厦门大学生科院等miRNA研究成果发表于《Immunity》

　　生物通报道：来自美国著名的斯克利普斯研究院（Scripps Research Institute）免疫学系，厦门大学生命科学学院细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室（The Key Laboratory of the Ministry of Education for Cell Biology and Tumor Cell Engineering），中科院上海研究院健康科学研究所，内布拉斯加州大学的研究人员发现Dicer1突变小鼠对于水疱性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)易感性增加，并且野生型等小鼠中并不会出现这种情况，这说明miR24和miR93的缺失也是Dicer1^d/d 细胞中VSB复制增多的原因之一。并进一步说明宿主miRNA与病毒的相互作用中扮演着重要的角色。

文章的通讯作者是来自斯克利普斯研究院，厦门大学生科院的特聘教授韩家淮，其研究领域是以 L929和MCF-7细胞株为对象，采用逆转录病毒载体随机插入基因失活的方法，通过TNF筛选获得TNF抗性细胞株，从而得到与TNF诱导细胞凋亡相关的功能基因.分析这些基因在细胞凋亡通路的作用。 

Immunity, Vol 27, 123-134, 27 July 2007
Hypersusceptibility to Vesicular Stomatitis Virus Infection in Dicer1-Deficient Mice Is Due to Impaired miR24 and miR93 Expression
[Abstract]

RNA沉默是存在于生物中的一种古老现象, 是生物抵抗异常DNA(病毒、转座因子和某些高重复的基因组序列)的保护机制, 同时在生物发育过程中扮演着基因表达调控的角色，它可以通过降解RNA、抑制翻译或修饰染色体等方式发挥作用。

RNA沉默存在两种既有联系又有区别的途径: siRNA(small interference RNA)途径和miRNA(microRNA)途径。siRNA途径是由dsRNA(double-stranded RNA)引发的, dsRNA被一种RNaseⅢ家族的内切核酸酶(RNA- induced silencing complex, Dicer)切割成21~26 nt长的siRNA, 通过siRNA指导形成RISC蛋白复合物(RNA-induced silencing complex)降解与siRNA序列互补的mRNA而引发RNA沉默。而miRNA途径中miRNA是含量丰富的不编码小RNA(21~24个核苷酸), 由Dicer酶切割内源性表达的短发夹结构RNA(hairpin RNA, hpRNA)形成。miRNA同样可以与蛋白因子形成RISC蛋白复合物, 可以结合并切割特异的mRNA而引发RNA沉默。尽管引发沉默的来源不同, 但siRNA 和miRNA 都参与构成结构相似的RISC, 在作用方式上二者有很大的相似性。

双链RNA之所以能引起物特异性基因抑制是由于能激活细胞内的Dicer的酶复合生物所致。Dicer是一类多结构域的RNA酶III样蛋白，由核酸内切酸和解旋酶等组成，能识别异常双链RNA并将其切割成短链RNA，这种短链RNA可以与进一步被激活的Dicer结合成RNA诱导的沉默复合物(RISC)。RISC通过Dicer中解旋酶的作用将双链 RNA变成两个互补的单链RNA，然后单链RNA识别细胞内与其互补的靶RNA分子，并与之互补结合，这时Dicer中的核酸内切酶将RNA分子切断，从而使靶RNA分子失去编码蛋白质的功能。

植物、线虫、动物和人的细胞中都存在无活性或低活性的Dicer，双链RNA是其激活剂，因此人们利用合成的短双链RNA在RNA水平上抑制特定基因活性，就产生了一种RNA干扰技术，发挥RNA干扰作用的短双链RNA被称为小干扰RNA。由于正常细胞内不存在双链RNA，一旦出现双链RNA，细胞内Dicer就会被激活，因此RNA干扰可以被认为是机体的一种防御机制。如果病毒感染导致单链病毒RNA进入细胞时，虽然不能直接激活Dicer，但可以激活细胞内存在的一种RNA依赖的RNA聚合酶，被激活的聚合酶以病毒RNA为模板合成互补RNA链，从而产生双链RNA。因此异常单链RNA可以间接激活Dicer而启动RNA干扰。

在这篇文章中，研究人员发现带有一个突变Dicer1等位基因的小鼠（Dicer1^d/d）由于产生的miRNA受损，因此对水疱性口炎病毒(Vesicular stomatitis virus,VSV)易感性增加。研究人员并没有在野生型细胞，或任何Dicer1缺陷的干扰素介导的抗病毒应答中发现VSV基因组来源的siRNA，而宿主的miR24和miR93可以靶向病毒大型蛋白（L protein)），以及磷蛋白（P protein）基因，并且miR24和miR93的缺失也是Dicer1^d/d 细胞中VSB复制增多的原因之一。这些研究数据说明宿主miRNA与病毒的相互作用中扮演着重要的角色。

在今年的《Cell》，韩教授等人也发现了p38调节活化蛋白激酶（p38-regulated/activated protein kinase，PRAK）在肿瘤抑制以及ras引起的衰亡中的重要作用，这是发现的蛋白激酶在肿瘤抑制中的新作用，对于肿瘤发育信号传导研究，以及细胞凋亡等引起的衰亡机制具有重要意义。
（生物通：张迪）

附：
韩家淮，厦门大学生命科学学院****特聘教授。聘任岗位：生物化学与分子生物学。博士生导师。 

　　个人简介 

　　1990.10-1992.3 得克萨斯大学西南医学中心博士后 
　　1992.4-2001.11 美国 Scripps 研究所副教授 
　　2001.11 至今，厦门大学生命科学学院特聘教授 

　　研究领域 (Research Area) 

　　以 L929和MCF-7细胞株为对象，采用逆转录病毒载体随机插入基因失活的方法，通过TNF筛选获得TNF抗性细胞株，从而得到与TNF诱导细胞凋亡相关的功能基因.分析这些基因在细胞凋亡通路的作用。 

　　研究表明，人肿瘤内皮细胞的放射线抗性可能是由放射线激活促进内皮细胞成活的 PI3K－Akt和MEK1/2-Erk1/2信号转导通路所致。我们将使用RNAi方法和人内皮细胞特异性靶向的腺病毒载体，抑制MEK1 和 PI3K的表达，从而提高放射线疗法的疗效。 

　　We used retrovirus insertion-mediated random mutagenesis and tumor necrosis factor(TNF) selection to generate TNF-resistant lines form L929 and MCF-7 cells, from which we identified a series of functional genes that is closely related to TNF-induced cell necrosis or apoptosis using technology of 3'-RACE and RT-PCR. Our work still moved forward to find out the role that these genes play in the pathway of cell necrosis or apoptosis. 

　　Human tumor endothelial cells have been previously reported to respond poorly to radiation-induced cell killing, partially due to radiation-induced activation of PI3K-Akt and MEK1/2-Erk1/2 signaling pathways that promote cell-survival. We will use RNAi and human endothelial cell specifically Ad-virus vector to suppress the target genes(MEK1 And PI3K) expression and to sensitize endothelial cells to radiation-induced cell killing. 

细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室 


细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室于 1999年9月28日被教育部批准为第一批重点实验室。实验室现任主任为鲍仕登教授，副主任为田惠桥教授和吴乔研究员；现任学术委员会主任为翟中和院士,副主任为徐洵院士和周海梦教授。目前实验室共有研究人员22人，其中教授（包括研究员）16人，副教授6人。实验室办公室主任1人，专职秘书1人。 

在学校、学院的大力支持和学术委员会的精心指导下，实验室以“开放、流动、联合、竞争”为指导方针，立足自身实际，瞄准国际前沿，积极努力实现“培养高水平人才、产出高水平成果、创建高水平研究基地”的奋斗目标。 


主要研究方向 ： 

1 ，肿瘤相关基因与细胞信号转导调控 ： 研究肿瘤细胞发生、发展和逆转的分子机理；肿瘤和肿瘤抑制相关基因的分离、克隆和表达及其生物学功能；研究与肿瘤和肿瘤抑制相关蛋白的信号转导及其调控功能，阐明这些蛋白在细胞生长、分化、凋亡和个体发育过程中的关键作用。 

2， 海洋生物细胞生物学 ： 研究海洋生物发育生物学和细胞生物学、酶学特征。进行海洋生物活性物质分离和纯化、结构与毒理药理的研究，发现结构新颖的活性物质，为开发新型药物提供先导化合物。

3， 重要经济植物细胞分子生物学 ： 研究植物抗病、抗虫和抗盐基因的分离及转化，转基因植物培养的基因工程和植物体细胞杂交和性细胞杂交研究。开展植物生殖过程中性细胞发生、发育和受精过程的细胞生物学和分子生物学研究。 

4， 肿瘤诊断与治疗新技术 ： 研究病毒感染与宿主应答、基因突变与免疫选择、抗原刺激与免疫调节的相互作用。应用基因工程技术开发病毒检测试剂盒。发展高灵敏的发光性分子诊断（包括基因诊断和免疫诊断）检测技术和试剂。

2001-2003年发表的学术论文共156篇，承担基金88项，获得的研究经费共计2715.1万元人民币，三年来共获各类奖项12项，国家二类新药证书4项，申请专利25项，获批6项。