piRNA在生殖系統(tǒng)中的研究進(jìn)展

趙鴻娟，王亞楠，高樹軍，張媛媛，李光鵬，王煜

普通婦科疾病及相關(guān)研究

piRNA在生殖系統(tǒng)中的研究進(jìn)展

趙鴻娟，王亞楠，高樹軍，張媛媛，李光鵬，王煜△

Piwi蛋白相互作用RNA（piRNA）是一類長(zhǎng)度約為30個(gè)核苷酸的非編碼RNA。目前研究提示piRNA通過與PIWI蛋白家族成員結(jié)合后，參與異染色質(zhì)形成、生殖細(xì)胞的發(fā)育和維持DNA的完整性。piRNA與小干擾RNA（siRNA）及微小RNA（miRNA）均是近些年發(fā)現(xiàn)的非編碼小RNA，在功能、分布和分子特征等方面存在著顯著不同。piRNA在精子的發(fā)生過程中起著重要的生理調(diào)節(jié)作用，目前對(duì)于piRNA的研究逐漸深入，認(rèn)識(shí)也進(jìn)一步提高。例如，piRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)揮功能相關(guān)作用蛋白，在體內(nèi)的分布與表達(dá)，在生物體內(nèi)與PIWI發(fā)揮作用的方式以及功能。piRNA數(shù)據(jù)庫的建立將對(duì)此類小分子RNA的研究有很大的促進(jìn)作用。

RNA，未翻譯；生殖細(xì)胞；微RNAs；RNA，小分子干擾；piRNA

（JInt Obstet Gynecol，2016，43：576-580）

近年來，RNA的研究已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要的熱點(diǎn)，作為一類新型的小RNA，Piwi蛋白相互作用RNA（Piwi-interacting RNA，piRNA）受到了廣泛關(guān)注。piRNA主要分布在動(dòng)物體睪丸的精原細(xì)胞和卵巢的卵母細(xì)胞內(nèi)，果蠅卵巢體細(xì)胞（卵泡細(xì)胞）也存在少量的piRNA。從2006年發(fā)現(xiàn)至今，科研工作者對(duì)piRNA的發(fā)生和功能做了大量的推測(cè)、探索和驗(yàn)證，例如在生殖細(xì)胞、干細(xì)胞及腫瘤的發(fā)生等方面。piRNA的功能主要是維持基因組中轉(zhuǎn)座子的正常沉默狀態(tài)，以防止基因組中轉(zhuǎn)座子爆發(fā)而引起相應(yīng)基因的改變。Piwi蛋白是Argonaute（AGO）蛋白家族的一個(gè)亞家族，文獻(xiàn)表明piRNA通過與PIWI蛋白形成復(fù)合物調(diào)控基因表達(dá)，但其具體功能和機(jī)制尚在探索中。

1 piRNA的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

piRNA是一類長(zhǎng)度約24～33個(gè)核苷酸（nt）的小RNA［1］，2006年，Aravin等［2］通過吸附柱法從3個(gè)月大的C57BL/6J雄性小鼠生殖細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了piRNA，產(chǎn)生于精子發(fā)生的粗線期精母細(xì)胞到圓形精子細(xì)胞的過程中，每個(gè)生殖細(xì)胞中約有100萬個(gè)piRNA分子。

piRNA在體細(xì)胞中的生物發(fā)生過程相對(duì)簡(jiǎn)單，在卵泡細(xì)胞中的初級(jí)生物合成過程中，解旋酶Armitage（Arm）、解旋酶/tudor結(jié)構(gòu)域蛋白Yb（Y-box Binding）和核酸酶Zucchini（Zucc）都是必需的［3］，缺少其一，piRNA的合成將受到抑制。此外，Zucc還參與piRNA的成熟過程?！捌古夷Ｐ汀笔枪壜涯讣?xì)胞中從轉(zhuǎn)座子衍生piRNA中發(fā)現(xiàn)的，在動(dòng)物生殖細(xì)胞中普遍存在。Betel等［4］通過分析比較一系列已知的小鼠精子發(fā)生過程粗線期piRNA的序列，表明piRNA的序列多樣性和生物起源機(jī)制。得出如下結(jié)論：①在小鼠睪丸中的piRNA至少有4個(gè)時(shí)期；②piRNA來源于長(zhǎng)的前體合成，由位于5′末端的微弱序列信號(hào)產(chǎn)生大量的不同序列所引導(dǎo)的擬隨機(jī)的酶催化過程而產(chǎn)生的；③許多piRNA簇包括反相重復(fù)序列，從而能夠形成反相折疊的雙股RNA片段，也可能起始piRNA的過程類似于轉(zhuǎn)位子沉默。

與微小RNA（microRNA，miRNA）和小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）一樣，piRNA的5′端富含尿嘧啶（U，約86%），對(duì)U呈高度保守。而與miRNA和siRNA不同的是，piRNA以高度特異鏈的方式對(duì)應(yīng)于基因組，且主要是單鏈基因組位點(diǎn)，其表達(dá)有組織特異性，調(diào)控生殖細(xì)胞及干細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育；在染色體上的分布極其不均勻，在基因區(qū)及基因序列區(qū)少見，多見于在基因間隔區(qū)［5］。piRNA的3′端甲基化現(xiàn)象明顯，甲基化限制了3′端的加工范圍，影響piRNA與通路中其他組分的相互作用，增加了piRNA的穩(wěn)定性，但國(guó)外學(xué)者通過由BmN4細(xì)胞體系（一種蠶卵巢來源的細(xì)胞系）的裂解液建立的無細(xì)胞體系證明3′端甲基化并不是決定成熟piRNA長(zhǎng)度的必要條件［6］。

2 piRNA功能發(fā)揮相關(guān)蛋白

目前研究認(rèn)為，Tudor蛋白家族、Arm、Yb，Zucc，Miwi2（小鼠）、Mili（Miwi亞族成員），Aub、Ago3（果蠅）都是與piRNA功能相關(guān)的蛋白；MVH（mouse vasa homologue）是一個(gè)ATP依賴的RNA解旋酶。Vasa/MVH對(duì)于“乒乓循環(huán)”及Miwi2與piRNA的結(jié)合是必需的。Rhino是果蠅轉(zhuǎn)座子沉默以及通過“乒乓循環(huán)”有效擴(kuò)增piRNA所必需的。Kowalezykiewicz等［7］通過研究比較豬發(fā)育過程中piwi與piRNA的選擇性表達(dá)，發(fā)現(xiàn)piRNA與Argonaute蛋白家族形成復(fù)合體發(fā)揮作用，后者主要包括Piwil1、Piwi4和Piwi2。目前發(fā)現(xiàn)它們只在性腺組織中表達(dá)，調(diào)控精子的發(fā)生、敲除Piwil1、Piwi4或Piwi2基因的小鼠表現(xiàn)為雄性不育。

piRNA蛋白與雄性生殖密切相關(guān)，其突變可以導(dǎo)致不育，并呈現(xiàn)出完全基因敲除的癥狀。國(guó)外學(xué)者建立MitoPLD突變小鼠模型，精子發(fā)生過程中減數(shù)分裂中斷，轉(zhuǎn)座子去甲基化和去抑制發(fā)生，初級(jí)piRNA生物合成發(fā)生缺陷，由此推論MitoPLD/Zuc在piRNA生物合成通路及線粒體細(xì)胞膜代謝或信號(hào)中發(fā)揮不可或缺的保障作用［8］。果蠅基因Spindle E（Spn-E）、Maelstrom（Mael）和Krimper的突變會(huì)降低基因組的穩(wěn)定性及生殖細(xì)胞不同程度發(fā)育障礙。Piwil2基因啟動(dòng)子區(qū)高度甲基化能導(dǎo)致其蛋白表達(dá)沉默，并影響piRNA的產(chǎn)生，導(dǎo)致人類精子發(fā)生異常［9］。重復(fù)相關(guān)小干擾RNA（repeat-associated siRNAs，rasiRNA）相關(guān)的蛋白質(zhì)PIWI是調(diào)節(jié)果蠅卵巢體細(xì)胞中g(shù)ypsy序列沉默的必要條件［10］。

Piwi/piRNA在雄性生殖細(xì)胞發(fā)育過程中起重要作用，單鏈特異性的核酸內(nèi)切酶Zuc（或MitoPLD）可能參與了初級(jí)piRNA 5′端的加工成熟；MOV10L1（a putative DExD-box helicaseMOV10-like-1）在生殖細(xì)胞中特異性表達(dá)，與Miwi、Mili及HSPA2（heatshock 70-kD protein 2）等存在相互作用；Mael是一種HMG-box（highmobility group box）蛋白，與Miwi和Mili存在相互作用，并且定位在擬染色體中；GASZ（Germ cell protein with Ankyrin repeats，Sterile alpha motif，and leucine Zipper）與Mili共同定位于線粒體中，并且對(duì)于穩(wěn)定Mili是至關(guān)重要的［11］。

此外，piwi基因的突變可使干細(xì)胞分化和卵子生成終止。在生殖細(xì)胞中，PIWI蛋白的突變可以減少干細(xì)胞的分裂能力，但不會(huì)完全阻滯卵細(xì)胞的演進(jìn)。Miwi突變并不影響雌鼠生育能力。最近研究表明，雌性生殖細(xì)胞中的其他通路可能對(duì)PIWI蛋白的缺失起到彌補(bǔ)作用［12］，但具體機(jī)制尚不明確。Lim等［13］研究發(fā)現(xiàn)，Piwil2、Piwil4及Mael在人、大鼠及鴨嘴獸卵巢的卵母細(xì)胞及支持細(xì)胞中存在表達(dá)，而大鼠及雞的卵巢中不表達(dá)Piwil。

3 piRNA的分布與表達(dá)

piRNA在生殖系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，雄鼠胚胎睪丸中，Mili獨(dú)立參與piRNA的“乒乓模型”擴(kuò)增，而在成年小鼠卵巢獲取的cDNA中未能檢測(cè)到Miwi的存在，而在初級(jí)和次級(jí)卵泡中卻仍發(fā)現(xiàn)MIWI蛋白存在，因此認(rèn)為MIWI蛋白的翻譯可能發(fā)生在原始卵泡中。

Kwon等［14］研究對(duì)比29份來自于人體不同部位線粒體基因組中的piRNA序列，其中12個(gè)piRNA與7個(gè)不同的tRNA的莖環(huán)結(jié)構(gòu)相匹配，通過檢測(cè)線粒體中特異性小RNA序列數(shù)據(jù)集分析其在線粒體這樣的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的實(shí)際表達(dá)情況，其中大多數(shù)piRNA與人線粒體基因組所特有的多能長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄體（表達(dá)序列標(biāo)簽）有重疊區(qū)。

Yan等［15］通過高通量分析超過130只果蠅、小鼠和恒河猴的小RNA序列，結(jié)果證實(shí)了piRNA在這3種生物中的廣泛分布，在小鼠胰腺和恒河猴附睪，piRNA在生殖細(xì)胞中是相互兼容的。原位雜交實(shí)驗(yàn)顯示，piRNA與Piwi家族基因mRNA的表達(dá)在恒河猴組織中共定位，通過蛋白質(zhì)印跡（Western blot）了解到小鼠胰腺M(fèi)iwi蛋白的表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)均顯示piRNA可能在生殖細(xì)胞之外也發(fā)揮重要作用。戴愛琴等［16］采用實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）克隆了狼山雞睪丸組織中Piwi基因的CDS，構(gòu)建含有增強(qiáng)型綠色熒光蛋白（EGFP）報(bào)告基因的融合表達(dá)載體pEGFP-C1-Piwi，脂質(zhì)體PEI介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染NIH-3T3細(xì)胞，同時(shí)構(gòu)建pcDNA 3.1-Piwi真核細(xì)胞表達(dá)載體，采用細(xì)胞間接免疫熒光方法檢測(cè)PIWI蛋白在NIH-3T3細(xì)胞的表達(dá)部位，研究發(fā)現(xiàn)，融合表達(dá)載體pEGFP-C1-Piwi在整個(gè)細(xì)胞中都有表達(dá)；而間接免疫熒光法檢測(cè)到pcDNA 3.1-Piwi載體主要在NIH-3T3細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，PIWI蛋白主要在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)。

4 piRNA的作用方式

piRNA特異與Piwi家族蛋白相互作用形成Piwi/piRNA信號(hào)通路，再通過沉默轉(zhuǎn)座元件和調(diào)控編碼mRNA等方式在動(dòng)物生殖細(xì)胞發(fā)育分化過程中發(fā)揮重要作用［9］。piRNA招募組蛋白甲基化酶使常染色質(zhì)發(fā)生異染色質(zhì)化后，可指導(dǎo)細(xì)胞核中PIWI蛋白轉(zhuǎn)錄［17］。piRNA簇與PIWI蛋白結(jié)合后可引導(dǎo)抑制性標(biāo)記物組蛋白H3的三甲基化賴氨酸9（trimethylated lysine 9 ofhistone 3，H3K9me3）在靶基因上定位，H3K9me3能識(shí)別piRNA簇，被組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移酶SetDB1（histone methyltransferase SetDB1）催化后儲(chǔ)存于piRNA簇中。

Piwi是母源性極性顆粒的組成部分，在果蠅生殖細(xì)胞系中發(fā)揮決定性作用，Megosh等［18］發(fā)現(xiàn)，母源性Piwi的減少會(huì)阻礙原始生殖細(xì)胞的形成，而Osk（Oskar）或Vasa的表達(dá)及腹部構(gòu)造并不受其影響。母源性Piwi成雙倍或三倍時(shí)會(huì)相應(yīng)地提升Osk和Vasa的水平，原始生殖細(xì)胞數(shù)量也會(huì)相應(yīng)增加。PIWI蛋白可與piRNA形成piRNA誘導(dǎo)的復(fù)合物（piRNA-induced silencing complex，pi-RISC）沉默同源的轉(zhuǎn)座子，對(duì)生殖干細(xì)胞的自我更新和配子的發(fā)育有重要作用。piRNA指導(dǎo)PIWI蛋白逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的合成，通過“乒乓循環(huán)”逐漸被分解至轉(zhuǎn)錄后沉默［19］。逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)錄物的分解表明，次級(jí)piRNA 5′末端會(huì)指導(dǎo)PIWI蛋白結(jié)合到初級(jí)piRNA，因此放大初級(jí)piRNA。

piRNA對(duì)于生殖系干細(xì)胞性的維持及DNA完整性的保持發(fā)揮重要作用，在果蠅早期胚胎時(shí)期母源性mRNA通過piRNA途徑脫腺苷酸和降解。卵母細(xì)胞到合子期轉(zhuǎn)變的過程中，一系列的母源性mRNA逐漸降解，RNA結(jié)合蛋白Smaug和脫腺苷酸激酶CCR4以及小RNA簇在合子中的表達(dá)決定了果蠅母源性mRNA的降解。例如，CCR-4調(diào)節(jié)Nanos（nos）腺苷酸化依賴于piRNA途徑的組成，包括piRNA對(duì)于nos 3′端非翻譯區(qū)的特定補(bǔ)充。Aubergine是piRNA途徑當(dāng)中Argonaute蛋白的一種，與Smaug、CCR4、nosmRNA以及piRNA相結(jié)合，并且在大多數(shù)胚胎當(dāng)中其目標(biāo)區(qū)域?yàn)閚os3′端非翻譯區(qū)。因此提出如下可能性，即piRNA和相關(guān)蛋白與Smaug共同發(fā)揮作用，使CCR4脫腺苷酸化與特異性mRNA結(jié)合，從而促進(jìn)其降解。

Mili和Miwi也都與piRNA結(jié)合，敲除這2個(gè)基因可以阻滯piRNA的產(chǎn)生。在精子形成過程中，兩者的突變不影響倍增，但是在染色體分離階段有著巨大的影響。Miwi表達(dá)在粗線期精母細(xì)胞到長(zhǎng)形精子細(xì)胞形成的過程中，Zhao等［20］發(fā)現(xiàn)，精子發(fā)生晚期piRNA引起Miwi泛素化，并通過后期促進(jìn)復(fù)合物/細(xì)胞周期體（anaphase-promoting complex/cyclosome，APC/C）途徑將其移除；Miwi是APC/C的底物，piRNA結(jié)合到Miwi上才能通過APC/C途徑進(jìn)行泛素降解，同時(shí)Miwi的構(gòu)象會(huì)發(fā)生改變，APC10與其相互結(jié)合的能力也得到加強(qiáng)，進(jìn)而引發(fā)APC/C途徑所介導(dǎo)的泛素水解效應(yīng)。piRNA是泛素蛋白體系清除MIWI/piRNA系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，適時(shí)調(diào)節(jié)雄性生殖細(xì)胞中的Miwi/piRNA對(duì)生殖的細(xì)胞發(fā)育十分重要。Miwi2在精子成熟階段一過性表達(dá)，其突變可以導(dǎo)致組蛋白2A變異體（histone family 2A variant，H2AX）的染色，DNA斷裂受損。

對(duì)來源于3種哺乳動(dòng)物的小RNA進(jìn)行分析，進(jìn)一步了解piRNA擴(kuò)增機(jī)制，發(fā)現(xiàn)這些動(dòng)物中分離得到的指導(dǎo)piRNA的目標(biāo)序列上都伴隨著短序列核苷酸的產(chǎn)生，這些短序列核苷酸都有著準(zhǔn)確的長(zhǎng)度（19 nt），對(duì)指導(dǎo)piRNA有著特殊的空間關(guān)系。Stat3/ Bcl-xL和Stat3/Cyclin D1作為Piwil2的兩個(gè)信號(hào)通路，與Piwil2的作用是相互獨(dú)立的，Piwil2的過度表達(dá)使內(nèi)源性RNA干擾機(jī)制被激活，從而直接導(dǎo)致Stat3/Bcl-xL的激活與Stat3/Cyclin D1的增強(qiáng)，使凋亡抑制因子和細(xì)胞分裂調(diào)控因子表達(dá)增加。Lu等［21］的實(shí)驗(yàn)證明Piwil2能抑制細(xì)胞凋亡，引起腫瘤發(fā)生，主要是因?yàn)橐种苝53調(diào)節(jié)STAT3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。由此可以考慮能否通過抑制Piwil2的表達(dá)來治療腫瘤。

5 piRNA的功能研究

自piRNA發(fā)現(xiàn)以來，對(duì)于其功能的探究也從未間斷，推測(cè)其功能主要有3個(gè)方面［5］：①沉默轉(zhuǎn)錄基因過程，維持轉(zhuǎn)座子沉默，果蠅中存在Aub-associatepiRNA的沉默機(jī)制，蛋白Piwi和Aub兩種亞型可作為早期胚胎生殖細(xì)胞建立中的母系因子。卵巢中的Aub來源于基因間的重復(fù)元件，包括逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，而睪丸中的Aub聯(lián)合著不同的piRNA。②維持生殖系和干細(xì)胞功能，Piwi是一個(gè)表觀遺傳因子，雄性生殖系中，PIWI蛋白能夠阻止逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)錄，表明piRNA可能與后生調(diào)控有關(guān)。Piwi基因的突變可以使得干細(xì)胞分化和卵子生成終止。③調(diào)節(jié)翻譯和mRNA的穩(wěn)定性。Vourekas等［22］證明精子細(xì)胞中Miwi參與一些基因mRNA的正向調(diào)控，敲除Miwi會(huì)下調(diào)這些mRNA穩(wěn)定性和翻譯活性。

piRNA與雄性生殖能力密切相關(guān)，陳蓉等［23］研究發(fā)現(xiàn)鵪鶉Piwi1具有睪丸特異性，除精原細(xì)胞外，主要存在于生殖細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，表明Piwi1蛋白有可能參與調(diào)控精子發(fā)生過程。在果蠅生殖細(xì)胞系中，piRNA通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后逆轉(zhuǎn)錄因子沉默來調(diào)控生殖細(xì)胞的發(fā)育；在黑腹果蠅生殖細(xì)胞系中，piRNA引起核染色質(zhì)沉默，對(duì)核染色質(zhì)靶位點(diǎn)進(jìn)行修飾［24］。李潔等［25］通過檢測(cè)男性不育癥患者精漿中存在的睪丸特異piRNA與精子DNA損傷程度的關(guān)系，探討其對(duì)精子DNA完整性及輔助生殖技術(shù)（ART）效果的影響，發(fā)現(xiàn)男性不育癥患者存在精子DNA不同程度的損傷，精漿中piRNA的水平與精子DNA完整性有關(guān)，DNA完整性差的患者精漿piRNA表達(dá)降低可能影響ART結(jié)局。Atikukke等［26］通過探究果蠅周期蛋白J（Cyclin J，CycJ）在卵子發(fā)生過程中基因與piRNA途徑的互相作用，發(fā)現(xiàn)CycJ與piRNA存在相互作用，推測(cè)CycJ在卵泡發(fā)生早期的發(fā)生作用，表明CycJ在piRNA途徑中對(duì)于卵子生成和成熟有調(diào)節(jié)作用。Rajan等［27］研究發(fā)現(xiàn)，miRNA和piRNA對(duì)于Akt信號(hào)通路有調(diào)節(jié)作用，miRNA/piRNA的修飾都會(huì)造成Akt通路改變。

此外，piRNA在癌癥治療中的應(yīng)用研究也從未間斷，piRNA-Piwi通路作為腫瘤治療靶點(diǎn)得到廣泛關(guān)注，piRNA-Piwi通路在腫瘤干細(xì)胞（tumor stem cell，TSC）中高表達(dá)，可能在腫瘤發(fā)生發(fā)展中抑制凋亡通路、提高耐藥性、擾亂miRNA系統(tǒng)以及維持TSC的干性與過度甲基化［28］。Piwi蛋白可廣泛表達(dá)于多種腫瘤組織和細(xì)胞系中，如乳腺癌、宮頸癌等［29］。乳腺癌中發(fā)現(xiàn)了Piwil2蛋白的高表達(dá)，Piwil2啟動(dòng)核苷酸切除修復(fù)的機(jī)制，直接修復(fù)損傷的DNA片段，一定程度上提高了腫瘤的耐藥性［30］。使用甲基化酶抑制劑與熱休克蛋白90抑制劑可抑制piRNAPiwi通路［28］。Chu等［31］通過檢測(cè)piRNA微序列探究3個(gè)膀胱癌組織及其鄰近正常組織中總體piRNAs的表達(dá)，通過3′非翻譯區(qū)序列互補(bǔ)的方法，預(yù)測(cè)piRNA目標(biāo)基因。結(jié)果顯示，在膀胱癌組織中，106個(gè)piRNA的表達(dá)水平上調(diào)，91個(gè)下調(diào)。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著發(fā)現(xiàn)多個(gè)piRNA在生殖系統(tǒng)、其他組織器官以及病理生理狀態(tài)的差異表達(dá)，piRNA可能發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，有可能成為疾病診斷或預(yù)測(cè)的小分子標(biāo)記物。

［1］Girard A，Sachidanandam R，Hannon GJ，et al.A germ line-specific class of small RNAs bindsmammalian Piwi proteins［J］.Nature，2006，442（7099）：199-202.

［2］Aravin AA，van der Heijden GW，Casta?eda J，et al.Cytoplasmic compartmentalization of the fetal piRNA pathway inmice［J］.PLoS Genet，2009，5（12）：e1000764.

［3］Haase AD，F(xiàn)enoglio S，Muerdter F，et al.Probing the initiation and effector phases of the somatic piRNA pathway in Drosophila［J］. GenesDev，2010，24（22）：2499-2504.

［4］Betel D，Sheridan R，Marks DS，et al.Computational analysis of mouse piRNA sequence and biogenesis［J］.PLoS Comput Biol，2007，3（11）：e222.

［5］Gregory RI，Chendrimada TP，Cooch N，et al.Human RISC couples microRNA biogenesisand posttranscriptionalgene silencing［J］.Cell，2005，123（4）：631-640.

［6］Kawaoka S，Izumi N，Katsuma S，et al.3′end formation of PIWI-interactingRNAs in vitro［J］.MolCell，2011，43（6）：1015-1022.

［7］Kowalezykiewicz D，Pawlak P，Lechniak D，et al.Altered expression ofporcine Piwigenesand piRNA during development［J］.PLoSOne，2012，7（8）：e43861.

［8］Watanabe T，Chuma S，Yamamoto Y，etal.MITOPLD isamitochondrial protein essential for nuage formation and piRNA biogenesis in the mousegermline［J］.Dev Cell，2011，20（3）：364-375.

［9］Heyn H，F(xiàn)erreira HJ，BassasL，et al.Epigenetic disruption of the PIWI pathway in human spermatogenic disorders［J］.PLoSOne，2012，7（10）：e47892.

［10］Pélisson A，Sarot E，Payen-Groschêne G，et al.A novel repeatassociated small interfering RNA-mediated silencing pathway downregulates complementary sense gypsy transcripts in somatic cellsof theDrosophilaovary［J］.JVirol，2007，81（4）：1951-1960.

［11］戴鵬，茍?zhí)m濤，劉默芳.PIWI/piRNA“機(jī)器”與雄性生殖細(xì)胞發(fā)育［J］.生命的化學(xué)，2014，34（4）：456-465.

［12］Ding X，Guan H，LiH.Characterization of a piRNA binding protein Miwiinmouseoocytes［J］.Theriogenology，2013，79（4）：610-615.

［13］Lim SL，Tsend-Ayush E，Kortschak RD，et al.Conservation and expression of PIWI-interacting RNA pathway genes in male and femaleadultgonad ofamniotes［J］.BiolReprod，2013，89（6）：136.

［14］Kwon C，Tak H，Rho M，etal.Detection of PIWIand piRNAs in the mitochondria ofmammalian cancer cells［J］.Biochem Biophys Res Commun，2014，446（1）：218-223.

［15］Yan Z，Hu HY，Jiang X，etal.Widespread expression ofpiRNA-like molecules in somatic tissues［J］.Nucleic Acids Research，2011，39（15）：6596-6607.

［16］戴愛琴，常國(guó)斌，陳蓉，等.雞Piwi蛋白的亞細(xì)胞定位研究［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2013，44（1）：15-22.

［17］Stuwe E，Tóth KF，Aravin AA.Small but sturdy:small RNAs in cellularmemoryand epigenetics［J］.GenesDev，2014，28（5）：423-431.

［18］Megosh HB，Cox DN，Campbell C，et al.The role of PIWI and the miRNA machinery in Drosophila germ line determination［J］.Curr Biol，2006，16（19）：1884-1894.

［19］Berninger P，Jaskiewicz L，Khorshid M，et al.Conserved generation ofshortproductsatpiRNA loci［J］.BMCGenomics，2011，12：46.

［20］Zhao S，Gou LT，Zhang M，et al.piRNA-triggered MIWI ubiquitination and removalby APC/C in late spermatogenesis［J］.Dev Cell，2013，24（1）：13-25.

［21］Lu Y，Zhang K，Li C，et al.Piwil2 suppresses p53 by inducing phosphorylation of signal transducer and activator of transcription 3 in tumor cells［J］.PLoSOne，2012，7（1）：e30999.

［22］Vourekas A，Zheng Q，Alexiou P，et al.Mili and Miwi target RNA repertoire reveals piRNA biogenesis and function of Miwi in spermiogenesis［J］.NatStructMol Biol，2012，19（8）：773-781.

［23］陳蓉，常國(guó)斌，張穎，等.鵪鶉piRNAs和Piwil1基因克隆及表達(dá)研究［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（8）：1727-1735.

［24］Klenov MS，Lavrov SA，Stolyarenko AD.Repeat-associated siRNAs cause chromatin silencing of retrotransposons in the Drosophila melanogaster germline［J］.Nucleic Acicls Res，2007，35（16）：5430-5438.

［25］李潔，楊菁，徐望明，等.精漿piRNA對(duì)精子DNA完整性及輔助生殖技術(shù)結(jié)局的影響［J］.生殖醫(yī)學(xué)雜志，2014，23（11）：897-901.

［26］AtikukkeG，Albosta P，Zhang H，etal.A role for Drosophila Cyclin J in oogenesis revealed by genetic interactions with the piRNA pathway［J］.Mech Dev，2014，133：64-76.

［27］Rajan KS，Velmurugan G，Pandi G，et al.miRNA and piRNA mediated Aktpathway in heart:antisense expands to survive［J］.Int J Biochem CellBiol，2014，5：153-156.

［28］陳取，田曉紅，柏樹令.piRNA-PIWI通路作為腫瘤治療靶點(diǎn)研究進(jìn)展［J］.中華腫瘤防治雜志，2013，20（23）：1855-1858.

［29］Gang H，Li C，Yin Y，et al.Piwil2 expressed in various stages of cervical neoplasia is a potential complementary marker for p16 INK4a［J］.Am JTranslRes，2010，2（2）：156-169.

［30］Liu C，Qu L，Dong B，et al.Combined phenotype of 4 markers improvesprognostic valueofpatientswith colon cancer［J］.Am JMed Sci，2012，343（4）：295-302.

［31］Chu H，Hui G，Yuan L，et al.Identification of novel piRNAs in bladder cancer［J］.Cancer Lett，2015，356（2PtB）：561-567.

Research Progressof piRNA in the Reproductive System

ZHAOHong-juan，WANGYa-nan，GAOShu-jun，ZHANGYuan-

yuan，LIGuang-peng，WANGYu.InnerMongoliaMedicalUniversity Affiliated Hospital，Hohhot010050，China（ZHAOHong-juan，WANGYu）；Research Center for Laboratory AnimalScienceof InnerMongoliaUniversity，Hohhot010070，China（WANGYa-nan，LI Guang-peng）；Collegeof Life Science，InnerMongoliaUniversity，Hohhot010021，China（GAOShu-jun，ZHANGYuan-yuan）

WANGYu，E-mail：wuai1544@163.com

Piwi-interacting RNA（piRNA）is a group of small RNAs about 30 nucleotides length that isolated from mammalian reproductive cells，which could bind to the Piwi proteins and regulate its corresponding function.piRNA mainly participates in the process of development of germ cells，silence of transposon，formation of heterochromatin，DNA integrity of germ cells，and so on．It contributes to steady heredity of hereditary substance.As small interfering RNA（siRNA），microRNA（miRNA）and piRNA is a kind of non-coding small RNAs founded in recent years.However，they are different in functions，gene distributionsand characteristics.piRNA isessential for physiologicalmodulation ofspermiogenesis.The research of piRNA was further investigated，such as structural features，distribution and interactionswith PIWIproteins.Furthermore，establishment ofpiRNA databasewill facilitate scientific research ofpiRNA.

RNA，untranslated；Germ cells；MicroRNAs；RNA，small interfering；PiRNA

2015-07-29）

［本文編輯王琳］

國(guó)家自然科學(xué)基金（81560260）；內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金［2014MS0346，2015MS08125，2016MS（LH）0813］；MERCK CREATE基金（2014）

010050呼和浩特，內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院（趙鴻娟，王煜）；內(nèi)蒙古大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心（王亞楠，李光鵬）；內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（高樹軍，張媛媛）

王煜，E-mail：wuai1544@163.com

△審校者