北京时间10月7日，“2024年诺贝尔生理学或医学奖”获奖名单揭晓。瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院（Karolinska Institute）的诺贝尔大会宣布，将该奖项授予美国马萨诸塞大学医学院（University of Massachusetts Medical School）的维克多·安布罗斯（Victor Ambros）和美国哈佛医学院（Harvard Medical School）的加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），以表彰他们发现了microRNA(简称miRNA）及其在转录后基因调控中的作用。他们将共享1100万瑞典克朗奖金（约合 745万元人民币）。

▲Victor Ambros和Gary Ruvkun

什么是miRNA 

Victor Ambros和Gary Ruvkun的研究，为生物学领域带来了革命性的变化。那么，什么是microRNA呢？

同一个人的所有细胞都包含相同的染色体，但不同的细胞类型，如肌肉和神经细胞，却有着非常不同的特性，这些差异是如何产生的？答案在于基因调控，它使不同的细胞产生不同的蛋白质。

MiRNA是一种小分子RNA（核糖核酸），它们在细胞中起着重要的调控作用。虽然名字听起来很复杂，但我们可以用简单的例子来理解其功能。

▲microRNA的开创性发现出乎意料，揭示了基因调控的一个新维度

想象一下，你的身体就像一个繁忙的工厂，而细胞就是工厂里的工人。在这个工厂里，每个工人（蛋白质）都有自己的任务，而这些任务是由工厂的设计图（基因）来决定的。当设计图上的信息被读取出来后，就会产生一系列的指令（mRNA，信使RNA（messenger RNA）的缩写），告诉工人具体要做什么工作。

MiRNA就像是工厂中的质量控制员。当一些工人可能做得过多或过少的时候，MiRNA就会来检查并调整他们的工作量。具体来说，MiRNA能够绑定到那些指令（mRNA）上，并告诉它们：“停一停，现在不需要这么多这种类型的工人。” 这样就可以确保工厂运行得既有效率又不会出错。

“在微小RNA（miRNA ）之前，人们进行药物研发，主要针对蛋白的调控。有了微小RNA，人们意识到调控体内生命活动，可以‘提前’到蛋白形成之前。”北京大学药学院化学生物学系教授张力勤介绍，这为药物提供了一种全新的类别，为药物开发开拓了新领域，这只是它的获奖实至名归的原因之一。

现在已知人类基因组编码超过1000个miRNA，两位科学家令人惊讶的发现揭示了基因调控的全新维度。事实证明，MiRNA对于生物体的发育和功能至关重要。

干细胞的关键调节剂 

miRNA对维持干细胞糖代谢水平和调控体细胞重编程中的代谢转换至关重要。例如，miR-290簇通过靶向抑制DNA甲基结合蛋白Mbd2，进而促进干细胞代谢水平和体细胞重编程‌。

miRNA在干细胞分化过程中起重要作用。特定的miRNA能够决定细胞的分化方向以及分化时相，如miR-181控制哺乳动物造血细胞分化为B细胞‌。

▲miRNA的合成及功能图例

干细胞源性外泌体通过传递miRNA实现细胞间的通讯，调节靶细胞功能，在创面愈合、关节损伤等修复过程中发挥重要作用‌。

在干细胞的调控中，多种具体的miRNA扮演着重要角色。其中，‌miR-290簇‌通过靶向抑制DNA甲基结合蛋白Mbd2，解除其对癌基因Myc的抑制，进而促进干细胞的代谢水平和体细胞重编程‌。

此外，‌miR-34a‌被发现可以作为干细胞分化全能性的调控剂，影响干细胞的分化潜能‌。在免疫调节方面，‌miR-1‌在多发性肌炎中呈低表达，并与系统性红斑狼疮的易感基因相关，表明其也参与了干细胞的调控过程‌。这些miRNA通过不同的机制，共同参与了干细胞的多能性维持、分化调控以及代谢调节等关键过程，对于干细胞的正常功能和疾病治疗具有重要意义。

miRNA：在干细胞治疗中展现出巨大潜力‌

‌调控干细胞特性‌：miRNA参与调控干细胞的增殖、分化等过程，对干细胞特性具有重要影响。miRNA能够调节包括代谢、生长、发育、免疫等在内的各种生物学功能，对细胞行为产生广泛影响‌。例如，miR-34a能够限制多能干细胞获得扩增的细胞命运潜力，其缺陷可扩展干细胞具有同时发育成为胚胎和胚外谱系的发展潜力‌。

‌增强免疫调节‌：miRNA还参与调节干细胞的免疫抑制功能。如间充质干细胞在受到炎症因子刺激后，上调miR-155的表达，进而调节其对T细胞增殖的抑制作用‌。例如，干细胞源性外泌体中的miRNA通过细胞间通讯调节靶细胞功能，在免疫调节中发挥重要作用‌。

‌促进组织修复与再生‌：通过调节干细胞功能，miRNA有助于促进受损组织的修复与再生，为治疗多种疾病提供新途径‌。

研究人员于今年5月1日在《干细胞研究与治疗》（Stem Cell Research & Therapy）上发表了他们的研究结果，确定了干细胞分泌的几种microRNA（miRNA），这些miRNA有助于推动子宫组织中细胞的生长和增殖。

从干细胞定向分化到免疫调节，再到组织修复与再生，microRNA的研究成果正在转化为治疗血液疾病、神经退行性疾病、心脏病等顽疾的新策略。展望未来，我们有理由相信，随着对microRNA机制的深入理解，细胞治疗将更加安全、有效，为无数患者带来康复的希望，开启个性化医疗的新篇章。