mirtron: 一种微RNA的新亚型

自1993年发现第一个小沉默RNA，已经鉴定了许多小RNA，其中包括微RNA，小干扰RNA和Piwi相互作用RNA。这些转录后基因表达调控小RNA的生物合成途径、靶标调节模式，以及它们的调控的生物过程虽各不相同，但都必须在个体发育、细胞凋亡、干细胞自我更新和分化中有至关重要的影响[1]。近年来随着下一代测序等新技术的进展，更多的调节小RNA被发现，mirtrons是其中之一，并具有临床应用的前景，受到较多关注[2].

mirtron是内含子编码的、微RNA的一个亚型。mirtrons首先是在黑腹果蝇和美丽小杆线虫中发现，随后不久相继在哺乳动物和植物中证实其存在。尽管在脊椎和无脊椎动物中mirtron占微RNA基因的5-10%，它们们的表达水平远低于典型的微RNA。在脊椎动物mirtron来自大小为50-150nt的短内含子结构。mirtrons提供了微RNA生物合成的替代来源。mirtron形成途径的特点是在核内加工最初阶段，应用剪接机制绕过了Drosha裂解[2-4]。

微RNA是长约22核苷酸的RNA ，通过抑制互补信使RNA的表达，协同调节内源性转录物的庞大网络。在动物大多数的微RNA的成熟，首先是特有发夹结构的、微RNA原始转录物（pri-miRNA），经Drosha RNase III酶在接近其茎基部裂解，释放出约60核苷酸的前-微RNA（pre-微RNA）发夹结构，然后通过输出蛋白5进入细胞质，Dicer RNase III酶在近环处裂开，产生一个微RNA:微RNA双链。来自该双链的成熟微RNA掺入沉默复合物，进而发挥其生物学功能；而在mirtron即内含子前-RNA（pre-miRNAs/introns）合成途径，原-微RNA经剪接，套索脱支酶(lariat debranching enzyme Ldbr)去支，然后折叠成前-生RNA发夹，进入细胞质，参与典型的微RNA生物合成途径，这样就产生了无需Drosha、依赖Dicer的成熟微RNA [2.3.5]

近年来一些作者比较研究了微RNA和mirtron的表达在人类恶性疾病发生和治疗中意义。为研究在微RNA和mirtron的表达及其与膀胱癌的检出和表型关系，评估了865小RNA的甲基化状态。结果表明，定位于外显子/非翻译区的微RNA和mirtron，对表遗传学调控特别敏感，其中以mirtron为最；mirtrons和微RNA的高甲基化普遍存在于泌尿道上皮细胞癌，小RNA的异常高甲基化与泌尿道上皮细胞癌的存在和行为相关，这些提示它们可作为潜在的诊断和预后的生物学标志[6]。

参考资料1. Ghildiyal M. Zamore PD. Small silencing RNAs: an expanding universe. Nature reviews. Genetics. 2009; 10(2): 94-108. 2. Röther S, Meister G. Small RNAs derived from longer non-coding RNAs.Biochimie. 2011 Aug 9. [Epub ahead of print]3. Ruby JG . Jan CH . Bartel DP . Intronic microRNA precursors that bypass Drosha processing. Nature. 2007；448（7149）: 83-86.4. Chan SP . Slack FJ . And now introducing mammalian mirtrons. Developmental cell. 2007; 13(5): 605-6o7.5. Westholm JO. Lai EC. Mirtrons: microRNA biogenesis via splicing. Biochimie. 2011 Jun 21. [Epub ahead of print] 6. Dudziec E. Miah S. Choudhry H. et al. Hypermethylation of CpG Islands and Shores around Specific MicroRNAs and Mirtrons Is Associated with the Phenotype and Presence of Bladder Cancer. Clinical cancer research . 2011; 17(6): 1287-1296.