昨天诺贝尔生理学或医学奖公布，并没有颁给大家先前推测的CAR-T、cGAS-STING、GLP、光遗传等热门领域，居然出乎意料的颁给了microRNA。由于2006年诺贝尔生理学或医学奖颁给了RNAi（干扰），这是大家非常熟悉和使用的技术了，而RNAi与microRNA在转录后调控的作用机制上很相似，因此颁给miRNA确实有些出乎笔者意料，特别是前段时间公众号刚发过推文：2024年做lncRNA和miRNA，还能报国自然吗？
“看看PubPeer网站上成片被质疑和撤稿的文章，感觉整个非编码RNA领域都完蛋了。现在很多期刊编辑，一看是单位是“国内医院+非编码RNA”就拒稿，估计内容都不看；有的基金评审专家也是这样，之前我们报miRNA的项目，有的专家直接说研究miRNA没有意义，人家院士都做miRNA研究，怎么就没意义了！不过环境是这样，我们早就换方向了。”——来自一个做了很多年非编码RNA研究的实验室团队。
好了，如果大家明年国自然还有勇气报miRNA或者非编码RNA，除了常规的miRNA作用方式（如外泌体-miRNA），下面我们推荐5个方向。
一、miRNA靶向非mRNA
在经典的miRNA调控靶基因的模式中，靶RNA都是mRNA，不知大家是否考虑过哦这个问题：除了mRNA外，miRNA是否还可以靶向其它类型的RNA？这里大家最容易想到的就是lncRNA、circRNA这些非编码RNA，那如果靶向的是核糖体RNA（rRNA）呢？
核糖体生物合成（Ribosome Biogenesis，RB）是指细胞内核糖体的形成过程，核糖体是细胞中负责蛋白质合成的分子机器，由核糖体RNA（rRNA）和多种蛋白质组成，因此如果核糖体RNA（rRNA）的产生被miRNA所影响，核糖体生物合成就因此受到影响。由于成熟的核糖体RNA（18S、5.8S和28S rRNA）在核仁中合成，当核糖体生物合成RB缺陷后可触发核仁应激反应，导致p53水平稳定，CDKN1A（p21）诱导，细胞周期停滞和凋亡。而肿瘤的发生进展与异常的核糖体生物合成密切相关。
Discovery of novel microRNA mimic repressors of ribosome biogenesis. Nucleic Acids Res. 2024 Feb 28;52(4):1988-2011.
研究团队通过高通量筛选鉴定了72个新的microRNA负向调节因子，这些因子能够影响核糖体生物合成（RB），microRNA通过影响pre-rRNA的处理，而非pre-rRNA的转录来调控核糖体生物合成；特别是MIR-28家族成员（miR-28-5p和miR-708-5p）通过靶向RPS28 mRNA，导致pre-18S pre-rRNA处理严重缺陷。
二、靶mRNA介导的miRNA降解（TDMD）
在经典的miRNA调控靶基因的模式中，一般miRNA与靶mRNA结合后会导致mRNA降解，或者抑制其翻译过程。而靶mRNA会不会影响miRNA呢？或者说miRNA在发挥作用后，是如何被降解的呢？
靶基因导向的microRNA降解（Target-directed miRNA Degradation，简称TDMD）发生在触发RNA（trigger RNAs）与miRNA-AGO复合体结合，并招募ZSWIM8 E3泛素连接酶时，导致AGO泛素化和蛋白降解，以及随后的miRNA破坏。在这一过程中，特定的触发RNA（可能是带有互补序列的人工设计的RNA或内源性RNA）与目标miRNA结合，形成miRNA-AGO复合体。然后，这个复合体进一步招募ZSWIM8 E3泛素连接酶，该连接酶将泛素分子添加到AGO蛋白上，标记它进行降解。AGO蛋白的降解导致miRNA-AGO复合体解体，从而释放miRNA并使其变得不稳定，最终导致miRNA的降解。
LncRNA MIR200CHG inhibits EMT in gastric cancer by stabilizing miR-200c from target-directed miRNA degradation. Nat Commun. 2023 Dec 8;14(1):8141.
研究团队揭示了在微卫星稳定型/上皮-间充质转化（MSS/EMT）胃癌亚型中，LncRNA MIR200CHG作为调控EMT的关键因子，通过稳定miR-200c从而抑制TDMD，进而影响胃癌的转移和预后。
三、核激活miRNA（NamiRNA）
在经典的miRNA调控靶基因的模式中，成熟的miRNA发挥作用是在细胞质中，那如果miRNA定位于细胞核呢？
Nuclear Activating miRNA（核激活miRNA，NamiRNA）是在细胞核内发挥作用，能够激活基因表达的一类miRNA，NamiRNA可能参与染色质重塑、基因表达调控等过程。
研究案例
Nuclear miR-320 Mediates Diabetes-Induced Cardiac Dysfunction by Activating Transcription of Fatty Acid Metabolic Genes to Cause Lipotoxicity in the Heart. Circ Res. 2019 Dec 6;125(12):1106-1120.
研究团队首先通过miRNA芯片分析在糖尿病小鼠模型中鉴定了miR-320的表达变化；随后通过临床样本验证了miR-320的上调，并利用重组腺相关病毒（rAAV）介导的miR-320抑制剂在小鼠模型中探究了miR-320对心脏功能的影响；进一步通过染色质免疫沉淀测序（ChIP-Seq）分析，揭示了miR-320与CD36基因启动子的直接相互作用，从而阐明了miR-320在糖尿病心脏功能障碍中的作用机制。
四、递送miRNA用于治疗
多数围绕miRNA的研究都是功能和机制研究，那么是否可以让miRNA作为核酸药物进行治疗呢？如果以miRNA进行治疗，脂质纳米颗粒LNP、外泌体都是可以采用的递送体系。
MicroRNA-200 Loaded Lipid Nanoparticles Promote Intestinal Epithelium Regeneration in Canonical MicroRNA-Deficient Mice.ACS Nano. 2023 Nov 28;17(22):22901-22915.
研究团队通过分析Dgcr8缺失对肠道干细胞和肠道上皮再生的影响，团队发现miR-200家族的缺失会导致p53信号通路的过度激活，从而抑制肠道干细胞的增殖和肠道上皮的再生；进一步团队通过脂质纳米颗粒（LNP）技术，成功将miR-200递送到肠道，发现其能够恢复肠道干细胞的数量并促进肠道再生。
五、其它小RNA
除了miRNA外，大家还可以关注其它的小RNA，这里我们给大家推荐三个：piRNA、tsRNA和snoRNA。
piRNA（Piwi-interacting RNA）
piRNA是一类与Piwi家族蛋白相互作用的小非编码RNA，长度通常在24到31个核苷酸之间。piRNA主要在动物的生殖系统中表达，特别是在睾丸中，它们在基因沉默、转座元件的抑制和基因表达调控中发挥重要作用。piRNA与Piwi蛋白结合形成piRISC复合体，通过碱基配对的方式识别并沉默特定的mRNA或转座元件的转录本。piRNA的生物合成和功能与miRNA类似，但它们具有独特的特征和作用机制。
piRNA PROPER Suppresses DUSP1 Translation by Targeting N6-Methyladenosine-Mediated RNA Circularization to Promote Oncogenesis of Prostate Cancer. Adv Sci (Weinh). 2024 Sep;11(33):e2402954.
研究通过三个GWAS数据集识别与前列腺癌（PCa）风险和进展相关的piRNA遗传变异，并发现特定的遗传变异rs17201241与肿瘤中PROPER（在前列腺癌中高表达的piRNA）的表达增加相关，该变异位于基因内。在分子机制上，PROPER与YTHDF2结合，识别N6-甲基腺苷（m6A）修饰，促进RNA结合蛋白EIF2S3和YTHDF2/YBX3之间的相互作用，从而促进DUSP1的环化。这种m6A依赖的mRNA环化模式增强了DUSP1的降解，并抑制了DUSP1的翻译，最终降低了DUSP1的表达，并通过p38 MAPK信号通路促进了PCa转移。
tsRNA（Transfer RNA-derived small RNA）
tsRNA是一类由tRNA前体或成熟tRNA衍生的小RNA片段，长度大约为20到24个核苷酸。tsRNA可以由tRNA的5'或3'端切割产生，或者由tRNA内部环状结构的断裂产生。tsRNA在细胞中的作用包括调控基因表达、参与RNA干扰途径和影响蛋白质合成。它们可以通过与mRNA结合来影响mRNA的稳定性和翻译效率，从而调控细胞内的蛋白质合成。
tsRNA-GlyGCC promotes colorectal cancer progression and 5-FU resistance by regulating SPIB. J Exp Clin Cancer Res. 2024 Aug 17;43(1):230.
团队通过RNA测序等技术揭示了tRNA衍生的小RNA（tsRNA-GlyGCC）在结直肠癌组织中的表达特征，并探讨tsRNA-GlyGCC在5-氟尿嘧啶（5-FU）耐药性中的作用分子机制，发现tsRNA-GlyGCC通过靶向SPIB并调节JAK1/STAT6信号通路，促进CRC的进展和5-FU耐药。
小核仁RNA snoRNA（Small nucleolar RNA）
snoRNA是一类主要在细胞核仁中发现的小RNA分子，它们参与rRNA的加工和修饰。snoRNA通常与蛋白质结合形成snoRNP复合体，这些复合体参与rRNA前体的剪接、假尿苷酸的合成和其他修饰过程。snoRNA对于维持rRNA的结构和功能至关重要，从而影响核糖体的生物合成和细胞蛋白质的生产，snoRNA的异常表达或功能失调可能与多种疾病相关，包括某些肿瘤和遗传性疾病。
SNORA56-mediated pseudouridylation of 28 S rRNA inhibits ferroptosis and promotes colorectal cancer proliferation by enhancing GCLC translation. J Exp Clin Cancer Res . 2023 Dec 5;42(1):331.
研究探讨了小核仁RNA SNORA56在结直肠癌中的表达、功能及其调控机制，发现SNORA56通过介导28S rRNA的假尿苷化，增强谷胱甘肽合成限速酶GCLC的翻译，抑制铁死亡并促进CRC细胞增殖。
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