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本帖最后由 naturalkillerce 于 2011-9-22 00:06 编辑
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南京大学张辰宇教授证实MicroRNA通过植物食物进入人体 3 l T# U4 P7 [& L' @; z7 A
naturalkillerce导语：该研究结果给人带来的争论之处：
5 W/ o T" ~% {3 R$ a该研究证实来自常见的作物如大米和包心菜的microRNAs能在人类和其他以吃植物的哺乳动物血液中存在，而且一种在大米中大量存在的microRNA，MIR168a，抑制一种帮助清除血液低密度脂蛋白的低密度脂蛋白受体连接蛋白1基因(low-density lipoprotein receptor adapter protein 1 gene, LDLRAP1)表达，从而提示microRNAs能够跨越物种界影响基因表达。而且人肝细胞体外实验和小鼠体内实验证实，大米中大量存在的microRNA，MIR168a，能够穿过胃肠道，进入血液，抑制LDLRAP1表达，导致血液中低密度脂蛋白水平增加，从而造成血液中胆固醇水平增加。那么转基因安全乎？方舟子大声疾呼转基因绝对安全，转基因也是基因，不敢吃转基因食物的人也无知的表现。那么转基因带来的microRNA以及其他小RNA的风险，有谁评估过？现编译如下： ]9 W) |" b6 T9 D: v2 `
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研究背景：
( n9 A- _4 k$ K( H& `9 VMicroRNAs就像名字暗示的那样，是非常短的RNA序列(大约长22个核苷酸)，是在20世纪九十年代早期被人们发现的。已知它们通过结合到mRNA的方式来调控基因表达，经常是抑制基因表达。随着近年来发现microRNAs搭乘膜包围的小颗粒---微囊泡(microvesicle)，在血液中循环流通，人们对microRNAs作为多种疾病的一类新的生物标记物。
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研究内容：1 H+ _; C) _6 m, a
南京大学生命科学学院分子生物学家张辰宇教授课题组发现，来自常见的作物如大米和包心菜的microRNAs能在人类和其他以吃植物的哺乳动物血液中存在。尤其特别的是，研究人员发现一种在大米在大量存在的microRNA，MIR168a，抑制一种帮助清除血液低密度脂蛋白的LDLRAP1蛋白表达，从而提示microRNAs能够跨越物种界影响基因表达。该研究成果2011年9月21日发表在《Cell Research》杂志上。" M8 E$ H d" H
% [1 F0 u w: r9 @3 {. |$ X, c/ O总的来说，两个假说，两次验证，惊人发现。
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0 J& W+ P+ I% w5 W/ l! S8 t提出假说一：
$ I$ c# y2 R8 `当发现microRNAs在诸如牛奶之类的体液中存在时，张辰宇教授就一直在研究循环流通的microRNAs在健康和疾病上所起的作用。他回想到，这也给了他一个“疯狂想法”：外源性microRNAs，比如通过喝牛奶而摄入的microRNAs，可能也哺乳动物血清中循环流通。
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验证假说一：$ _" k0 Y) H' ^) r6 q5 o
为了测试他的假设，张辰宇和他的研究团队测序了31名健康中国人血液中的microRNAs，搜寻植物microRNAs的存在。因为植物microRNAs结构上不同于哺乳动物microRNAs，因此它们对氧化试剂的反应也不同，这样研究人员就能够利用高碘酸钠处理它们从而将两者区分开来，其中高碘酸钠能氧化哺乳动物microRNAs，但不能氧化植物microRNAs。6 w" Y, E: g! k/ S Q
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令他们吃惊的是，他们发现了大约40种类型的植物microRNAs在测试人员血液中循环流通，而且还发现其中一些microRNAs浓度与主要的人内源性microRNAs不相上下。2 [, L( C, K+ t+ E- m5 y% N
. Y( [& U) \& d% V: J在它们当中，浓度最高的植物microRNAs是MIR156a和MIR168a，而人们已知这两种microRNAs在大米和诸如白花菜、包心菜和西兰花之类的十字花科蔬菜中大量存在。研究人员在小鼠的血液、肺、小肠和肝脏中检测到这两种浓度可变的microRNAs，而且当用糙米(raw rice)喂食小鼠(尽管也证实煮熟的米饭也含有MIR168a)后，它们的浓度显著上升。8 F/ ?6 S7 {! |4 ~- r" v
9 f: T6 Y3 p! L4 F7 n; q. c& L接下来，研究人员在序列数据库中搜寻MIR156a和MIR168a作用的潜在性靶基因，发现MIR168a与大约50个哺乳动物基因存在序列互补。这些序列在整个动物界当中最为保守的序列为低密度脂蛋白受体连接蛋白1基因(low-density lipoprotein receptor adapter protein 1 gene, LDLRAP1)的第四外显子。- ~4 D6 h) w2 f: {% {
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LDLRAP1在肝脏中高度表达，能够与低密度脂蛋白受体相互作用以便帮助移除血液中不好的胆固醇载体，低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)。/ {; c; a; z/ S! L5 S; e- W
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提出假说二：! K$ ]& q7 `' X/ A o3 d
研究人员假设MIR168a能够被胃肠道黏膜上皮细胞摄取，包装到微囊泡中，然后分泌到血液，而且它们能够想方设法从血液中到达目标器官。一旦进入肝脏，MIR168a结合到LDLRAP1 mRNA，降低这种蛋白质的表达水平，最终影响血液中LDL的清除。3 E( j- d6 G7 U- D+ p* |9 W
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验证假说二：" t( c ~$ m: F
为了在体外测试这种假设，研究人员把合成的MIR168a转染仅人上皮细胞系，然后收集分泌的微囊泡。当他们把这些微囊泡加入到HepG2肝细胞系，他们发现它不能改变LDLRAP1 mRNA的水平，但是它的确降低了实际的LDLRAP1蛋白水平。
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Z$ s9 u; R9 \" M% q/ Z Z类似地，在吃新鲜大米或者被注射入合成的MIR168a的3到7天之后，在活的小鼠肝脏内LDLRAP1蛋白水平也下降，从而显著性增加血液中LDL。当研究人员给小鼠注射一种能结合到MIR168a从而把它中和掉的RNA序列后，LDLRAP1蛋白和LDL水平恢复正常。
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该研究意义在于：
5 @; r# D) \, K0 K(1)人们吃的食物可能直接调控人们体内的基因表达
+ p7 J. |+ n3 p* Y# I' J(2)外源性植物microRNAs抑制包括人在内的哺乳动物体内某些蛋白质的表达，如植物MIR168a抑制哺乳动物体内LDLRAP1蛋白表达，增加血液中的LDL和胆固醇水平，从而增加代谢综合症的风险，这就为基于外源性microRNAs加强或抑制表达来开发新的治疗疾病的策略提供可能。
7 E- m" @) L5 ?# ]* |% l(3)这些结果为有助于人们增加理解食物中特异性成分如何调控健康和疾病。
9 c0 ^+ E, C4 Z5 K; l(4) MIR168a可能只是很多外源性植物microRNAs的一种例子，人们将会发现更多外源性植物microRNAs能够穿过胃肠道并对宿主生理学产生影响。
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; l% j! r# ^: d% T0 H不足之处在于：4 S7 b8 \6 t9 |
植物microRNAs能够调节人类基因表达的机制还有待进一步阐释。6 t. ^. P5 }6 _! t- q! i! @" X
0 Q. s( ?& }- O8 n+ OL. Zhang, et. al., “Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA,” Cell Research, doi:10.1038/cr.2011.158, 2011. |
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发表于 2011-9-21 14:37
发表于 2011-9-24 10:56
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