微小RNA（微小核糖核酸，外文名：microRNA、miRNA），又称微RNA（微核糖核酸），是一类长度为21~23个核苷酸，进化上较保守的非编码蛋白质的单链小RNA分子。miRNA通过与靶mRNA的互补配对，进而抑制转录后的基因表达；它们在真核生物的发育、细胞凋亡、肿瘤发生等一系列过程中发挥着重要作用。
1993年，维克托·安布罗斯（Victor Ambros）和他的团队在秀丽隐杆线虫中发现了第一个microRNA；同年，加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun）阐明了microRNA的作用机制。2024年10月7日，瑞典卡罗林斯卡学院将2024年诺贝尔生理学或医学奖授予两位科学家维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆，以表彰他们发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用。
简介
生物体内的核糖核酸（RNA）分为两种：一种是参与编码蛋白质的RNA；另一种是不能编码蛋白质的RNA，即非编码RNA，microRNA正是非编码RNA中的一种。因其长度很短，仅由21~23个核苷酸组成，因此被称作微小RNA（microRNA）。
1993年，生物学家维克托·安布罗斯在秀丽隐杆线虫中发现了第一个microRNA lin-4，并将该成果发表在了《Cell》杂志上；后续研究中发现，线虫、果蝇、鼠、人、拟南芥等真核生物中均广泛存在microRNA。根据mirbase的最新数据统计显示，当前已发现的人类miRNA前体有1982条，成熟miRNA有2694条。同时，也有越来越多的研究发现，microRNA在个体发育、衰老、细胞凋亡和癌症、糖尿病、心脏病等诸多疾病中扮演着重要角色。
作用机制
加里·鲁夫昆在1993年报告了microRNA的作用机制，表示microRNA lin-4是通过不完全的碱基配对来调控靶基因的表达，即通过结合信使转录物的互补区域来抑制其翻译或调节降解。2000年，加里·鲁夫昆的实验室在线虫中发现了第二条microRNA，命名为miRNA let-7，这是一条具有21个核苷酸长度的非编码miRNA，它通过靶向lin-41基因的3’ UTR降低 lin-41的表达，与lin-4的调控机制相同；同时加里·鲁夫昆团队还发现，let-7在果蝇、斑马鱼、海胆和人类中都有表达；这也说明microRNA对基因调控具有普遍意义。
检测方法
传统的miRNA检测方法包括印迹杂交（Northern Blot）技术、微阵列分析技术、定量聚合酶链反应（PCR）技术。
印迹杂交（Northern Blot）技术
该技术不仅可用于成熟miRNA检测，还可用于其前体检测。基本原理如下：核糖核酸样本经电泳分离后，转移到硝化纤维素膜或尼龙膜上，设计含有miRNA互补的序列及同位素或其他标记的脱氧核糖核酸标记探针，利用对该探针的检测实现miRNA定量。Northern Blot技术可实现miRNA的相对分子大小和相对丰度检测，但存在半定量、灵敏度较低及操作复杂等弊端。
微阵列分析技术
该技术广泛应用于miRNA的高通量检测。首先，通过标记探针将目标miRNA逆转录为荧光团或生物素标记的cDNA。其次，利用目标miRNA序列相同的固相寡聚核苷酸与其配对并进行荧光检测。如果杂交的cDNA被生物素化，链霉亲和素标记的荧光团可被标记；如果cDNA被荧光团标记，则可直接测量每孔的荧光强度，确定miRNA的表达水平。虽然微阵列技术一次性可分析数千个样本，但存在成本高、操作复杂及特异性差等弊端。
定量聚合酶链反应（PCR）技术
该技术具有动态范围大、灵敏度高等优势，已成为miRNA常规且可靠的检测技术。目标miRNA通过茎环引物或聚胸腺嘧啶适配体逆转录转变成cDNA，利用PCR技术对cDNA进行实时荧光检测，从而确定miRNA含量。该技术可实现miRNA高灵敏检测，但其假阳性高及引物设计困难等弊端限制了其进一步应用。
临床应用
从第一个microRNA的发现到现在，microRNA在个体发育、衰老、细胞凋亡和癌症、糖尿病、心脏病等诸多疾病中扮演着重要角色。比如，miR-1和miR-133与骨骼肌的增殖和分化紧密相关，miR-371，miR-150，miR-21和miR-7d可能是口腔癌的潜在诊断标记物，microRNA有望在阿兹海默症诊断前辅助识别有认知能力下降风险的个体，microRNA在心血管系统中的关键作用也指导着临床治疗。
相关事件
维克托·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun）发现了microRNA，这一发现对包括人类在内的多细胞生物至关重要，microRNA在生物体的发展和功能中被证明是根本重要的。
2024年10月7日，2024年诺贝尔生理学或医学奖授予维克托·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），以表彰他们发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用。
参考资料
规范用词:微RNA.术语在线.2024-10-07
2024诺贝尔生理学或医学奖揭晓.快讯-今日头条.2024-10-07
微RNA.术语在线.2024-10-07
miRBase: the microRNA database.miRBase: the microRNA database.2024-10-07
Victor Ambros named fellow of the American Association for the Advancement of Science.UMass Chan.2024-10-07
当年哈佛不要的人，刚刚获得2024年诺贝尔生理学或医学奖.腾讯网.2024-10-08
两位科学家获2024年诺贝尔生理学或医学奖.新京报-今日头条.2024-10-07