异表达miRNAs。使用TargetScan和miRDB数据库分别预测差异表达miRNAs的下游靶基因,共获得了5115个共存的靶基因。与GSE1140007数据集中19个差异表达铁死亡基因取交集后共获得了4个下游铁死亡基因(PARP15、KLF2、CDKN1A、PDK4)。基于上述研究结果构建了由15个差异表达的miRNAs和4个下游铁死亡基因组成的miRNA-mRNA调控网络。进一步富集分析表明,4个下游铁死亡基因与多种生物学功能和信号途径有关,如脂肪酸代谢、细胞周期调控、FOXO信号途径以及P53信号途径等。受试者工作曲线分析表明,4个下游铁死亡基因具有良好的诊断价值。此外,使用外部数据集证实,CDKN1A和PDK4在OA软骨组织中表达降低。而列线图表明,OA发生率随CDKN1A和PDK4表达降低而升高。qRT-PCR证实,正常组和OA组中,CDKN1A相对表达量分别为1.322±0.890、0.035±0.031;PDK4相对表达量分别为1.085±0.567、0.393±0.180。结论本研究构建的铁死亡相关miRNA-mRNA调控网络与软骨退变密切相关。

参芪复方对糖尿病GK大鼠肝脏组织mRNA、lncRNA表达谱的影响

目的应用全转录组测序与实时聚合酶链锁反应(Real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术,探索参芪复方调控糖尿病GK大鼠肝脏信使RNA(messenger RNA,mRNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)表达谱的机制研究。方法采用高脂高糖饲料建立2型糖尿病模型,将GK大鼠随机分为模型组、参芪复方组和西药组。另将10只Wistar大鼠设为空白组,予普通饲料喂养。参芪复方组大鼠予参芪复方浸膏灌胃,西药组予西格列汀混悬液灌胃,模型组及空白组灌服生理盐水。干预12周,每周检测空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)。运用HE染色法观察大鼠肝脏组织病理形态,在空白组、模型组和参芪复方组中每组随机选取4只大鼠进行全转录组测序,构建mRNA、lncRNA差异表达谱,分析差异基因生物学功能,并进行RT-qPCR验证。结果与空白组相比,糖尿病GK大鼠FBG显著升高(P<0.05),模型组大鼠肝脏可见肝细胞排列紊乱,边界模糊,出现弥漫空泡状改变,呈中度脂肪变性,伴见炎性浸润、弥漫水肿;与模型组相比,参芪复方组大鼠FBG在12周时明显降低(P<0.05),肝脏组织排列较整齐,脂质沉积、细胞水肿及炎细胞浸润明显减轻。全转录组结果显示,与空白组相比,模型组大鼠mRNA、lncRNA表达谱存在显著差异,决定了糖尿病大鼠生理病理上的差异表现。参芪复方可广泛调控mRNA、lncRNA的差异表达,富集分析显示参芪复方通过调控多条内分泌系统及代谢过程相关信号通路改善糖尿病,包括胰岛素分泌、非酒精性脂肪性肝病、胆固醇代谢、鞘脂代谢、胰岛素抵抗等信号通路。RT-qPCR结果显示,基因Irf1、Trim30、Tmcc3、Insig1与转录组结果一致,转录组准确性较高。结论参芪复方发挥调节血糖及改善肝脏脂质沉积、水肿的作用,可能与广泛调控mRNA、lncRNA的差异表达有关。

哺乳动物精子编码与非编码RNAs的研究进展

在哺乳动物中,精子发生意味着圆形精子进行细胞分化,会导致其大部分细胞质的流失,之后变成从生精上皮向附睾移动的精子,在附睾发生进一步的成熟变化,包括核基因组的压缩,这导致人们最初普遍认为,精子RNA是精子发生过程中产生的残余物,其在受精和早期胚胎发育中的作用十分有限。而通过对比马的精子和睾丸表明,精子RNA的所有组成部分不是随机的精子发生残余物,而是选择性保留和功能一致的RNA集合。成熟的精子携带数千种RNA,包括信使RNA(mRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、微小RNA(miRNA)、转移RNA(tRNA)、核糖体RNA(rRNA)和小非编码RNA(sncRNA)等,人们也逐渐发现精子RNA可能在精子发生与功能、受精、胚胎发育、建立和维持有活力的父系基因组、激活卵母细胞基因组、调节父系基因在雌性生殖系统中的表达,以及在妊娠过程中发挥积极作用,还可能影响后代的表型。