### 核激活 miRNA（NamiRNA）：癌症和免疫疾病研究的新方向
在生命科学的微观世界里，微小 RNA（miRNA）一直是研究者们关注的焦点。自 20 世纪 90 年代初被发现以来，miRNA 就以其独特的基因调控功能吸引着众多科学家的目光。传统观念认为，miRNA 作为基因表达的负调控因子，主要在细胞质中通过转录后调控发挥作用。但随着研究的深入，科学家们发现了 miRNA 的新功能，其中核激活 miRNA（NamiRNA）的发现尤为引人注目，它在细胞核中扮演着基因激活和转录调控的关键角色，为癌症和免疫疾病的研究开辟了新的方向。
miRNA 的发现与功能概述
miRNA 的发现之旅始于 1993 年，Victor Ambros 和他的同事在秀丽隐杆线虫中鉴定出了 lin - 4。2000 年，Ruvkun 实验室又发现并报道了另一种 miRNA——let - 7。let - 7 在不同物种间的保守性凸显了 miRNA 在生物进化和发育过程中的重要性。随后的研究表明，miRNA 在自然界广泛存在，是许多生物体基因调控的基本组成部分，包括人类。
经典的 miRNA 生物发生过程较为复杂，首先由 RNA 聚合酶 II（RNA pol II）转录 miRNA 基因，生成初级 miRNA（pri - miRNA）。pri - miRNA 在 DiGeorge 综合征关键区域 8（DGCR8）蛋白和 Drosha 微处理器复合物的作用下，被精确切割成前体 miRNA（pre - miRNA）。pre - miRNA 通过核输出受体 Exportin - 5，在小 GTP 结合蛋白 Ran - GTP 的协助下，从细胞核转运到细胞质。在细胞质中，Dicer 识别 pre - miRNA 的 5' 磷酸、3' 突出端和环结构，并对其进行切割，产生约 22bp 的 miRNA 双链体。之后，miRNA 双链体在热休克同源蛋白 70（HSC70）和热休克蛋白 90（HSP90）的帮助下，加载到 Argonaute（AGO）蛋白上，乘客链被排出，引导链则参与 RNA 诱导沉默复合物（RISC）的组装，与靶 mRNA 相互作用，抑制基因表达。miRNA 在细胞增殖、分化、凋亡和代谢调节等多种生物学过程中都发挥着至关重要的作用。
然而，随着研究的不断深入，科学家们发现 miRNA 的功能并不局限于此。一些研究表明，miRNA 在特定情况下也能正向调控靶基因，而且它们并不只存在于细胞质中，在细胞核和其他细胞器中也有分布，并发挥着重要作用，比如影响肿瘤耐药性。2017 年，Yu 等人通过对 ENCODE 数据库的系统分析，发现了一类特殊的 miRNA，它们与基因组增强子存在显著重叠，这些定位于细胞核的 miRNA 被命名为核激活 miRNA（NamiRNA），它们能够激活附近的靶基因，开启了 miRNA 研究的新篇章。
NamiRNA 的生物发生
NamiRNA 的生物发生过程与经典 miRNA 既有相似之处，又有独特的地方。和其他 miRNA 一样，NamiRNA 最初也是在细胞核内进行转录和加工。它可以由 RNA 聚合酶 II 转录 miRNA 基因生成初级转录本，然后在 RNA 加工因子，如切割和多聚腺苷酸化特异性因子 1（CPSF1）和切割和多聚腺苷酸化特异性因子 3（CPSF3）的作用下，去除内含子序列，生成前体 miRNA（pre - miRNA）。在细胞核内，pre - miRNA 进一步被 Dicer 和其他 RNA 加工酶处理，生成双链 miRNA。双链 miRNA 解旋后释放出单链 miRNA，形成类似 RISC 的结构，引导 NamiRNA 与靶基因的增强子和启动子进行配对，从而实现基因激活。
部分 NamiRNA 的合成途径与经典 miRNA 相似，它们在细胞质中成熟后，会借助脆性 X 智力低下综合征相关蛋白 1（FXR1）重新转运回细胞核。进入细胞核后，NamiRNA 与靶基因和增强子相互作用，促进转录激活。这种穿梭机制使得 NamiRNA 能够在不同的细胞区域发挥独特的功能，进一步丰富了其调控基因表达的方式。
NamiRNA 的作用机制
- NamiRNA 与增强子的相互作用
NamiRNA 和增强子之间存在着密切的联系，它们具有一些共同的特征，比如特定的组蛋白修饰（如 H3K27ac 和 H3K4me1）、结合 P300/cAMP 反应元件结合蛋白（CREB）共激活剂、对 DNase I 具有高敏感性以及能产生增强子 RNA（eRNA）。在人类的 1594 个 miRNA 前体位点中，有 303 个与富含 H3K27ac 的增强子区域存在部分重叠。例如，miR - 24 - 1 能够通过靶向增强子，以一种非传统的方式激活基因转录。当利用 TALEN 技术删除增强子序列时，这种激活作用就会完全消失。
NamiRNA 与增强子的相互作用可以调节增强子的特性，比如通过核 AGO2 和 RNA 聚合酶 II（Pol II）影响转录和染色质环化，还能招募 p300，在激活的增强子位点催化 H3K27ac。不过，基因激活需要活性完整的增强子与 NamiRNA 相互作用，这表明无活性的增强子无法与 NamiRNA 有效结合。此外，研究还发现超增强子在维持细胞特性所必需的主 miRNA 的生物发生过程中起着关键作用，它能够增强初级 miRNA（pri - miRNA）的转录以及 Drosha/DGCR8 介导的加工过程，与广泛的 H3K4me3 结构域一起，构建了组织特异性且在进化上保守的 miRNA 表达和功能景观。
2. NamiRNA 与启动子的相互作用
NamiRNA 与启动子的相互作用是一个复杂的过程，涉及基因调控和细胞反应。NamiRNA 通过与靶启动子基因的特定序列进行互补碱基配对结合，这一过程可以在 RNA 结合蛋白（RBPs）的帮助下进行，RBPs 能够协助 NamiRNA 与 DNA 的识别和对齐。通常情况下，NamiRNA 与启动子区域的结合会阻止转录因子和 RNA 聚合酶与靶基因的结合，从而限制基因的转录和表达。但在某些情况下，NamiRNA 与启动子的相互作用也会诱导染色质重塑，改变基因的可及性，增加转录因子的招募，进而促进与细胞生长、分化和存活相关的关键基因的表达，影响信号通路的调节和细胞内环境的稳定。
众多研究已经证实，miRNA 与启动子的结合与癌症的发展密切相关。例如，miRNA - 122 能够与甲胎蛋白（AFP）的启动子区域结合，降低 AFP 的表达，抑制肝癌细胞的生长；miRNA - 21 可以与乳腺癌细胞中程序性细胞死亡 4（PDCD4）的启动子区域相互作用，减少 PDCD4 的表达，促进细胞增殖。对 NamiRNA 与启动子相互作用的精确分子机制及其在各种疾病中的作用的深入研究，将有助于开发靶向治疗方法和诊断标志物。
3. NamiRNA 与 RNA pol II 结合增强转录
NamiRNA 能够通过与 RNA pol II 结合来增强转录，这一过程发生在转录起始阶段。NamiRNA 可以帮助招募 RNA pol II 到特定基因的启动子位点，从而促进靶基因的转录或者抑制非靶基因的转录起始，以此来调控基因表达。
NamiRNA 增强转录的方式多种多样。它可以招募 RNA Pol II 到特定基因的启动子上，增强转录；还能招募或改变表观遗传调节因子，如组蛋白乙酰转移酶（HATs）或组蛋白甲基转移酶的活性，使染色质结构更加开放，有利于基因表达。一些 miRNA 能够与转录共激活剂相互作用，增强转录机器在基因启动子处的组装。比如，miRNA - 200c 可以招募转录激活因子 CREB1，促进细胞增殖和分化过程中靶基因的表达。此外，NamiRNA 还能影响暂停的 RNA Pol II 释放，使其进入高效的延伸阶段，这是基因表达调控的关键步骤。
以 miR - 132 为例，它可以通过影响某些神经元基因的转录来调节神经元的可塑性。miR - 132 与转录共激活剂 p300 相互作用，并与 miR - 132 靶基因启动子处的组蛋白乙酰化相关。通过 p300 促进组蛋白乙酰化，miR - 132 有助于招募 RNA Pol II 到启动子区域，增强基因转录。miR26a 则可以靶向 zeste 同源物 2（EZH2）的增强子，EZH2 是多梳抑制复合物 2（PRC2）的重要组成部分，参与 H3K27me3 修饰。通过下调 EZH2，miR - 26a 减少了某些基因启动子上的 H3K27me3 标记，解除抑制，促进转录水平的提高。这些例子充分展示了 NamiRNA 与转录机器之间复杂的相互作用，NamiRNA 就像是基因表达的精细调节者，既能抑制 mRNA，又能通过多种机制增强基因转录。
NamiRNA 在癌症治疗中的潜力
由于 NamiRNA 在调控癌基因表达方面的重要作用，它成为了多种癌症治疗干预的有前景的新方向。NamiRNA 能够调节细胞分化、增殖、代谢和应激反应等关键过程，这使其成为药物开发的极具吸引力的靶点。NamiRNA 可以与基因表达机器的多个组件相互作用，包括转录因子和肿瘤抑制基因（TSGs），进而调控众多参与癌症细胞各种过程的基因表达。
- 在乳腺癌和卵巢癌中的作用
在乳腺癌和卵巢癌中，转录因子 myc 癌基因广泛表达，它对细胞周期、增殖和肿瘤进展等生物学过程起着重要的调节作用。通常情况下，高 myc、低 p27 和高磷酸化 Rb（phospho - Rb）水平与乳腺癌和卵巢癌的不良预后相关。研究人员通过对细胞系和癌症患者的 miRNA 文库筛选数据进行分析，发现了五个 miRNA 候选物，即 miR - 124、miR - 365、miR - 34b*、miR18a 和 miR - 506，它们能够抑制肿瘤进展，并逆转 p27/myc/phospho - Rb 的表达。其中，miR - 124 可以与 p27 启动子区域结合，增加 p27 蛋白的表达，诱导细胞周期 G1 期停滞，导致 phospho - Rb 减少和 myc 蛋白降低。体内研究表明，纳米颗粒介导的 miR - 124 递送能够抑制肿瘤生长，并使细胞对依托泊苷更加敏感，这显示出 miRNA 作为治疗靶点针对 myc 功能治疗乳腺癌和卵巢癌的临床应用潜力。
- 在肺癌中的作用
肿瘤抑制基因（TSGs）的功能障碍是癌症发生的一个常见特征。TSGs 参与细胞周期调控、DNA 损伤修复和细胞衰老等过程，保护正常细胞不转化为癌细胞。在非小细胞肺癌（NSCLC）中，人们普遍认为启动子 DNA 甲基化和异常的组蛋白修饰会下调 TSGs 的表达。研究人员发现，肺癌细胞中启动子的 DNA 甲基化差异并不常见，但 miR - 26A1 能够显著重新激活 VILL 启动子，而且这种激活作用可以被增强子抑制剂 JQ1 抑制。miR26A1 发挥着肿瘤抑制作用，能够抑制肺癌细胞的增殖和转移。在 A549 细胞中，miR - 26A1 的过表达显著富集了增强子区域的 H3K27ac，这表明 miR - 26A1 可以作为 NSCLC 的关键调节因子和潜在治疗靶点。
- 在乳腺癌中重新激活肿瘤抑制基因
研究发现，肿瘤抑制基因功能障碍与乳腺癌的发展呈正相关。Liang 等人报道，miR - 339 可以通过增强增强子活性重新激活肿瘤抑制基因（TSGs），为乳腺癌治疗提供了一种潜在的治疗方法。在正常乳腺细胞中，miR - 339 与 Argonaute 2（AGO2）共定位的增强子区域结合，激活肿瘤抑制基因 GPER1，防止细胞发生恶性转化。然而，miR - 339 表达的降低会减弱增强子活性，使 GPER1 沉默，从而促进肿瘤发生。对 157 例乳腺癌样本的分析显示，在管腔 A/B 和三阴性亚型中，miR - 339 和 GPER1 的表达受到抑制。miR - 339 通过激活增强子上调 GPER1，但当 AGO2 被敲低或通过 CRISPR/Cas9 删除增强子时，这一过程就会被阻断。在体内实验中，miR - 339 抑制肿瘤增殖，而 GPER1 的敲低则会逆转这种效果。此外，随着 miR - 339 的上调，Ki67 阳性细胞减少，而随着 GPER1 的缺失，Ki67 阳性细胞增加。这些结果表明，miR - 339 和 GPER1 共同抑制乳腺癌的进展，它们的功能失调会推动肿瘤的发生。
- 在胰腺癌中的作用
胰腺癌是一种致命的恶性肿瘤，5 年生存率低于 6.9%。由于缺乏特异性和有效的生物标志物，患者通常在胰腺癌晚期才被诊断出来。研究发现，miR - 492 在多种肿瘤组织中上调，可能是一种潜在的治疗生物标志物。miR - 492 基因的激活可以显著改善肿瘤细胞中的转化生长因子 - β（TGF - β）/Smad3 信号通路，促进胰腺癌的上皮 - 间质转化。增强子标记 H3K27ac 在 NamiRNA miR - 492 区域富集，其邻近基因核受体亚家族 2 组 C 成员 1（NR2C1）、NADH：泛醌氧化还原酶亚基 A12（NDUFA12）和跨膜和卷曲螺旋结构域家族 3（TMCC3）在胰腺癌中的表达上调。进一步研究表明，miR - 492 作为 NamiRNA - 增强子网络的触发因素，可以通过激活邻近基因（NR2C1/NDUFA12/TMCC3）和 NR2C1 - TGF - β/Smad3 通路加速胰腺癌的进展。体内研究显示，使用 miR - 492 抑制剂 antagomir - 492 处理后，与对照组相比，肿瘤生长受到抑制。苏木精 - 伊红（H&E）和免疫组织化学（IHC）染色结果与 antagomir - 492 处理后 NR2C1/NDUFA12/TMCC3 表达的定量分析结果一致，这表明 miR - 492 是胰腺癌诊断和治疗的有前景的 NamiRNA 靶点。
- 抑制肿瘤生长的其他机制
NamiRNA 还可以通过干扰癌细胞与癌相关成纤维细胞（CAFs）的相互作用来抑制肿瘤生长。肿瘤的起始、侵袭和转移受到 CAFs 与癌细胞之间相互作用的影响，而不仅仅取决于癌细胞本身。长链非编码 RNA（lncRNAs） - NamiRNA 系统的异常会加速肿瘤微环境中 CAFs 的葡萄糖代谢，从而促进癌症进展。通过生物信息学和表观基因组 RNA 测序技术，研究人员对口腔鳞状细胞癌（OSCC）患者的正常成纤维细胞（NFs）和 CAFs 的 lncRNA - NamiRNA 谱进行了深入研究。研究发现，lncRNA H19 是在口腔 CAFs 和 OSCC 细胞系中同步上调的关键 lncRNA。敲低 lncRNA H19 会影响口腔 CAF 的增殖、迁移和糖酵解。此外，lncRNA H19/miR675 - 5p/6 - 磷酸果糖 - 2 - 激酶 / 果糖 - 2,6 - 二磷酸酶 3（PFKFB3）轴参与其中，通过荧光素酶报告实验和 miR - 675 - 5p 抑制剂的应用，证实该轴可以促进口腔 CAFs 的糖酵解途径。这项研究揭示了 lncRNA H19/miR - 675 - 5p 网络对口腔 CAFs 葡萄糖代谢的影响，凸显了其作为新型诊断生物标志物和有前景的 OSCC 治疗方法的潜在价值。
另外，NamiRNA 还可以通过干预癌细胞的 Warburg 效应和能量释放来抑制肿瘤生长。在实体肿瘤的 Warburg 效应中，癌细胞的能量释放主要由有氧糖酵解调节，包括葡萄糖摄取、糖酵解和乳酸发酵。叶酸结合蛋白（FBP）在肾细胞癌（RCC）的糖异生过程中起抑制作用，与 RCC 的不良预后相关。NamiRNA miR24 - 1 的 DNA 位点与增强子区域重叠，能够重新激活 FBP1。研究证实，miR - 24 - 1 可以显著上调 FBP1 基因，重新激活 FBP1 的表达，抑制 Warburg 效应，从而抑制 RCC 细胞的增殖和转移。这种重新激活依赖于增强子的完整性，后续在 786 - O 和 ACHN 细胞系中进一步验证了其抑制作用。在异种移植模型中，miR - 24 - 1 的表达能够在 30 天内显著抑制 RCC 肿瘤生长。研究发现，miR - 24 - 1 表达组中 Ki - 67 表达降低，FBP1 表达和末端脱氧核苷酸转移酶 dUTP 缺口末端标记（TUNEL）阳性细胞增加。这表明 miR -<
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