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【摘 要】MicroRNA(miRNA)是一类约22 nt大小的内源性非编码RNA，能够通过碱基配对与mRNA结合来影响其转录后表达。在多种动物中发现了成百上千的miRNA，它们其中的大多数表现出进化上的保守性、表达上的时空特异性和组织特异性。通过对miRNA在动物发育过程中功能的研究发现，miRNA对动物胚胎发育、脑发育、心脏发育和肾脏发育具有重要的调控作用。本文主要介绍了近年来miRNA在动物发育中功能的研究进展。
【关键词】miRNA 胚胎发育 脑发育 心脏发育 肾脏发育
MicroRNA：The Regulator of Animal Development
TONG Le1 YANG Jun2*
(1.School of Life Science, Wuhan University 430072；
2.School of Life Science, Sichuan University, Chengdu 610041)
【Abstract】MicroRNAs (miRNAs) are about 22nt small non-coding endogenous RNA molecules that post-transcriptionally regulate gene expression by base-pairing to mRNAs. Hundreds of miRNAs have been identified in various animals and many miRNAs are evolutionarily conserved，and space-time-specific. Many studies about the function of miRNA in animal development have showed that miRNAs play an important role in regulating early embryonic development，brain development，heart development, and kidney development．This article reviews recent studies on the function of miRNA in animal development.
【Key Words】microRNA；embryonic development；brain development；heart development；kidney development
在多细胞生物的发育中，在特定的时间和空间形成特定类型的细胞或组织是一个复杂的调控过程。这个过程受到基因和蛋白因子的调控。对于蛋白因子在生物发育过程的调控作用已经有了较为深入的研究，而对这个过程具有调控作用的RNA的研究还不是很多。MicroRNA(miRNA)就是一类对基因表达具有调控作用的约22nt大小的内源性非编码RNA，广泛存在于从线虫到植物和动物的细胞中（Barrel et al，2004）,其表达具有组织和时期特异性，其中一些miRNA在进化上有很高的保守性(Wang et al，2009)。MiRNA最先是通过对不能进行正常发育的线虫的基因进行筛选发现的，并证明miRNA在线虫的发育中具有调控特定细胞时序性发育的作用（Lee et al，1993）。在后续的研究中，有6个物种约有3000多种miRNA已经被鉴定出来（Griffiths et al，2006）。本文对miRNA的产生、作用机制以及表达特点做了介绍，并结合最新的研究成果，阐述了miRNA在胚胎发育、脑发育、心脏发育和肾脏发育中的功能和研究进展。
一、MiRNA的产生和作用机制
哺乳动物体内miRNA成熟体的生成分为几个复杂的过程。起初，miRNA基因在RNA聚合酶II的作用下翻译成为长片段的初级miRNAs（pri-miRNAs）（Carthew et al，2009）。pri-miRNAs在Drosha酶和DGCR8蛋白形成的复合体的作用下被剪切成70~80bp的具有茎-环结构的miRNA前体（pre-miRNAs）（Carthew et al，2009）。Pre-miRNAs具有的这种茎-环结构是miRNA区别于其他小分子RNA的特征性结构，是判断miRNA的重要标准（Friedman et al，2009）。Drosha酶是一类核糖核酸酶，存在于细胞核内，对miRNA在细胞核内的生成具有重要的调控作用（Carthew et al，2009）。DGCR8蛋白是一类RNA结合蛋白，包含两个双链RNA的结合区域，能与Drosha形成650 kDa大小的复合体，介导pre-miRNAs的生成（Han et al，2004）。Pre-miRNAs在输出蛋白-5（Exportin-5）和辅因子Ran-GTP的共同作用下被转运到细胞质中（Bohnsack et al，2004）。在细胞质中，pre-miRNAs在核糖核酸酶Dicer和TRBP的作用下被剪切成长度为19-22 bp的双链miRNA（Naga Prasad et a1，2009；Garzon et al，2010）。Dicer最初是在siRNA介导的RNAi中被发现的，并证实其具有促使长片段的双链siRNA形成短片段的干扰RNA的作用（Bernstein et al，2001）。由于双链miRNA不具有相应的发夹结构，末端具有热力学不稳定性导致双链二聚体在解螺旋酶的作用下解离成为两条单链。其中一条单链最终成为miRNA成熟体，另一条链则被降解（Khvorova et al，2003；Schwarz et al，2003；Hutvagner et al，2005）。
MiRNA成熟体被整合到核糖核蛋白中，形成RNAi的效应器—— RNA介导的沉默复合体（RNA-inducing silencing complex,RISC）（Hutvagner et al，2002；Hammond et al，2000）。RISC通过降解mRNA和抑制蛋白翻译这两种转录后调控的方法来下调mRNA的表达。已有研究表明，转录后调控机制是由miRNA与靶点mRNA的配对情况所决定的：如果mRNA与miRNA具有足够碱基的互补，mRNA将在miRNA介导的RISC的作用下被降解，从而下调相应蛋白的表达；如果mRNA与miRNA不具有足以引起mRNA降解的互补碱基数，但具有与miRNA互补位点合适的构象，通过构象的配对结合作用，蛋白的翻译同样会被抑制（Hutvagner et al,2002;Zeng et al，2002, 2003; Doench et al，2003）。在动物中，miRNA的作用位点主要位于mRNA 的3`UTR，阻止了核糖体从mRNA上脱离，从而抑制蛋白翻译过程（Barrel，2004）。
二、MiRNA的生物学特点
MiRNA表现出进化上的保守性、表达的时空特异性等特点。进化上的保守性指某一DNA序列/基因在不同物种中表现出很高的同源性，也就是说，序列在这些物种中碱基变化很小。已发现，大约40%的编码miRNA的序列位于宿主基因（Host Gene）的内含子区域。对这些编码基因的研究发现，它们具有进化上的保守性，能与宿主基因一同在多种动物中表达（Rodriguez et al，2004；Baskerville et al，2005）。例如，在斑马鱼和人类中都能表达定位在基因EGFL-7内含子位点上的miR-126（Wienholds et al，2005）。MiRNA表达的时空特异性是指miRNA的表达会随动物个体发育阶段的不同出现特异性表达，从而有效调控个体的发育。在对线虫（Caenorhabditis elegans）的研究中发现，lin-4和let-7两个miRNA分别在线虫发育过程中的不同时间表达，它们能通過作用于诸如lin-28、lin-4等miRNA基因来调控线虫的发育（Rachael A et al，2009）。在脊椎动物中发现miRNA的表达存在组织特异性。MiRNA表达的组织特异性是指特定的miRNA只在特定的组织中表达，也就说不同组织表达的miRNA是不同的。如miR-1主要在哺乳动物的心脏中表达(Soukup et a1，2009)；miR-122在肝脏中表达(Robert et al，2010)；miR-223主要在小鼠骨髓中的粒细胞和巨噬细胞中表达(Chen et al, 2004)。MiRNA的生物学特点提示miRNA与动物组织分化、个体发育和物种进化有关。
三、MiRNA在动物发育中的功能
MiRNA具有多样的生物学功能，包括促进细胞凋亡、抑制细胞增殖、调控个体发育等(Tang et al，2007; Chen et al,2010)。目前，研究miRNA生物学功能的方法主要有以下三种：一、对获得或丧失某些生物学功能的个体进行基因组分析，从而鉴定出miRNA的生物学功能。利用这一方法鉴定出的miRNA生物学功能较为准确；二、利用正向和反向遗传学（forward and reverse genetics）研究miRNA的生物学功能，主要是通过对基因敲除小鼠和miRNA过量表达时的功能进行分析来鉴定其功能；三、利用基因芯片和原位分析技术研究miRNA的表达特性，从而为研究特定miRNA的功能奠定基础。miRNA生物学功能是通过调控靶基因的表达来实现的，利用生物信息学分析发现每个miRNA拥有上百个靶点，也就是说一个miRNA的特异性表达能通过转录后沉默机制调节几个到数百个编码基因的表达（Rajewsky，2006）。在发育过程中，一个特定miRNA表达异常将有可能促进或抑制大量编码基因的表达，而这些编码基因可能对动物的发育过程具有直接的调控作用。这也就提示miRNA对动物发育的调节至关重要。
1.MiRNA在胚胎发育中的功能
胚胎发育是一个复杂的过程，受多个水平的调控，包括DNA甲基化、组蛋白修饰等转录前调控和自体吞噬、miRNA等转录后调控。研究发现，胚胎发育过程中会从母体内获得成熟的miRNA。这些miRNA会通过与目的mRNA转录本（Transcripts）3’UTR的结合来诱导mRNA的降解(Brevini et al，2007)。在对果蝇胚胎发育的研究中，Biemar等(2005)发现miR-309-6在果蝇胚胎早期发育过程中存在一个动态表达的情况；miR-1在形成原肠胚时的中胚层中特异性表达。在卵子生成的过程中，如果Dicer失去功能将导致包括纺锤体紊乱、染色体不联会以及转录组和蛋白质组的改变等一系列发育缺陷性表型(Biemar et al，2005)。Andersen等(2008)对沉默复合体形成过程中重要的因子EIF2C1在胚胎发育中的功能进行了研究。由于EIF2C1的缺失将导致沉默复合体无法形成，进而使相应miRNA无法行使其生物学功能，将会导致发育停顿。这提示沉默复合体的形成以及相应miRNA功能的行使能保障胚胎发育的正常进行，调控胚胎发育过程（Andersen et al, 2008）。
2.MiRNA在脑发育中的功能
在脊椎动物脑神经以及特定的大脑区域中存在特异的miRNA表达，这提示miRNA可能在大脑的发育中扮演着重要的作用(Wienholds et al,2005)。MiR-430基因簇包括miR-430a到miR-430h的七个miRNA基因，其中miR-430a、miR-430b、miR-430c在脑组织中是高表达；miR-430d到miR-430h是低表达。如果miR-430a、miR-430b和miR-430c在脑部组织中低表达将影响脑部形态发育；向脑部注射这三个miRNA的表达载体能恢复脑部形态的正常发育（Giraldez et al, 2005)。在对小鼠大脑发育的研究中发现，miR-134定位于海马神经的突触上，它能通过抑制蛋白酶Limk1的表达来调控树突小体的发育（Schratt et al,2006）。miR-132在脑外皮神经细胞中表达，是cAMP效应原件结合蛋白的作用靶点，抑制miR-132的表达能抑制神经细胞的增生(Vo et al, 2005)。miR-124a能通过降解非神经细胞中的转录本来调控非神经细胞发育成为成熟神经细胞 (Conaco et al, 2006)。对少突细胞的研究发现，miR-219和miR-338能通过作用于转录因子Sox6和Hes5来调控少突细胞的发育(Zhao et al, 2010)。大脑是一个复杂的器官，由多种细胞构成。其中，大脑是miRNA的富集区域，有大量的特异性miRNA的表达，在大脑形态发育和其中神经系统的发育过程中扮演着重要的角色。研究这些miRNA的生物学功能对深入了解大脑发育的调控机制具有重要的作用，为治疗包括帕金森症（Parkinson’s disease）和老年痴呆症（Alzheimer’s disease）在内的神经系统疾病提供了新的思路。
3.MiRNA在心脏发育中的功能
近年来，科学界对心脏发育过程中的miRNA进行了大量的研究，揭示出了miRNA在心脏发育与心脏疾病中具有重要的功能。在发达国家，先天性心脏病和成年诱发性心脏病都有较高的发病率和致死率。成年诱发性心脏病与心脏发育存在确切的生物学联系，抑制胎儿发育期间某些基因的表达将会导致心肌肥大或心脏功能衰竭（Hoshijima et al，2002）。在对转录组进行研究后发现，miRNA在胎儿心脏组织中的表达对调控心脏的发育和细胞分化具有重要的功能（Thum T et al，2007）。其中，miR-1、miR-133、 miR-208和 miR-21具有调控心脏生长、心脏血管形成和细胞增殖等的功能（Latronico et al ，2007；Bauersachs et al，2007）。Zhao等（2007）构建了一个miR-1缺陷性的小鼠模型，通过对表型的观察证明miR-1对心脏发育具有重要的调控作用（Zhao et al，2007）。在果蝇中，miR-1具有促进心脏背血管生成的作用。在缺少miR-1表达的个体中，表现出心肌生长受抑制的现象（Kwon et al，2005；Sokol et al，2005）。在培养的肌母细胞中，miR-1能促进肌母细胞的分化，相反，miR-133能刺激肌母细胞增殖（Chen et al，2006）。对miR-208缺陷性老鼠的研究发现，miR-208对心脏发育过程中所需的可收缩蛋白——β肌动蛋白的重链具有调控作用（Van et al，2007）。
4.MiRNA在肾脏发育中的功能
研究揭示许多miRNA与肾功能紊乱和肾相关疾病有密切联系，但是对于miRNA在肾发育中的研究还不是很多，但已有证据显示特定的miRNA能影响到小鼠肾的发育。通过基因芯片技术发现，miR-146a、miR-886、miR-192、miR-194、miR-204、 miR-215和miR-216 只在肾脏中表达；miR-196a-b、miR-10a-b、miR-872和miR-200a在肾脏中高表达（Landgraf et al，2007；Sun et al，2004）。Harvey等（2008）对miRNA在肾脏发育中的功能进行了研究。他们对肾小球Dicer表达缺陷性和NPHS2-Cre转基因老鼠的表型进行了观察，发现老鼠在三周时出现蛋白尿，并在六周后表现为晚期肾功能障碍疾病。进行基因芯片分析发现在正常腎小球细胞中特异性的miR-30a没有表达，这提示miR-30a对肾小球的发育至关重要（Harvey et al，2008）。Ho等（2008）进行了类似的研究发现，肾小球特异性miRNA的缺失将导致蛋白尿等肾小球发育缺陷性表型。该课题组发现miR-23b、miR-24和miR-26a具有调控肾小球的早期发育的重要功能（Ho et al，2008）。Shi等（2008）发现，阻断miRNA的生成将会导致包括肾小球细胞凋亡、毛细血管膨胀和肾小球硬化等肾小球畸形（Shi et al，2008）。
四、展望
從最初发现lin-4和let-7以来，对miRNA的研究经历了一个飞速发展的时期。在过去十多年间，在各类生物体内发现了上千个miRNA(www.mirbase.org)。miRNA已经成为全球范围内的研究热点，相关的研究成果已逐步应用在疾病诊断、治疗和预防等领域。对已发现的miRNA靶点的生物信息学分析表明miRNA能调控动物体内约30%的蛋白表达，这一数字将随着越来越多的miRNA发现而进一步升高（John et al,2004）。但是，总体上人们对miRNA的了解仍然非常有限。随着研究的深入，我们有理由相信miRNA在动物发育过程中的表达和功能将会得到进一步的阐述，同时也将逐渐揭示miRNA在生命起源、物种进化和疾病发生机制等多个方面的功能。
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【Key Words】microRNA；embryonic development；brain development；heart development；kidney development
在多细胞生物的发育中，在特定的时间和空间形成特定类型的细胞或组织是一个复杂的调控过程。这个过程受到基因和蛋白因子的调控。对于蛋白因子在生物发育过程的调控作用已经有了较为深入的研究，而对这个过程具有调控作用的RNA的研究还不是很多。MicroRNA(miRNA)就是一类对基因表达具有调控作用的约22nt大小的内源性非编码RNA，广泛存在于从线虫到植物和动物的细胞中（Barrel et al，2004）,其表达具有组织和时期特异性，其中一些miRNA在进化上有很高的保守性(Wang et al，2009)。MiRNA最先是通过对不能进行正常发育的线虫的基因进行筛选发现的，并证明miRNA在线虫的发育中具有调控特定细胞时序性发育的作用（Lee et al，1993）。在后续的研究中，有6个物种约有3000多种miRNA已经被鉴定出来（Griffiths et al，2006）。本文对miRNA的产生、作用机制以及表达特点做了介绍，并结合最新的研究成果，阐述了miRNA在胚胎发育、脑发育、心脏发育和肾脏发育中的功能和研究进展。
一、MiRNA的产生和作用机制
哺乳动物体内miRNA成熟体的生成分为几个复杂的过程。起初，miRNA基因在RNA聚合酶II的作用下翻译成为长片段的初级miRNAs（pri-miRNAs）（Carthew et al，2009）。pri-miRNAs在Drosha酶和DGCR8蛋白形成的复合体的作用下被剪切成70~80bp的具有茎-环结构的miRNA前体（pre-miRNAs）（Carthew et al，2009）。Pre-miRNAs具有的这种茎-环结构是miRNA区别于其他小分子RNA的特征性结构，是判断miRNA的重要标准（Friedman et al，2009）。Drosha酶是一类核糖核酸酶，存在于细胞核内，对miRNA在细胞核内的生成具有重要的调控作用（Carthew et al，2009）。DGCR8蛋白是一类RNA结合蛋白，包含两个双链RNA的结合区域，能与Drosha形成650 kDa大小的复合体，介导pre-miRNAs的生成（Han et al，2004）。Pre-miRNAs在输出蛋白-5（Exportin-5）和辅因子Ran-GTP的共同作用下被转运到细胞质中（Bohnsack et al，2004）。在细胞质中，pre-miRNAs在核糖核酸酶Dicer和TRBP的作用下被剪切成长度为19-22 bp的双链miRNA（Naga Prasad et a1，2009；Garzon et al，2010）。Dicer最初是在siRNA介导的RNAi中被发现的，并证实其具有促使长片段的双链siRNA形成短片段的干扰RNA的作用（Bernstein et al，2001）。由于双链miRNA不具有相应的发夹结构，末端具有热力学不稳定性导致双链二聚体在解螺旋酶的作用下解离成为两条单链。其中一条单链最终成为miRNA成熟体，另一条链则被降解（Khvorova et al，2003；Schwarz et al，2003；Hutvagner et al，2005）。
MiRNA成熟体被整合到核糖核蛋白中，形成RNAi的效应器—— RNA介导的沉默复合体（RNA-inducing silencing complex,RISC）（Hutvagner et al，2002；Hammond et al，2000）。RISC通过降解mRNA和抑制蛋白翻译这两种转录后调控的方法来下调mRNA的表达。已有研究表明，转录后调控机制是由miRNA与靶点mRNA的配对情况所决定的：如果mRNA与miRNA具有足够碱基的互补，mRNA将在miRNA介导的RISC的作用下被降解，从而下调相应蛋白的表达；如果mRNA与miRNA不具有足以引起mRNA降解的互补碱基数，但具有与miRNA互补位点合适的构象，通过构象的配对结合作用，蛋白的翻译同样会被抑制（Hutvagner et al,2002;Zeng et al，2002, 2003; Doench et al，2003）。在动物中，miRNA的作用位点主要位于mRNA 的3`UTR，阻止了核糖体从mRNA上脱离，从而抑制蛋白翻译过程（Barrel，2004）。
二、MiRNA的生物学特点
MiRNA表现出进化上的保守性、表达的时空特异性等特点。进化上的保守性指某一DNA序列/基因在不同物种中表现出很高的同源性，也就是说，序列在这些物种中碱基变化很小。已发现，大约40%的编码miRNA的序列位于宿主基因（Host Gene）的内含子区域。对这些编码基因的研究发现，它们具有进化上的保守性，能与宿主基因一同在多种动物中表达（Rodriguez et al，2004；Baskerville et al，2005）。例如，在斑马鱼和人类中都能表达定位在基因EGFL-7内含子位点上的miR-126（Wienholds et al，2005）。MiRNA表达的时空特异性是指miRNA的表达会随动物个体发育阶段的不同出现特异性表达，从而有效调控个体的发育。在对线虫（Caenorhabditis elegans）的研究中发现，lin-4和let-7两个miRNA分别在线虫发育过程中的不同时间表达，它们能通過作用于诸如lin-28、lin-4等miRNA基因来调控线虫的发育（Rachael A et al，2009）。在脊椎动物中发现miRNA的表达存在组织特异性。MiRNA表达的组织特异性是指特定的miRNA只在特定的组织中表达，也就说不同组织表达的miRNA是不同的。如miR-1主要在哺乳动物的心脏中表达(Soukup et a1，2009)；miR-122在肝脏中表达(Robert et al，2010)；miR-223主要在小鼠骨髓中的粒细胞和巨噬细胞中表达(Chen et al, 2004)。MiRNA的生物学特点提示miRNA与动物组织分化、个体发育和物种进化有关。
三、MiRNA在动物发育中的功能
MiRNA具有多样的生物学功能，包括促进细胞凋亡、抑制细胞增殖、调控个体发育等(Tang et al，2007; Chen et al,2010)。目前，研究miRNA生物学功能的方法主要有以下三种：一、对获得或丧失某些生物学功能的个体进行基因组分析，从而鉴定出miRNA的生物学功能。利用这一方法鉴定出的miRNA生物学功能较为准确；二、利用正向和反向遗传学（forward and reverse genetics）研究miRNA的生物学功能，主要是通过对基因敲除小鼠和miRNA过量表达时的功能进行分析来鉴定其功能；三、利用基因芯片和原位分析技术研究miRNA的表达特性，从而为研究特定miRNA的功能奠定基础。miRNA生物学功能是通过调控靶基因的表达来实现的，利用生物信息学分析发现每个miRNA拥有上百个靶点，也就是说一个miRNA的特异性表达能通过转录后沉默机制调节几个到数百个编码基因的表达（Rajewsky，2006）。在发育过程中，一个特定miRNA表达异常将有可能促进或抑制大量编码基因的表达，而这些编码基因可能对动物的发育过程具有直接的调控作用。这也就提示miRNA对动物发育的调节至关重要。
1.MiRNA在胚胎发育中的功能
胚胎发育是一个复杂的过程，受多个水平的调控，包括DNA甲基化、组蛋白修饰等转录前调控和自体吞噬、miRNA等转录后调控。研究发现，胚胎发育过程中会从母体内获得成熟的miRNA。这些miRNA会通过与目的mRNA转录本（Transcripts）3’UTR的结合来诱导mRNA的降解(Brevini et al，2007)。在对果蝇胚胎发育的研究中，Biemar等(2005)发现miR-309-6在果蝇胚胎早期发育过程中存在一个动态表达的情况；miR-1在形成原肠胚时的中胚层中特异性表达。在卵子生成的过程中，如果Dicer失去功能将导致包括纺锤体紊乱、染色体不联会以及转录组和蛋白质组的改变等一系列发育缺陷性表型(Biemar et al，2005)。Andersen等(2008)对沉默复合体形成过程中重要的因子EIF2C1在胚胎发育中的功能进行了研究。由于EIF2C1的缺失将导致沉默复合体无法形成，进而使相应miRNA无法行使其生物学功能，将会导致发育停顿。这提示沉默复合体的形成以及相应miRNA功能的行使能保障胚胎发育的正常进行，调控胚胎发育过程（Andersen et al, 2008）。
2.MiRNA在脑发育中的功能
在脊椎动物脑神经以及特定的大脑区域中存在特异的miRNA表达，这提示miRNA可能在大脑的发育中扮演着重要的作用(Wienholds et al,2005)。MiR-430基因簇包括miR-430a到miR-430h的七个miRNA基因，其中miR-430a、miR-430b、miR-430c在脑组织中是高表达；miR-430d到miR-430h是低表达。如果miR-430a、miR-430b和miR-430c在脑部组织中低表达将影响脑部形态发育；向脑部注射这三个miRNA的表达载体能恢复脑部形态的正常发育（Giraldez et al, 2005)。在对小鼠大脑发育的研究中发现，miR-134定位于海马神经的突触上，它能通过抑制蛋白酶Limk1的表达来调控树突小体的发育（Schratt et al,2006）。miR-132在脑外皮神经细胞中表达，是cAMP效应原件结合蛋白的作用靶点，抑制miR-132的表达能抑制神经细胞的增生(Vo et al, 2005)。miR-124a能通过降解非神经细胞中的转录本来调控非神经细胞发育成为成熟神经细胞 (Conaco et al, 2006)。对少突细胞的研究发现，miR-219和miR-338能通过作用于转录因子Sox6和Hes5来调控少突细胞的发育(Zhao et al, 2010)。大脑是一个复杂的器官，由多种细胞构成。其中，大脑是miRNA的富集区域，有大量的特异性miRNA的表达，在大脑形态发育和其中神经系统的发育过程中扮演着重要的角色。研究这些miRNA的生物学功能对深入了解大脑发育的调控机制具有重要的作用，为治疗包括帕金森症（Parkinson’s disease）和老年痴呆症（Alzheimer’s disease）在内的神经系统疾病提供了新的思路。
3.MiRNA在心脏发育中的功能
近年来，科学界对心脏发育过程中的miRNA进行了大量的研究，揭示出了miRNA在心脏发育与心脏疾病中具有重要的功能。在发达国家，先天性心脏病和成年诱发性心脏病都有较高的发病率和致死率。成年诱发性心脏病与心脏发育存在确切的生物学联系，抑制胎儿发育期间某些基因的表达将会导致心肌肥大或心脏功能衰竭（Hoshijima et al，2002）。在对转录组进行研究后发现，miRNA在胎儿心脏组织中的表达对调控心脏的发育和细胞分化具有重要的功能（Thum T et al，2007）。其中，miR-1、miR-133、 miR-208和 miR-21具有调控心脏生长、心脏血管形成和细胞增殖等的功能（Latronico et al ，2007；Bauersachs et al，2007）。Zhao等（2007）构建了一个miR-1缺陷性的小鼠模型，通过对表型的观察证明miR-1对心脏发育具有重要的调控作用（Zhao et al，2007）。在果蝇中，miR-1具有促进心脏背血管生成的作用。在缺少miR-1表达的个体中，表现出心肌生长受抑制的现象（Kwon et al，2005；Sokol et al，2005）。在培养的肌母细胞中，miR-1能促进肌母细胞的分化，相反，miR-133能刺激肌母细胞增殖（Chen et al，2006）。对miR-208缺陷性老鼠的研究发现，miR-208对心脏发育过程中所需的可收缩蛋白——β肌动蛋白的重链具有调控作用（Van et al，2007）。
4.MiRNA在肾脏发育中的功能
研究揭示许多miRNA与肾功能紊乱和肾相关疾病有密切联系，但是对于miRNA在肾发育中的研究还不是很多，但已有证据显示特定的miRNA能影响到小鼠肾的发育。通过基因芯片技术发现，miR-146a、miR-886、miR-192、miR-194、miR-204、 miR-215和miR-216 只在肾脏中表达；miR-196a-b、miR-10a-b、miR-872和miR-200a在肾脏中高表达（Landgraf et al，2007；Sun et al，2004）。Harvey等（2008）对miRNA在肾脏发育中的功能进行了研究。他们对肾小球Dicer表达缺陷性和NPHS2-Cre转基因老鼠的表型进行了观察，发现老鼠在三周时出现蛋白尿，并在六周后表现为晚期肾功能障碍疾病。进行基因芯片分析发现在正常腎小球细胞中特异性的miR-30a没有表达，这提示miR-30a对肾小球的发育至关重要（Harvey et al，2008）。Ho等（2008）进行了类似的研究发现，肾小球特异性miRNA的缺失将导致蛋白尿等肾小球发育缺陷性表型。该课题组发现miR-23b、miR-24和miR-26a具有调控肾小球的早期发育的重要功能（Ho et al，2008）。Shi等（2008）发现，阻断miRNA的生成将会导致包括肾小球细胞凋亡、毛细血管膨胀和肾小球硬化等肾小球畸形（Shi et al，2008）。
四、展望
從最初发现lin-4和let-7以来，对miRNA的研究经历了一个飞速发展的时期。在过去十多年间，在各类生物体内发现了上千个miRNA(www.mirbase.org)。miRNA已经成为全球范围内的研究热点，相关的研究成果已逐步应用在疾病诊断、治疗和预防等领域。对已发现的miRNA靶点的生物信息学分析表明miRNA能调控动物体内约30%的蛋白表达，这一数字将随着越来越多的miRNA发现而进一步升高（John et al,2004）。但是，总体上人们对miRNA的了解仍然非常有限。随着研究的深入，我们有理由相信miRNA在动物发育过程中的表达和功能将会得到进一步的阐述，同时也将逐渐揭示miRNA在生命起源、物种进化和疾病发生机制等多个方面的功能。
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