微型核糖核酸 (miRNA) 研究榮獲諾貝爾醫學獎

Q: miRNA 的發現如何促進個性化醫療和精准醫學的發展？

miRNA 的發現為個性化醫療和精准醫學帶來了革命性的改變，主要體現在以下幾個方面： 1. 疾病診斷的生物標記: miRNA 在血液、尿液等體液中穩定存在，且不同疾病狀態下其表達水平會出現特異性變化，因此可用作疾病診斷的生物標記。例如，某些 miRNA 被發現與特定腫瘤的發生、發展和轉移密切相關，可以幫助醫生更早、更準確地診斷癌症。 2. 預測藥物反應和治療效果: miRNA 可以影響藥物代謝酶和藥物靶點的表達，進而影響藥物療效和毒副作用。通過分析患者體內 miRNA 的表達譜，可以預測其對特定藥物的敏感性和耐藥性，從而指導醫生制定個性化的治療方案，提高療效並減少不良反應。 3. 開發新型治療靶點和藥物: miRNA 作為基因表達的重要調控因子，其異常表達與多種疾病的發生發展密切相關。通過靶向調控 miRNA 的表達水平或功能，可以干預疾病的發生發展過程，為疾病治療提供新的思路和策略。例如，反義寡核苷酸藥物可以與特定的 miRNA 結合，抑制其功能，從而達到治療疾病的目的。 總之，miRNA 的發現為個性化醫療和精准醫學提供了新的工具和策略，有助於實現疾病的早期診斷、個體化治療和預後評估，推動醫療模式的轉變和醫療水平的提升。

Q: 是否所有 miRNA 都具有抑制基因表達的功能？是否存在具有其他功能的 miRNA？

雖然大多數 miRNA 通過與靶基因 mRNA 的 3'UTR 區域結合，降解 mRNA 或抑制其翻譯，從而抑制基因表達，但也存在一些 miRNA 具有其他功能： 激活基因表達: 一些研究表明，某些 miRNA 可以與靶基因 mRNA 的 5'UTR 區域結合，促進核糖體與 mRNA 的結合，進而激活基因的表達。 調控轉錄過程: 部分 miRNA 可以通過與轉錄因子結合，影響其與 DNA 的結合能力，進而調控基因的轉錄過程。 參與表觀遺傳調控: miRNA 可以通過影響 DNA 甲基化和組蛋白修飾等表觀遺傳修飾，參與基因表達的長期調控。 此外，miRNA 還可以： 調控 miRNA 的加工和成熟: 一些 miRNA 可以通過與其他 miRNA 的前體分子結合，影響其加工和成熟過程，進而調節 miRNA 的丰度和功能。 作為病毒的基因組: 某些病毒的基因組是由 RNA 構成的，其中也包含 miRNA，這些 miRNA 可以調控病毒自身的基因表達，以及宿主細胞的免疫反應。 總之，miRNA 的功能多樣，並不僅限於抑制基因表達。隨著研究的深入，相信會發現更多 miRNA 的新功能，為我們理解生命活動的複雜調控網絡提供更多線索。

Q: miRNA 的調控機制是否會受到環境因素的影響？這種影響對人類健康有何 implications？

miRNA 的調控機制確實會受到環境因素的影響，而這種影響對人類健康具有重要 implications： 環境因素對 miRNA 調控的影響： 環境污染物: 許多環境污染物，如重金屬、農藥和空氣污染物，已被證明會影響 miRNA 的表達水平和功能。例如，暴露於鉛會導致神經系統發育相關 miRNA 的表達失調，進而影響神經系統的發育和功能。 飲食和營養: 飲食中的營養成分，如維生素、礦物質和多酚類化合物，可以通過影響 miRNA 的表達和功能，發揮其對健康的促進作用。例如，一些研究表明，富含蔬菜水果的飲食可以通過上調抑癌 miRNA 的表達，降低患癌風險。 壓力和心理因素: 長期處於壓力和焦慮狀態下，會影響體內激素水平和神經遞質的釋放，進而影響 miRNA 的表達和功能。例如，慢性壓力會導致免疫系統相關 miRNA 的表達失調，增加患感染性疾病和自身免疫性疾病的風險。 對人類健康的 implications： 疾病的發生發展: 環境因素通過影響 miRNA 的調控機制，可以影響基因表達，進而影響細胞增殖、分化、凋亡等生命活動，最終導致疾病的發生發展。 疾病的預防和治療: 通過了解環境因素對 miRNA 調控的影響，可以開發新的疾病預防和治療策略。例如，可以通過調整飲食結構、改善生活環境、進行心理干預等方式，調節體內 miRNA 的表達，降低患病風險或改善疾病預後。 總之，環境因素對 miRNA 的調控機制具有重要影響，進而影響人類健康。深入研究環境因素與 miRNA 之間的相互作用，對於揭示疾病的發生機制、開發新的疾病預防和治療策略具有重要意義。

核心概念

美國科學家 Victor Ambros 和 Gary Ruvkun 因發現微型核糖核酸 (miRNA) 這一基因調控新機制而榮獲諾貝爾醫學獎，miRNA 的發現革新了我們對基因調控的理解，並為癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等疾病的治療開闢了新途徑。

摘要

諾貝爾醫學獎表彰基因調控領域的重大突破

今年的諾貝爾醫學獎授予了兩位美國科學家 Victor Ambros 和 Gary Ruvkun，以表彰他們發現了一種全新的基因調控機制：微型核糖核酸 (miRNA)。這一發現革新了我們對基因如何被調控的理解，並為癌症、糖尿病和自身免疫性疾病等疾病的治療開闢了新途徑。

從秀麗隱桿線蟲到人類：miRNA 的廣泛存在和重要性

Ambros 和 Ruvkun 的研究始於一種微小的線蟲——秀麗隱桿線蟲。他們發現，lin-4 和 lin-14 這兩種基因的突變會導致線蟲發育過程中特定基因的時序激活出現缺陷。通過深入研究，他們驚訝地發現 lin-4 基因產生了一種異常短小的 RNA 分子，它不參與蛋白質合成，而是通過與 lin-14 mRNA 的互補序列結合來抑制 lin-14 蛋白的產生。這種短小的 RNA 分子就是 miRNA。

後續的研究表明，miRNA 普遍存在於多細胞生物中，包括人類。miRNA 通過與目標 mRNA 結合，抑制蛋白質合成或促進 mRNA 降解，從而調節基因表達。一個 miRNA 可以調控多個基因，而一個基因也可以受到多個 miRNA 的調控，形成複雜而精密的基因調控網絡。

miRNA 與疾病：從發育缺陷到癌症

miRNA 在細胞和組織的正常發育中起著至關重要的作用。miRNA 調控異常與癌症等疾病密切相關。編碼 miRNA 的基因突變會導致先天性耳聾、眼部疾病和骨骼疾病等。參與 miRNA 生成過程的蛋白質突變會導致 DICER1 綜合徵，這是一種罕見但嚴重的疾病，與多種器官和組織的癌症有關。

miRNA 的發現：開啟基因調控研究的新篇章

Ambros 和 Ruvkun 的發現開啟了基因調控研究的新篇章。miRNA 的發現不僅加深了我們對基因調控機制的理解，也為疾病治療提供了新的思路。基於 miRNA 的療法正在研發中，有望為癌症、病毒感染和遺傳性疾病等疾病的治療帶來新的希望。

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www.medscape.com

统计

人類體內有超過 1000 個 miRNA 基因。
一個 miRNA 可以調控多個基因的表達。
一個基因可以受到多個 miRNA 的調控。

引用

“他們在秀麗隱桿線蟲中的突破性發現揭示了一種全新的基因調控原則。事實證明，這對於包括人類在內的多細胞生物至關重要。”——諾貝爾獎評審委員會

从中提取的关键见解

Nobel Prize in Medicine Awarded to MicroRNA Researchers

by Michael Van ... 在 www.medscape.com 10-08-2024

https://www.medscape.com/viewarticle/nobel-prize-medicine-awarded-microrna-researchers-2024a1000ido

Nobel Prize in Medicine Awarded to MicroRNA Researchers

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miRNA 的發現如何促進個性化醫療和精准醫學的發展？

miRNA 的發現為個性化醫療和精准醫學帶來了革命性的改變，主要體現在以下幾個方面：
1. 疾病診斷的生物標記: miRNA 在血液、尿液等體液中穩定存在，且不同疾病狀態下其表達水平會出現特異性變化，因此可用作疾病診斷的生物標記。例如，某些 miRNA 被發現與特定腫瘤的發生、發展和轉移密切相關，可以幫助醫生更早、更準確地診斷癌症。
2. 預測藥物反應和治療效果: miRNA 可以影響藥物代謝酶和藥物靶點的表達，進而影響藥物療效和毒副作用。通過分析患者體內 miRNA 的表達譜，可以預測其對特定藥物的敏感性和耐藥性，從而指導醫生制定個性化的治療方案，提高療效並減少不良反應。
3. 開發新型治療靶點和藥物:  miRNA 作為基因表達的重要調控因子，其異常表達與多種疾病的發生發展密切相關。通過靶向調控 miRNA 的表達水平或功能，可以干預疾病的發生發展過程，為疾病治療提供新的思路和策略。例如，反義寡核苷酸藥物可以與特定的 miRNA 結合，抑制其功能，從而達到治療疾病的目的。
總之，miRNA 的發現為個性化醫療和精准醫學提供了新的工具和策略，有助於實現疾病的早期診斷、個體化治療和預後評估，推動醫療模式的轉變和醫療水平的提升。

是否所有 miRNA 都具有抑制基因表達的功能？是否存在具有其他功能的 miRNA？

雖然大多數 miRNA 通過與靶基因 mRNA 的 3'UTR 區域結合，降解 mRNA 或抑制其翻譯，從而抑制基因表達，但也存在一些 miRNA 具有其他功能：

激活基因表達:  一些研究表明，某些 miRNA 可以與靶基因 mRNA 的 5'UTR 區域結合，促進核糖體與 mRNA 的結合，進而激活基因的表達。
調控轉錄過程:  部分 miRNA 可以通過與轉錄因子結合，影響其與 DNA 的結合能力，進而調控基因的轉錄過程。
參與表觀遺傳調控:  miRNA 可以通過影響 DNA 甲基化和組蛋白修飾等表觀遺傳修飾，參與基因表達的長期調控。
此外，miRNA 還可以：

調控 miRNA 的加工和成熟:  一些 miRNA 可以通過與其他 miRNA 的前體分子結合，影響其加工和成熟過程，進而調節 miRNA 的丰度和功能。
作為病毒的基因組:  某些病毒的基因組是由 RNA 構成的，其中也包含 miRNA，這些 miRNA 可以調控病毒自身的基因表達，以及宿主細胞的免疫反應。
總之，miRNA 的功能多樣，並不僅限於抑制基因表達。隨著研究的深入，相信會發現更多 miRNA 的新功能，為我們理解生命活動的複雜調控網絡提供更多線索。

miRNA 的調控機制是否會受到環境因素的影響？這種影響對人類健康有何 implications？

miRNA 的調控機制確實會受到環境因素的影響，而這種影響對人類健康具有重要 implications：
環境因素對 miRNA 調控的影響：

環境污染物:  許多環境污染物，如重金屬、農藥和空氣污染物，已被證明會影響 miRNA 的表達水平和功能。例如，暴露於鉛會導致神經系統發育相關 miRNA 的表達失調，進而影響神經系統的發育和功能。
飲食和營養:  飲食中的營養成分，如維生素、礦物質和多酚類化合物，可以通過影響 miRNA 的表達和功能，發揮其對健康的促進作用。例如，一些研究表明，富含蔬菜水果的飲食可以通過上調抑癌 miRNA 的表達，降低患癌風險。
壓力和心理因素:  長期處於壓力和焦慮狀態下，會影響體內激素水平和神經遞質的釋放，進而影響 miRNA 的表達和功能。例如，慢性壓力會導致免疫系統相關 miRNA 的表達失調，增加患感染性疾病和自身免疫性疾病的風險。
對人類健康的 implications：

疾病的發生發展:  環境因素通過影響 miRNA 的調控機制，可以影響基因表達，進而影響細胞增殖、分化、凋亡等生命活動，最終導致疾病的發生發展。
疾病的預防和治療:  通過了解環境因素對 miRNA 調控的影響，可以開發新的疾病預防和治療策略。例如，可以通過調整飲食結構、改善生活環境、進行心理干預等方式，調節體內 miRNA 的表達，降低患病風險或改善疾病預後。
總之，環境因素對 miRNA 的調控機制具有重要影響，進而影響人類健康。深入研究環境因素與 miRNA 之間的相互作用，對於揭示疾病的發生機制、開發新的疾病預防和治療策略具有重要意義。