2012年,张琳等人发现,哺乳动物的血清和组织中都存在外源性植物miRNA,进一步,外源性植物miR168a可以与人或小鼠的低密度脂蛋白受体衔接因子蛋白1(LDLRAP1)mRNA结合,抑制肝脏中LDLRAP1的表达,从而调节血中LDL胆固醇的含量。越来越多的研究表明,食物中完整的植物miRNA可以通过哺乳动物的消化系统吸收并跨界调控哺乳动物的基因表达。但食物中的miRNA如何完整地通过哺乳动物胃肠道(GI)被吸收从而进入循环系统以及全身其他组织的机制仍然不清楚。在秀丽隐杆线虫中,系统性RNA干扰缺陷蛋白1(SystemicRNAInterferenceDeficiency,SID-1)具有将细胞外双链RNA(dsRNA)转运到细胞内的功能。研究表明,SID-1可能具有11个跨膜结构域,并以多聚体形式发挥作用。SID-1可转运不同长度的dsRNA和具有部分双链RNA结构的分子(例如miRNA前体和hairpinRNA)。SID-1跨膜家族成员1(SIDT1),作为哺乳动物中线虫SID-1的同源蛋白,也定位于细胞膜并介导细胞间miRNA的转运以及细胞外小干扰RNA(siRNA)的吸收。基于以上发现,我们提出假设:SIDT1介导了哺乳动物对外源性miRNA的吸收。在本研究中,我们对SIDT1基因敲除小鼠进行了研究。在SIDT1敲除小鼠上,高通量测序和定量PCR实验结果显示其体内植物miRNA本底水平显著降低,并且其对食物中的植物miRNA动态吸收能力也显著低于野生型小鼠。表明小鼠对食物中的或口服外源性miRNA的吸收是SIDT1依赖的,即SIDT1蛋白对于外源性miR哺乳动物消化道的吸收是必要的。进一步,我们发现SIDT1蛋白主要表达在小鼠胃部,进一步实验结果显示SIDT1蛋白定位在胃黏膜顶细胞的细胞膜上。我们对小鼠进行了幽门结扎手术,发现该手术后,野生型小鼠对灌胃miRNA的吸收和未结扎组吸收无显著差别,而SIDT1敲除小鼠无明显吸收。幽门结扎手术实验表明胃是小鼠对食物中miRNA吸收的首要器官。在体外,我们培养了原代胃黏膜上皮细胞,并模拟了胃的酸性环境,发现酸性刺激显著增强胃黏膜上皮细胞对培养液中miRNA分子的吸收,而SIDT1敲除小鼠来源的胃黏膜上皮细胞对培养液中miRNA分子无明显吸收,酸性刺激也不能增加其对培养液中miRNA分子的吸收。这提示了消化道中,胃部的高度酸性环境对于SIDT1依赖性的miRNA吸收至关重要。我们进一步在细胞模型上,通过提取外泌体并分析其中的植物miRNA含量,发现酸性条件下野生型小鼠来源的原代胃黏膜上皮细胞吸收的植物miRNA可以通过外泌体包裹释放到培液中。体外构建的荧光素酶报告实验证明这些外泌体中的植物miRNA还具有生物学功能。最后,通过生物信息学预测,我们发现miR2911可能靶向人或小鼠的转化生长因子β1(TGF-β1)基因,在四氯化碳(CCl4)诱导的肝纤维化小鼠模型上,TGF被认为是关键的分子。因此我们尝试了通过口服植物miR2911下调TGF-β1基因来改善肝纤维化。经过4周的口服miR2911治疗,在小鼠肝组织中植物miR2911显著升高,肝组织中TGF-β1含量显著降低,病理学研究表明,肝纤维化的几个指标,包括羟脯氨酸,SMACollegen-1以及天狼星红染色均显示肝纤维化显著改善。而在SIDT1敲除小鼠上,经过4周口服miR2911后,在小鼠肝组织中植物miR2911未见显著升高,且肝组织中TGF-β1含量未有明显降低,肝纤维化的几个病理学指标也无改善。通过静脉注射miR2911绕开消化道吸收后,野生型小鼠和SIDT1敲除小鼠的肝组织中植物miR2911显著升高,TGF-β1含量显著降低,病理学研究表明,肝纤维化的几个指标,包括羟脯氨酸,SMACollegen-1以及天狼星红染色均显示肝纤维化显著改善。上述在体实验表明,SIDT1对于口服miRNA的吸收是必要的。综上,我们的研究结果首次阐明了哺乳动物经消化道吸收外源性miRNA的可能机制,即SIDT1蛋白介导了哺乳动物对外源性miRNA的吸收;此外,我们发现了胃的新功能,胃直接吸收食物中的外源性miRNA;低pH对SIDT1介导的外源microRNA吸收具有促进作用,从生化角度解释了为什么哺乳动物能够完整的吸收利用外源的microRNA;此外,口服microRNA可经SIDT1介导吸收,为基于小RNA的药物开发提供了潜在方向。