基于國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目分析miR-23研究現(xiàn)狀

李晟 王國(guó)佐 朱正剛 秦莉花

(湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410208)

微小RNA(miRs) 是一種內(nèi)源性、非編碼小RNA分子，可通過(guò)與靶基因RNAs 3′端非翻譯區(qū)(UTR)特異性結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，引起靶基因mRNAs降解，進(jìn)而調(diào)控靶基因表達(dá)〔1,2〕。miRs在多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用，miR-23家族在細(xì)胞的分化、凋亡和腫瘤的發(fā)生及藥物作用中扮演重要角色。國(guó)家自然科學(xué)基金(以下簡(jiǎn)稱(chēng)科學(xué)基金)一直重視支持基礎(chǔ)研究，也有科研工作者研究miR-23家族成員與疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。本文通過(guò)檢索國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)(http://www.nsfc.gov.cn)，查詢(xún)獲取所有數(shù)據(jù)信息，將檢索信息錄入Excel2017，然后導(dǎo)入 BDP在線(xiàn)數(shù)據(jù)分析軟件近10年科學(xué)基金有關(guān)miR-23資助項(xiàng)目，以期反映近年我國(guó)miR-23研究重點(diǎn)、熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

1 近10年總體資助情況

1.1資助項(xiàng)目與資助經(jīng)費(fèi) 2010～2019年有關(guān)miR-23研究的資助項(xiàng)目總數(shù)為80項(xiàng)，總資助經(jīng)費(fèi)達(dá)3 106.4萬(wàn)元，年均(38.83±20.59)萬(wàn)元；其中青年科學(xué)基金項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)青年項(xiàng)目)38項(xiàng)(47.5%)，地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)地區(qū)項(xiàng)目)3項(xiàng)(3.75%；2015～2017年各1項(xiàng))，面上項(xiàng)目36項(xiàng)(45%)，重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)(1.25%，僅2019年)，委主任基金項(xiàng)目/應(yīng)急管理項(xiàng)目2項(xiàng)(2.5%，2014、2015年各1項(xiàng))。

除2019年的重點(diǎn)項(xiàng)目資助297萬(wàn)，2014、2015年資助的委主任基金項(xiàng)目/應(yīng)急管理項(xiàng)目均是10萬(wàn)元外，地區(qū)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目的平均資助額度分別是36萬(wàn)元、56.9萬(wàn)元、21萬(wàn)元。平均資助經(jīng)費(fèi)呈波動(dòng)趨勢(shì)，從2011年上升，到2015年出現(xiàn)下降趨勢(shì)，2017年又上升，2018年再次開(kāi)始下降趨勢(shì)(見(jiàn)表1)。

1.2獲資助學(xué)科 2010～2019年有關(guān)miR-23研究資助位于前10位的一級(jí)學(xué)科有腫瘤學(xué)20項(xiàng)(25.0%)，消化系統(tǒng)、中醫(yī)學(xué)、皮膚及其附屬器、神經(jīng)系統(tǒng)和精神疾病各5項(xiàng)(各6.3%)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)4項(xiàng)(5.0%)，內(nèi)分泌系統(tǒng)/代謝和營(yíng)養(yǎng)支持、急重癥醫(yī)學(xué)/創(chuàng)傷/燒傷/整形、藥理學(xué)、中西醫(yī)結(jié)合均為3項(xiàng)(各3.8%)。同時(shí)生殖系統(tǒng)/圍生醫(yī)學(xué)/新生兒、畜牧學(xué)、循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、地方病學(xué)/職業(yè)病學(xué)、呼吸系統(tǒng)、中藥學(xué)也有項(xiàng)目資助研究miR-23。

1.3獲資助依托單位 2010～2019年miR-23資助項(xiàng)目從依托單位機(jī)構(gòu)性質(zhì)來(lái)看，獲資助單位多為高校與科研機(jī)構(gòu)。涉及的依托單位共計(jì)49家，獲3項(xiàng)及以上項(xiàng)目資助的單位有6家，分別為中華中科技大學(xué)6項(xiàng)(7.5%)、南京醫(yī)科大學(xué)5項(xiàng)(6.3%)，中國(guó)人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)、中山大學(xué)、天津醫(yī)科大學(xué)、中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)均為3項(xiàng)(各3.8%)。其他單位共57項(xiàng)(71.0%)。

1.4資助項(xiàng)目研究熱點(diǎn) 從2020～2019年miR-23資助項(xiàng)目的題目進(jìn)行熱點(diǎn)分析，可知以機(jī)制、調(diào)控、研究作用等使用最多，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)miR-23與其他熱點(diǎn)如LncRNA、外泌體結(jié)合進(jìn)行機(jī)制研究(圖1)。

圖1 2010～2019年國(guó)家自然科學(xué)基金中miR-23資助項(xiàng)目熱點(diǎn)

2 miR-23的研究熱點(diǎn)

miR-23家族包括miR-23a、miR-23b、miR-23c亞型〔3〕，科學(xué)基金中miR-23資助項(xiàng)目基本屬基礎(chǔ)研究，多數(shù)項(xiàng)目聚焦于學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)亟需解決的科學(xué)和臨床問(wèn)題，同時(shí)也反映了其研究熱點(diǎn)。

2.1miRNA研究項(xiàng)目所屬科學(xué)廣，以腫瘤學(xué)為主 miRNA表達(dá)水平的變化可改變靶基因表達(dá)水平，進(jìn)而影響靶蛋白表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)與腫瘤、炎癥、心腦血管疾病等發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)〔4～7〕。

miR-23a作為一種抑癌因子，可通過(guò)不同機(jī)制發(fā)揮著抗腫瘤的作用。文獻(xiàn)報(bào)道m(xù)iR-23a通過(guò)下調(diào)張力蛋白同源物基因(PTEN)和特異性結(jié)合蛋白(SATB)1增強(qiáng)骨肉瘤細(xì)胞的遷移和侵襲〔4,5〕；也可通過(guò)活化c-Jun氨基末端激酶(JNK)信號(hào)通路,進(jìn)而促進(jìn)肺癌A549細(xì)胞中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3表達(dá),從而抑制其腫瘤細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散能力〔8〕；miR-23a抑制劑促進(jìn)肝癌異種移植瘤生長(zhǎng)〔9〕。miR可能參與藥物代謝過(guò)程，對(duì)化療藥物的吸收、代謝與分布造成影響，最終導(dǎo)致化療藥物敏感度下降〔10,11〕。如miR-23a過(guò)表達(dá)通過(guò)直接靶向ATP結(jié)合盒蛋白家族F家族成員(ABCF)1增強(qiáng)了結(jié)直腸癌細(xì)胞的耐藥性〔12〕；結(jié)腸癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移化療前外周血miR21、miR23a、miR140表達(dá)水平明顯升高，且與結(jié)腸癌患者大體類(lèi)型、Dukes分期、腸壁浸潤(rùn)深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移均呈正相關(guān)，這提示外周循環(huán)血液中這3種高表達(dá)的miRs可能通過(guò)某種機(jī)制導(dǎo)致結(jié)腸癌化療敏感度下降〔13〕。

此外，miR-23在心腦血管疾病中的作用也被研究，尤其對(duì)細(xì)胞凋亡和炎癥的抑制作用引起了人們的關(guān)注。miR-23通過(guò)靶向Bcl2樣蛋白(BCL2L)11在調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞增殖和凋亡中起著重要作用。缺血小鼠心臟中miR-23a異常表達(dá)，這表明miR-23a可能在缺血/再灌注(I/R)損傷期間具有保護(hù)作用〔6〕。拮抗劑23a敲除miR-23a顯著地抑制I/R誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡，心肌組織中X連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)、caspase-3和caspase-9蛋白表達(dá)上調(diào)，但可被敲除的miR-23a抑制了這種上調(diào)〔14〕。miR-23a通過(guò)直接結(jié)合XIAP的3′-UTR在不同性別的缺血性疾病中發(fā)揮重要作用〔15〕。miR-23a上調(diào)可改善長(zhǎng)期神經(jīng)功能，促進(jìn)神經(jīng)元凋亡，抑制神經(jīng)炎癥，而miR-23a的下調(diào)則相反。原代皮層神經(jīng)元損傷模型miR-23a表達(dá)降低，miR-23a過(guò)度表達(dá)抑制了依托泊苷誘導(dǎo)的原代皮層神經(jīng)元caspase-3活性和炎癥介質(zhì)的釋放〔7〕。

2.2miR與LncRNA、外泌體等熱點(diǎn)結(jié)合研究 長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNAs)是一類(lèi)新發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)度超過(guò) 200個(gè)核苷酸的非蛋白編碼轉(zhuǎn)錄本，其參與細(xì)胞發(fā)育、分化、凋亡及免疫應(yīng)答〔16,17〕等多種生理病理過(guò)程，且可作為miR的ceRNA促進(jìn)信使RNA的表達(dá)〔18〕。近年科學(xué)基金資助的項(xiàng)目中l(wèi)ncRNA作為ceRNA調(diào)控miR-23相關(guān)的研究項(xiàng)目，如“l(fā)ncRNA GAS5作為ceRNA調(diào)控miR-23a-3p參與顱腦創(chuàng)傷繼發(fā)性損傷的作用和機(jī)制”“新型lncRNA作為ceRNA介導(dǎo)miR-23b-5p調(diào)控琥珀酸代謝異常在口腔扁平苔蘚炎性進(jìn)展中的作用”等。也有大量文獻(xiàn)報(bào)道lncRNA與miR兩個(gè)熱點(diǎn)結(jié)合研究。lncRNA-SNHG17通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-23b-3P促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的發(fā)生〔19〕；lncRNA GAS5過(guò)表達(dá)通過(guò)抑制體內(nèi)外miR-23a以抑制非小細(xì)胞肺癌發(fā)生〔20〕；肝纖維化疾病中l(wèi)ncRNA GAS5作為miR-23a的海綿平臺(tái)，競(jìng)爭(zhēng)性地降低miR-23a表達(dá)水平〔20〕；lncRNA-KTN1反義RNA-1(KTN1-AS1)反向調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞miR-23c的豐度，且通過(guò)直接在肝癌細(xì)胞中應(yīng)答miR-23c而充當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源性RNA〔21〕；糖尿病腎病miR-23c作為肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本(MALAT)1的靶點(diǎn)，MALAT1的表達(dá)拮抗miR-23c下調(diào)靶基因Elaw樣蛋白(ELAVL)1的作用，抑制高血糖誘導(dǎo)的細(xì)胞熱休克〔22〕。

外泌體是細(xì)胞主動(dòng)分泌的大小均一的囊泡樣小體，參與細(xì)胞通訊、細(xì)胞遷移、血管新生和腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)等過(guò)程〔23〕。外泌體靶向細(xì)胞的方式之一是直接與靶細(xì)胞的胞膜融合，同時(shí)釋放mRNA、miR進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；還可水平轉(zhuǎn)移miR至受體細(xì)胞，miR作為信號(hào)分子直接傳達(dá)遺傳信息，調(diào)節(jié)細(xì)胞功能〔23〕。目前外泌體對(duì)miR的傳輸及其在細(xì)胞間的通訊作用越來(lái)越受到研究者們的關(guān)注。近年科學(xué)基金大力資助的項(xiàng)目中外泌體與miR-23相關(guān)的研究項(xiàng)目，如“外泌體-miR-23b誘導(dǎo)惡性膠質(zhì)瘤有氧糖酵解的機(jī)制研究”“外泌體介導(dǎo)miR-23b分選拮抗英夫利苷單抗(Infliximab)治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的調(diào)控機(jī)制探索”“RVG修飾肌祖細(xì)胞源性外泌體運(yùn)載miR-23a/miR-26a/miR-27a簇在糖尿病腎病治療中的作用和機(jī)制研究”等。也有文獻(xiàn)認(rèn)為，外泌體源性miR不僅可作為腫瘤、重大精神疾病、神經(jīng)退行性病變等疾病的分子診斷標(biāo)志物，甚至有潛力成為其新的治療靶點(diǎn)〔24〕。miR-23b-3p在原發(fā)性腎病綜合征尿液外泌體中的濃度顯著升高，治療緩解后又顯著下降；miR-23b-3p診斷原發(fā)性腎病綜合征的受試者工作特征(ROC)曲線(xiàn)下面積(AUC)為0.796,敏感度為84.7%,特異度為64.2%，提示miR-23b-3p有望作為兒童原發(fā)性腎病綜合征輔助診斷和治療效果監(jiān)測(cè)的潛在指標(biāo)〔25〕。哮喘小鼠肺泡灌洗液中外泌體能夠通過(guò)miR-23b顯著促進(jìn)動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(ASMCs)的增殖和抑制ASMCs的凋亡〔26〕。

綜上，miRs與腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病、腎臟疾病等發(fā)生相關(guān)。其中miR-23與其靶基因構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，在疾病的發(fā)生發(fā)展和抗藥性的產(chǎn)生過(guò)程中也發(fā)揮了重要作用，有可能成為疾病的診斷和預(yù)后過(guò)程中的生物標(biāo)記。但還存在以下問(wèn)題有待研究：(1)miR-23家族成員在疾病的起始、發(fā)展、預(yù)后、放化療抵抗中的作用機(jī)制尚未完全闡明。(2)miR-23家族成員的靶基因還有待發(fā)現(xiàn)及在不同生理病理過(guò)程中通路如何調(diào)控，應(yīng)該如何干預(yù)。(3)外泌體有助于推動(dòng)miR-23基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化，但如何大批量生產(chǎn)外泌體需要考慮組織相容性、安全性、成本費(fèi)用等問(wèn)題；如何能使外泌體進(jìn)入體內(nèi)針對(duì)不同組織的靶向傳輸miR-23特性有待研究〔27〕。