台北時間10月7日17時30分，2024年諾貝爾生理學或醫學獎在瑞典卡羅林斯卡醫學院揭曉，授予維克多·安布羅斯（Victor Ambros）和蓋瑞·魯弗肯（Gary Ruvkun），以表彰他們在microRNA發現及其在轉錄後基因調控中作用研究方面的貢獻。
Victor Ambros和Gary Ruvkun。 諾貝爾獎官網 圖
「microRNA的發現已經在諾貝爾獎提名中已經出現了多次，這次能獲獎，我們感到既是在意外之中，也可以說是意料之外。」當晚，復旦大學生物醫學研究院研究員，復旦大學生物醫學研究院基因組學與表觀基因組研究所常務副所長於文強在接受澎湃新聞記者采訪表示，microRNA又可以稱之為miRNA或微小RNA，是一類長度約20個堿基的小RNA，它對基因調控起到至關重要的作用，如果基因調節出錯，可能會導致癌癥、糖尿病或自身免疫性疾病等嚴重疾病。
「其實早在1993年，Victor Ambros就已經發現了miRNA，但當時並未引起很多科學家的重視。而在2006年，當年的諾貝爾生理或醫學獎頒給了兩位在RNAi領域作出貢獻的科學家，這兩個共同聚焦微小RNA領域，由於諾貝爾獎評選委員會很少會針對同一個領域重復頒獎，所以這次microRNA獲獎，也可以說是意料之外。」於文強說，miRNA從最早發現到如今獲得諾貝爾獎，歷經了30多年，盡管當前這一發現真正套用在臨床上的還不多，相關的藥物也沒有出現，但這一領域研究已經成為當下的大熱門，尤其是microRNA在生長發育、腫瘤發生和發展等方面的研究，未來這方面的機制研究還有待進一步探索。
miRNA最初發現源自線蟲研究
於文強指出，生物體內的RNA可分為兩種：一種是可編碼的，即參與編碼蛋白質——遺傳物質DNA轉錄生成mRNA（mRNA，也就是信使RNA，由DNA轉錄而來，能進一步轉譯蛋白質），信使RNA進一步轉譯生成蛋白質；另一種是不能編碼的，即非編碼RNA。miRNA正是後面這種非編碼RNA中的一種，由於它的長度很短，僅有21-23個核苷酸組成，因此被稱作miRNA。
早在1993年，Victor Ambros就已經發現miRNA，當時他是線上蟲中發現了第一個miRNA lin-4。他發現突變lin-4的成年線蟲，長出幼嫩的皮膚，而突變掉lin-14的幼年線蟲，則會長出皺皺的皮膚，原因竟是線上蟲中lin-4可調控lin-14並抑制它的表達。Lin-14蛋白在幼年線蟲中大量富集，而在成年線蟲中大量減少。所以突變掉lin-4後，lin-14會增加，Lin-14蛋白的大量富集會使得成年線蟲長出幼嫩的皮膚。
於文強表示，早期，Victor Ambros以為lin-4是某種蛋白質，結果這種具有調控功能的分子竟是一種只有21個堿基的RNA分子，這讓他感到非常意外，這個研究發表在了著名的Cell雜誌上。這一發現開拓了科學家們對細胞內非編碼RNA也就是不參與編碼蛋白質的RNA生物學功能的認識，但當時這一研究具有的前瞻性，並未引起很多科學家的重視，曾經也被認為不具有普遍的調控意義，此後一段時間，miRNA的相關研究基本處於停滯狀態。直到2000年，第二個miRNA let-7被發現，人們終於開始意識到miRNA對基因調控具有普遍意義。而2006年的諾貝爾生理或醫學獎頒給了兩位在RNAi領域作出貢獻的科學家，更加肯定了miRNA的研究價值所在。
「當前，miRNA的研究可以說呈現出了白熱化的狀態，不管是什麽研究方向，科研工作者紛紛擠入miRNA研究之門，目前能查閱到的文獻就超過17萬篇，主要研究方向聚焦在生長發育、腫瘤領域等研究。」於文強說，隨著研究的不斷深入，miRNA在腫瘤發生發展過程中的重要作用也不斷被揭示出來，腫瘤細胞十大特征的維持，均有miRNA參與。
沒有相關藥物，僅僅用於肝癌診斷
於文強還透露，近幾年來，miRNA的研究由於其思路單一化、缺乏創新性而有慢慢變冷的趨勢。「很長一段時間裏，大家認為miRNA對基因調控中並沒有發揮出很大的作用，僅僅是‘微調’。目前為止，人類的2588條成熟的miRNA，尤其是新近發現的miRNA，大部份功能都聚焦在miRNA的負向調控的作用機制上，對任何一個miRNA的功能研究，幾乎都是千篇一律地找到對應的靶基因，並對其負向調控的作用機制進行闡述，進而與腫瘤控制與靶向治療相關聯。」
上述專家同時表示，miRNA具有非常重要的生物學功能。譬如在生殖方面，精子有特有的miRNA，如果這個被敲掉，胚胎是無法發育的。而在2012年，也有科學家在小鼠實驗中敲掉了一部份的miRNA，研究發現，89%的雄性小鼠在11個月左右會得肝癌，但機制不明。
在於文強看來，目前，還有很多miRNA領域的問題亟待進一步研究，「以往，我們對於miRNA的研究大都是預設在細胞漿中，而如今我們透過定位測序發現，許多miRNAs其實存在於細胞核中，但對它的功能我們仍然不清楚，「我們相信這些定位於細胞核內的miRNA在基因的表達調控過程中一定發揮著某種重要作用，而且這些miRNA 所發揮的功能應該不同於傳統的細胞漿miRNA。」
於文強還指出，另一方面，一些定位於細胞核內的miRNA是具有組織特異性的，也就是說，特定的miRNA在一些特定的組織中高度富集而在其他組織中低表達甚至不表達。而強化子（enhancer）這種能強化轉錄的DNA序列片段，也具有組織特異性。
組織特異性的意義是什麽？於文強舉例說，如果敲除小鼠染色體上的強化子序列ZRS，小鼠不會長出四肢，而給敲除ZRS後的小鼠重新補上缺失的序列，小鼠又會長出四肢，決定四肢的強化子ZRS會高度富集在四肢中來維持四肢的正常發育發展。「那麽，具有組織特異性的核內miRNA是不是與強化子有關聯呢？如果有，核內miRNA又是怎樣與強化子相互協調，決定組織細胞的特異性？」於文強課題組近期的研究工作就發現，許多miRNA自身在基因組的位置與強化子區域高度重合，如hsa-miR-26a-1、hsa-miR-3179和hsa-miR-24-1等。這些miRNA大多能定位於細胞核內，而其進一步研究發現，這些miRNA能夠與強化子結合，並在全基因組的水平上啟用基因表現。
於文強最後表示，此次針對microRNA領域研究獲獎，也意味著現在諾獎不僅僅是停留在基礎研究層面，還要能進一步去解決問題，miRNA啟用基因的研究無疑是下一個研究熱點，將推動miRNA研究進入2.0時代。「目前還沒有基於microRNA開發的藥物，僅僅是用作肝癌的診斷，後續還有很多機制值得研究，相信這一領域藥物的研發成果的出現，也只是時間問題。」
