miRNA新研究进展盘点（20211021）

Nat Commun丨耐力运动训练响应的miR-19b-3p改善骨骼肌葡萄糖代谢

骨骼肌是一种适应性很强的组织，会随着运动训练发生重塑。本研究使用小RNA测序，确定了健康男性志愿者在14天有氧运动训练方案前后骨骼肌的miRNA表达谱。在鉴定的运动训练响应的miRNAs中，选择miR-19b-3p进行进一步验证。人类骨骼肌细胞中miR-19b-3p的过表达会增加胰岛素信号、葡萄糖摄取和最大耗氧量，重现了对有氧运动训练的适应性反应。miR-19b-3p在小鼠趾短屈肌中的过表达增强了收缩诱导的葡萄糖摄取，表明miR-19b-3p对运动训练诱导的骨骼肌适应性具有调控作用。有氧运动训练后miR-19b-3p的潜在靶标降低，包括KIF13A、MAPK6、RNF11和VPS37A。其中，RNF11沉默增强了人类骨骼肌细胞的葡萄糖摄取。总的来说，本研究将miR-19b-3p鉴定为一种调节骨骼肌葡萄糖代谢的有氧运动训练诱导的miRNA。

Fig1. miR-19b-3p改善骨骼肌的葡萄糖代谢和胰岛素敏感性

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34642330/

Theranostics丨细胞外囊泡介导的microRNA-124在3D微流体胶质母细胞瘤微环境中抑制肿瘤进展和 M2 小胶质细胞极化

背景：胶质母细胞瘤（GBM）是最具侵袭性的脑癌类型之一。GBM进展与小胶质细胞激活密切相关；因此，了解人类GBM和小胶质细胞之间相互作用的调节可能有助于制定有效的治疗策略。在 GBM 治疗中的治疗应用需要阐明通过细胞外囊泡 (EV) 有效传递 microRNA (miRNA) 及其细胞内通讯。阐明microRNAs（miRNAs）通过细胞外囊泡（EVs）的有效传递及其细胞内通讯对于GBM治疗的应用十分有必要。

结果：MiR-124 EVs在GBM细胞和小胶质细胞中均显示出高效的抗肿瘤作用。肿瘤进展和M2小胶质细胞极化标志物mRNA的表达水平降低以响应miR-124 EVs。这些事件与GBM和小胶质细胞中的STAT3信号密切相关。在3D微流体实验中，与对照相比，U373MG和小胶质细胞在miR-124 EVs存在时的迁移程度较小，并显示出较少伸长的形态。对微流体GBM-小胶质细胞环境中细胞因子水平变化的分析表明，用miR-124 EVs治疗导致肿瘤抑制和抗癌免疫，从而将自然杀伤（NK）细胞募集到肿瘤中。

结论：本研究证明了EV介导的miR-124递送通过抑制人类GBM细胞的生长和抑制M2小胶质细胞极化发挥协同抗肿瘤作用。这些发现为更好地理解GBM微环境提供了新的见解，并为使用装载miRNA的EVs开发潜在的治疗策略提供了大量证据。

Fig2. 装载miR-124的细胞外囊泡（EV）递送到胶质母细胞瘤（GBM）和小胶质细胞（MG）以进行抗癌治疗的整体实验策略

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34646393/

Nat Plants丨外源miRNAs诱导植物转录后基因沉默

植物似乎吸收了人工设计的针对特定基因的外源RNA，随后激活了RNA干扰（RNAi）机制。然而，除了有证据表明寄生植物与其宿主之间会发生小RNA交换外，尚不清楚植物是否使用RNA本身作为植物与植物之间交流的信号分子。来自环境的外源RNAs，如果被一些生物体吸收，确实可以诱导RNAi。在线虫和昆虫中已经观察到这种现象，宿主拟南芥细胞分泌外泌体样细胞外囊泡，将植物小RNAs输送到灰葡萄孢中。本研究发现植物产生的microRNA s（miRNAs）作为信号分子影响邻近其他植物的基因表达。外源性miRNAs，如miR156和miR399，通过需要AGO1和RDR6的机制触发RNAi。这强调了需要产生次级小干扰RNAs。这一证据强调了一种机制的存在，其中miRNAs代表了能够在植物之间进行通信的信号分子。

Fig3. 外源miRNAs影响其靶基因在接收幼苗中的表达

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34650259/

Cell Rep丨miR-2392在驱动SARS-CoV-2感染中的作用

MicroRNAs（miRNAs）是参与转录后基因调控的非编码小RNAs，对许多疾病有重大影响，并为抗病毒治疗提供了一条令人兴奋的途径。根据患者转录组数据，本研究确定循环miRNA miR-2392在宿主感染期间直接参与SARS-CoV-2（严重急性呼吸综合征冠状病毒2）机制。具体而言，本研究发现miR-2392在驱动下游抑制线粒体基因表达、增加炎症、糖酵解和缺氧以及促进许多与COVID-19感染相关的症状方面发挥了关键作用。研究证明了miR-2392存在于COVID-19阳性患者的血液和尿液中，但不存在于COVID-19阴性患者中。这些发现表明开发微创COVID-19检测方法的潜力。最后，使用体外人类和体内仓鼠模型，研究人员设计了一种以miR-2392为靶点的基于miRNA的抗病毒疗法，可显著降低仓鼠的SARS-CoV-2活力，并可能潜在地抑制人类的COVID-19疾病状态。

Fig4. miR-2392在驱动SARS-CoV-2感染中的作用模型示意图

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34624208/

J Crohns Colitis丨MiR-1-3p和miR-124-3p协同破坏老化结肠的肠道屏障

背景和目的：消化道肠道屏障的破坏是老年人常见的病理生理变化，这可能部分导致肠道功能障碍和炎症性肠病。本研究旨在发现与老年人群肠道屏障功能障碍和结肠炎相关的新的交互式表观遗传调控模式。

结果：在老化过程中粘膜微结构损伤之前，观察到粘液屏障的缺陷。老年人结肠中miR-1-3p表达升高，通过直接靶向T-合酶来破坏粘液屏障，类似于之前报道的miR-124-3p的机制。重要的是，半剂量的每种microRNA补充剂对T-合酶和CDK4/6的协同作用强于单独全剂量miR-1-3p或miR-124-3p的作用，并且用两种microRNAs共同处理的小鼠比单独使用任一microRNA治疗的小鼠表现出对化学诱导的结肠炎的敏感性更高。这两种microRNAs在老年IBD患者中上调。

结论：miR-1-3p和miR-124-3p表达随老化有轻微增加，可能是通过靶向不同细胞中的不同基因来破坏肠道稳态的重要因素。这些数据揭示了多种microRNAs发挥协同作用以破坏肠道屏障并促进老年人群炎症性肠病发展的潜在能力。

Fig5. MiR-1-3p和miR-124-3p协同破坏老化结肠的肠道屏障模型示意图

原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34628497/