14 生物学通报 2012年第47卷第1期 microRNA及其与衰老进程的关系 姜彬（北京大学衰老研究中心北京100191） 摘要论述了衰老相关基因及衰老相关的microR NA在人体衰老进程中的重要作用，侧 重介绍了microRNA通过调控关键的衰老相关因子导致细胞衰老或调亡的研究进展。 关键词microR NA衰老调控 中国图书分类号：Q944.3文献标识码：A microRNA是一类长度约22nt左右的非编码下游的主导基因，也是p53的直接靶基因，两者构 小分子RNA,存在于人体以及线虫、果绳、家鼠、成p5321途径，对细胞周期和细胞衰老凋亡进行 拟南芥等多种动植物中，没有编码功能，但在肿瘤 调控。p53活化后p21转录增加，水平升高，高水平 的发生，细胞的调亡与衰老等过程中都起着关键 的p21抑制周期蛋白依赖性蛋白激酶(CDK)的活 的作用，其功能还涉及到生物体的正常发育，免疫 性，使细胞停滞在G1期，诱发了细胞衰老和调亡。 调控，组织修复，干细胞的自我更新等生理过程。 mRNA的稳定性：近来在对衰老机制的进一 本文扼要介绍了衰老的相关基因及microRNA在 步研究中发现，mRNA的稳定性对衰老相关mR- 衰老过程中的作用和调控机制。 NA和蛋白质水平有极其重要的影响。目前研究表 1衰老的相关基因及其调控的研究 明山)，在肿瘤抑制剂一羟基脲诱导的正常人成纤 引发衰老的因素有基本分为物理因素（如射 维细胞的衰老样生长阻滞中，p21蛋白质和mRNA 线)，化学因素（如药物和一些有机试剂），以及机 水平都有显著的提高。而值得注意的是p21半寿 体在分子水平上的调控异常（如癌基因的异常表 期的增加可导致p21mRNA和蛋白质水平的显著 达，DNA的损伤信号，端粒的损耗等等)。目前的 提高，说明mRNA的稳定性是羟基脲诱导的细胞 研究认为pl6,p53,p21等与衰老相关的基因以及 生长阻滞的主要机制，相似的情况也见于经UV处 某些因子在衰老过程中起到关键作用。 理过的细胞。mRNA稳定性的提高涉及到生长停滞 pl6基因与衰老：早在1998年，Kiyane等就认 诱导信号，如表皮生长因子和紫外线等，p21mR- 为p16基因失活和端粒酶活性是使细胞超越衰 NA的稳定性是通过位于3'-UTR的AU富集因子 老，转为永生化的必要条件。当时我研究中心用4 (AREs)来进行调控的.RNA结合蛋白如HuR可以 种衰老定量指标证明：抑制衰老相关基因pl6的 识别AREs,与之结合，增加了p21mRNA的稳定 表达可使端粒缩短减慢，使细胞衰老延缓；反之， 性，促进了p21的表达，引发了衰老进程：反之，通 增加pl6表达，则端粒缩短和细胞衰老加速。pl6 过表达反义HuR减少p2lRNA-protein复合物的 基因在细胞衰老时的高表达是由于转录水平负调 数量，则大大降低了UVC的诱发作用和p21mR- 控减弱所致。 NA的半寿期，从而影响细胞周期和衰老进程。 p53/p21途径：p53通路实质是至关重要的抑 RNA结合蛋白与衰老机制的关系：HuR是一 癌通路，大部分肿瘤都存在p53通路的突变。p21 种RNA结合蛋白，它可以调节一些衰老相关基 是一种周期依赖性蛋白激酶抑制因子，p21是p53 因，这些基因在衰老进程中表达下降[3]。HR结合 1982.1(1):53-69. 人类学学报，1987.6(4)：321一335. 12李明，李跃敏，陈宏忠等云南阿昌族的体质特征人类学 15陈翁良.贵州台江苗族的体质特征.见：陈国强，林嘉煌主 学报.1992.11(1)：20一26. 编.人类学与应用.上海：学林出版社，1992.267一282 13余跃生陆玉炯，罗在刚等.贵州王卡苗族体质人类学研究 (E-mail:qnyz888@163.com 人类学学报，2007,26(1)：54一63. 余跃生：yys8788788@sohu.com) 14庞祖荫，李培春.梁明康等.广西德峨苗族、彝族体质调查. ?1994-2015 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1982,1（1）：53—69. 12 李 明, 李 跃 敏， 陈 宏 忠 等.云南阿昌族的体质特征.人 类 学 学 报,1992,11（1）：20—26. 13 余 跃 生,陆 玉 炯,罗 在 刚 等.贵州王卡苗族体质人类学研究. 人 类 学 学 报，2007，26（1）：54—63. 14 庞 祖 荫,李 培 春,梁 明 康 等. 广 西 德 峨 苗 族、彝 族 体 质 调 查. 人 类 学 学 报,1987,6（4）:321—335. 15 陈 翁 良. 贵州台江苗族的体质特征. 见：陈 国 强，林 嘉 煌 主 编,人 类 学 与 应 用.上 海：学 林 出 版 社,1992,267—282. （E－mail：qnyz888@163.com 余跃生：yys8788788@sohu.com） 14 生 物 学 通 报 2012 年 第 47 卷 第 1 期 microRNA是 一 类 长 度 约 22 nt 左 右 的 非 编 码 小 分 子 RNA，存 在 于 人 体 以 及 线 虫、果 绳、家 鼠、 拟南芥等多种动植物中，没有编码功能，但在肿瘤 的发生， 细胞的凋亡与衰老等过程中都起着关键 的作用,其功能还涉及到生物体的正常发育，免 疫 调 控，组 织 修 复，干细胞的自我更新等生理过程。 本文扼要介绍了衰老的相关基因及 microRNA 在 衰老过程中的作用和调控机制。 1 衰老的相关基因及其调控的研究 引发衰老的因素有基本分为物理因素（如 射 线），化 学 因 素（如药物和一些有机试剂），以 及 机 体在分子水平上的调控异常（如癌基因的异常表 达，DNA 的 损 伤 信 号，端粒的损耗等等）。 目 前 的 研究认为 p16，p53，p21 等与衰老相关的基因以及 某些因子在衰老过程中起到关键作用。 p16 基 因 与 衰 老:早 在 1998 年，Kiyane 等 就 认 为 p16 基因失活和端粒酶活性是使细胞超越衰 老，转为永生化的必要条件。 当时我研究中心用 4 种衰老定量指标证明： 抑制衰老相关基因 p16 的 表达可使端粒缩短减慢，使细胞衰老延缓；反 之， 增加 p16 表达，则端粒缩短和细胞衰老加速。 p16 基因在细胞衰老时的高表达是由于转录水平负调 控减弱所致。 p53/p21 途 径：p53 通路实质是至关重要的抑 癌通路，大部分肿瘤都存在 p53 通路的突变。 p21 是一种周期依赖性蛋白激酶抑制因子，p21 是 p53 下游的主导基因，也是 p53 的直接靶基因，两者构 成 p53/p21 途径，对细胞周期和细胞衰老凋亡进行 调控。 p53 活化后 p21 转录增加，水平升高，高水平 的 p21 抑制周期蛋白依赖性蛋白激酶（CDK）的 活 性，使细胞停滞在 G1 期，诱发了细胞衰老和凋亡。 mRNA 的 稳 定 性： 近来在对衰老机制的进 一 步 研 究 中 发 现，mRNA 的稳定性对衰老相关 mR￾NA 和蛋白质水平有极其重要的影响。 目前研究表 明［1］ ，在肿瘤抑制剂——羟基脲诱导的正常人成纤 维细胞的衰老样生长阻滞中，p21 蛋白质和 mRNA 水平都有显著的提高。 而值得注意的是 p21 半寿 期的增加可导致 p21 mRNA 和蛋白质水平的显著 提高， 说明 mRNA 的稳定性是羟基脲诱导的细胞 生长阻滞的主要机制，相似的情况也见于经 UV 处 理过的细胞。mRNA 稳定性的提高涉及到生长停滞 诱导信号， 如表皮生长因子和紫外线等，p21 mR￾NA的稳定性是通过位 于 3′-UTR 的 AU 富 集 因 子 （AREs）来进行调控的,RNA 结合蛋白如 HuR 可以 识 别 AREs，与 之 结 合，增 加 了 p21 mRNA 的 稳 定 性,促进了 p21 的表达,引发了衰老进程［2］ ；反之，通 过 表 达 反 义 HuR 减 少 p21 RNA-protein 复 合 物 的 数量，则大大降低了 UVC 的诱发作用和 p21 mR￾NA 的半寿期，从而影响细胞周期和衰老进程。 RNA 结合蛋白与衰老机制的关系：HuR 是 一 种 RNA 结 合 蛋 白， 它可以调节一些衰老相关 基 因，这些基因在衰老进程中表达下降［3］ 。 HuR 结合 microRNA及其与衰老进程的关系 姜 彬 （北京大学衰老研究中心 北京 100191） 摘 要 论述了衰老相关基因及衰老相关的 microRNA 在人体衰老进程中的重要作用，侧 重介绍了 microRNA 通过调控关键的衰老相关因子导致细胞衰老或凋亡的研究进展。 关键词 microRNA 衰老 调控 中国图书分类号：Q944.3 文献标识码：A