在近期的诺贝尔生物学奖颁奖典礼上，微小RNA（miRNA）的研究因其在基因表达调控中的关键作用而受到了高度认可。这些不编码蛋白质的RNA分子，通过精确调控基因的表达，对细胞的生长、分化、代谢过程以及疾病的发展具有决定性影响【1】。  

MIcroRNA在疾病和基因治疗中的作用 这种调控机制的解析不仅为理解营养成分如何影响人体健康提供了分子层面的证据，也为开发新的营养干预策略提供了科学基础。 生物医学权威杂志《cell》上发表了数量庞大的关于RNA介绍的论文，下图中的一篇文章就指出生物体中的RNA主要分为两大类：一类是编码蛋白质的信使RNA（mRNA），负责指导蛋白质的合成；另一类是不编码蛋白质的非编码RNA。微小RNA（miRNA）属于后者，特点是长度较短，大约由21到23个核苷酸构成。   RNA的核心地位

miRNA在细胞中通过与目标mRNA互补配对，从而在转录后水平抑制基因的表达，这可能导致目标mRNA的分解或阻止其翻译。这一发现极大地扩展了我们对基因调控机制的理解，并揭示了miRNA在生物发育、细胞程序性死亡、癌症和糖尿病等多种生理和病理过程中的重要作用。

    一、MicroRNA（miRNA）和营养之间的关系非常复杂且具有双向性 miRNA是一类小的非编码RNA分子，可以调控基因表达，在细胞生长、分化、代谢和疾病发展等过程中发挥关键作用。营养和miRNA的关系可以从以下几个方面来理解： ▲ 营养影响miRNA的表达。特定的营养成分（如维生素、矿物质、脂肪酸、多酚类等）能够调节体内特定miRNA的表达，从而影响基因调控。例如：

• 多酚类（如绿茶中的儿茶素、红酒中的白藜芦醇）能影响与抗氧化和抗炎作用相关的miRNA。
• Omega-3脂肪酸会调控与炎症和心血管健康相关的miRNA表达。
• 维生素D影响免疫系统相关的miRNA调控，可能对炎症和免疫功能有影响。

▲ miRNA调节营养代谢。miRNA也参与了营养代谢过程的调节，影响营养物质的吸收、储存和分解。例如：

• miRNA可以调控胰岛素信号传导通路，从而影响糖类和脂质代谢。
• 与脂质代谢相关的miRNA能够调节脂肪生成和分解，对肥胖和代谢综合征有影响。

▲ 营养和miRNA在疾病中的互动。营养干预可以通过调节miRNA表达来预防或治疗某些疾病。例如：

• 在癌症中，特定营养成分可通过调控与癌症相关的miRNA，影响癌细胞的增殖和凋亡。
• 在心血管疾病中，某些营养素影响与心脏健康相关的miRNA表达，从而对动脉粥样硬化和高血压等心血管问题产生影响。

▲ 营养素影响miRNA加工机制。某些营养成分还会影响miRNA的加工和成熟，从而影响其功能。比如，锌、镁等微量元素对RNA加工酶的活性有影响，这些酶参与miRNA前体向成熟miRNA的转化过程。   综上所述，miRNA和营养之间的关系在营养代谢、基因表达调控、疾病预防和治疗方面都有深远的影响。通过调节营养，可以潜在地影响miRNA的作用，以支持健康和疾病管理。 二、表观遗传修饰，包括DNA甲基化和组蛋白修饰，对miRNA基因的活性有重要调控作用。   1. DNA甲基化 DNA甲基化主要发生在CpG岛（富含CpG二核苷酸的区域），通常位于基因启动子区域。它会影响miRNA基因表达的方式如下：

• 抑制miRNA表达：当miRNA基因启动子区域被甲基化时，转录因子无法与启动子结合，导致miRNA基因沉默。例如，在一些癌症中，抑癌miRNA的启动子区域常常被高水平甲基化，导致miRNA表达下调，使癌细胞失去重要的生长抑制信号。
• 激活miRNA表达：有时，DNA去甲基化可激活特定miRNA的表达。这在某些基因表达的可塑性调控中起到关键作用。例如，去甲基化过程可以恢复肿瘤抑制性miRNA的表达，从而抑制肿瘤生长。

  2. 组蛋白修饰 组蛋白修饰主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等修饰类型。这些修饰通过改变组蛋白和DNA的相互作用来调节miRNA基因的表达：

• 组蛋白乙酰化：乙酰化通常发生在组蛋白H3和H4的赖氨酸残基上。乙酰化可以中和组蛋白的正电荷，使DNA与组蛋白之间的结合松散，增强基因的可访问性，从而促进miRNA基因的表达。例如，特定的组蛋白乙酰化修饰可以使原本沉默的miRNA基因活化，在癌症调控中具有重要作用。
• 组蛋白甲基化：组蛋白甲基化可在不同的残基上进行单、双或三重甲基化，这对基因表达的影响取决于修饰位置。例如，H3K4三甲基化通常与基因激活相关，而H3K27三甲基化则通常与基因沉默相关。特定miRNA基因的启动子区域如果伴随激活性的组蛋白甲基化标记，则该miRNA表达会上调，反之亦然。

3. 表观遗传变化与miRNA基因的互作 DNA甲基化和组蛋白修饰经常协同作用，形成复杂的调控网络，影响miRNA基因的活性。例如：

• 共同抑制机制：在一些情况下，miRNA基因启动子区域的DNA甲基化与组蛋白去乙酰化一同发生，导致强效的基因沉默。这种机制常见于癌症中的miRNA基因沉默，抑制了对癌症生长有抑制作用的miRNA表达。
• 复合激活机制：在基因激活过程中，去甲基化与乙酰化可能同时发生，从而促进miRNA的表达。比如在应激反应中，这种复合激活机制可以快速激活与应激反应相关的miRNA。

4. 表观遗传变化的动态性

表观遗传修饰是动态的，并且可以被外部因素（如营养、环境压力和药物）所影响。这种动态性使得miRNA基因的表观遗传调控具有高度可塑性，从而在不同的生理和病理条件下表现出不同的表达模式。例如：

• 营养和环境因素可以通过表观遗传途径调节miRNA基因表达，从而影响细胞代谢和免疫功能。
• 一些表观遗传药物（如DNA甲基化抑制剂和组蛋白去乙酰化抑制剂）可以改变miRNA的表达，以发挥抗癌等治疗作用。

  通过表观遗传修饰的调控，miRNA基因在生理和病理条件下表现出差异化表达。这种表观遗传机制为基因表达调控增加了一层复杂性，也为疾病治疗提供了新的靶点和潜在的治疗方法。 参考文献 【1】Moreno-Moya JM, Vilella F, Simón C. MicroRNA: key gene expression regulators. Fertil Steril. 2014 Jun;101(6):1516-23. doi: 10.1016/j.fertnstert.2013.10.042. MicroRNA：关键的基因表达调控因子”。 【2】Lundstrom K. Micro-RNA in disease and gene therapy. Curr Drug Discov Technol. 2011 Jun;8(2):76-86. doi: 10.2174/157016311795563857. MIcroRNA在疾病和基因治疗中的作用 【3】Sharp PA. The centrality of RNA. Cell. 2009 Feb 20;136(4):577-80. doi: 10.1016/j.cell.2009.02.007. RNA的核心地位. 【4】Rane S, Sayed D, Abdellatif M. MicroRNA with a MacroFunction. Cell Cycle. 2007 Aug 1;6(15):1850-5. doi: 10.4161/cc.6.15.4551. 具有重大功能的MicroRNA.   精彩推荐：   革新医疗：NGRI课程引领健康专业人士探索功能基因组学前沿   革新医疗健康诊断：如何通过FGA平台优化健康从业者工作流程   健康前沿丨Naturespan300亿16种调理肠胃菌群复合益生菌-临床验证   300亿有益菌16种菌株全面吸收呵护身心   健康前沿丨5R肠道修复综合疗法   热点追踪丨肠道功能紊乱原因分析及肠漏对人体功能的影响