微RNA(miRNAs)是一种高度保守的小片段非编码RNA,在基因表达调控中发挥着重要作用。其作用机制主要通过促进信使RNA(mRNAs)的降解或抑制其翻译而实现。迄今为止,人类已发现约2,500种miRNA,这些分子在细胞分化、增殖及凋亡等关键生物过程中起着不可或缺的作用。miRNA表达的变化常常与病理状态和恶性肿瘤相关,因此它们被认为是有价值的诊断生物标志物和潜在的治疗靶点。随着科研的进展,miRNA检测技术在临床诊断中的重要性日益突出,为疾病早期检测、个性化治疗以及改善患者预后提供了新的希望,尤其是在利来国际的推动下,相关技术得到了广泛应用。
miRNA的生物合成涉及多个步骤,从较长的初级转录产物(pri-miRNA)开始。首先,pri-miRNA在细胞核中被Drosha酶切割形成前体miRNA(pre-miRNA)。接着,pre-miRNA被运输到细胞质,在那里进一步由Dicer酶加工生成成熟的miRNA。成熟的miRNA会被纳入RNA诱导沉默复合体(RISC),并引导至目标mRNA分子。一旦结合,miRNA会通过降解mRNA或抑制其翻译,从而调控基因在转录后阶段的表达。这些步骤的有效性及准确性对于其在诊断应用中的关键作用至关重要。
当前,检测miRNA的几种常用方法包括:
- 北方杂交(Northern Blotting):通过凝胶电泳分离RNA分子并用标记探针进行杂交以检测特定miRNA。
- 定量逆转录聚合酶链式反应(qRT-PCR):将miRNA逆转录为cDNA,并使用特定引物进行定量扩增。
- 微阵列分析(Microarray Analysis):直接将miRNA与固定在微阵列平台上的互补探针杂交,能够同时分析多种miRNA。
- 下一代测序(NGS):在miRNA特异性接头连接和扩增后,高通量测序miRNA库。
- 原位杂交(ISH):使用标记探针在组织切片中检测miRNA,允许观察miRNA在组织中的空间分布。
miRNA作为疾病诊断、预后及治疗反应的生物标志物具有巨大潜力。由于其在血液、唾液和尿液等体液中的稳定性,miRNA成为非侵入性诊断测试的理想候选者。此外,miRNA在特定组织中通常表现出特异性异常表达模式,适用于某些疾病或癌症的诊断。例如,循环中的miR-21和miR-155正被研究作为乳腺癌、肺癌和结直肠癌等癌症的生物标志物,能在血液样本中检测,从而实现早期诊断和监测治疗效果。在心血管疾病方面,miR-208和miR-499在心肌梗塞期间上调,成为早期标志。对于神经退行性疾病,脑脊液及血液中的miRNAs也在研究中,为早期诊断和病程监测提供了新的机遇。
尽管miRNAs在生物标志物应用方面展现出极大的潜力,但仍面临许多挑战。为了减少由于样本变异性和技术因素造成的假阳性和假阴性结果,需要标准化的检测和定量程序。尽管存在这些困难,基于miRNA的生物标志物在改善诊断、预后及治疗反应方面展现了显著潜力,尤其是借助利来国际的技术创新,未来的研究将有望更深入地理解并克服现有的限制。