生物信息學習的正確姿勢

NGS系列文章包括NGS基礎、在線繪圖、轉錄組分析?（Nature重磅綜述|關于RNA-seq你想知道的全在這）、ChIP-seq分析?（ChIP-seq基本分析流程）、單細胞測序分析?(重磅綜述：三萬字長文讀懂單細胞RNA測序分析的最佳實踐教程)、DNA甲基化分析、重測序分析、GEO數據挖掘（典型醫學設計實驗GEO數據分析 (step-by-step)）、批次效應處理等內容。

2020年8月17日，南京大學張辰宇教授團隊在?Cell Research?雜志發表最新研究成果：SIDT1-dependent absorption in the stomach mediates host uptake of dietary and orally administered microRNAs。

該研究發現，哺乳動物胃中的SIDT1蛋白介導食物miRNA的吸收，進而使其在動物體內發揮生物學功能。

早在2011年，張辰宇團隊首次發現了食物中的植物miRNA可以被哺乳動物吸收，并跨界調控動物靶基因的表達，顛覆了此前外源核酸不能被哺乳動物的消化道完整吸收，并在體內有生物學功能的經典生物化學概念，也從一種新的維度對于俗語“人如其食（You are what you eat）”進行了科學解釋：一定程度上，食物可以影響攝食者。

2014年，張辰宇團隊在?Cell Research?雜志發表論文，首次證明了植物miRNA可能是中藥的活性成分，發現一種在金銀花中豐富的植物miRNA——MIR2911，可直接靶向包括H1N1、H5N1和H7N9在內的甲型流感病毒(IAV)，飲用金銀花湯劑可以抑制病毒復制，預防IAV感染，并減少H5N1誘導的小鼠死亡。

2020年8月，張辰宇團隊在?Cell Discovery?雜志發表論文，通過臨床試驗證實，金銀花MIR2911能夠直接抑制新冠病毒的復制，加速新冠肺炎患者的核酸轉陰時間。

點擊查看：張辰宇團隊等通過臨床試驗證實，金銀花可抑制新冠病毒復制，加速患者好轉

此外，2015年，張辰宇團隊在?Protein ＆ Cell?雜志發表的一項研究表明，外源植物miRNAs以及人工合成的siRNAs可通過胎盤轉移，直接調控胎兒的基因表達，也顛覆了核酸不能通過哺乳動物胎盤的傳統觀點。

雖然這一系列研究，以及越來越多的來自其他科研團隊相關的研究，都支持了外源miRNA可以跨界調控這一新觀點，但仍遺留了一個最大的問題和爭論：

外源miRNA如何在消化道保持穩定并被吸收，其吸收的具體機制是什么？?

因為在傳統的觀念中，如果RNA能被完整地吸收，需要克服兩大障礙：

1、RNA的降解問題，RNase存在非常廣泛，對比DNA等其他分子，RNA極其容易降解，因此，RNA這種生物大分子不太可能在消化道中保持完整；

2、RNA是核酸大分子，其化學性質決定了RNA不能自由穿透細胞膜進入細胞，需要有特定的轉運機制才能進入細胞，而之前在哺乳動物體內并沒有發現負責轉運RNA的蛋白。

基于以上的觀點，人們推定：口服RNA或者食物中的RNA，即完整的外源RNA不能被哺乳動物消化道吸收。

在這項最新研究中，張辰宇團隊首次揭示了食物miRNA的吸收機制，證明了動物體內的胃粘膜頂細胞上的SIDT1是攝取食物miRNA的關鍵蛋白。SIDT1敲除小鼠的血液中外源miRNA的基礎水平顯著降低，且對外源miRNA的吸收功能受損。

在傳統的觀念里，人們一直認為胃只在機械性消化過程中扮演重要的角色，而大多數營養素——包括單糖，氨基酸，單核苷酸和無機鹽，主要吸收在含有豐富消化酶的小腸之中。

有趣的是，和傳統的生理學觀點不同，他們明確了胃是食物miRNA吸收的主要部位，而SIDT1敲除小鼠的胃呈現顯著減弱的食物miRNA吸收。進一步的機理分析表明，胃粘膜頂細胞經SIDT1介導吸收外源miRNA依賴低pH環境。

此外，通過口服給藥的方式，MIR2911經SIDT1介導吸收后，可以起到改善小鼠肝纖維化的治療作用，而在SIDT1敲除小鼠的療效卻并不明顯，這為口服的小RNA療法提供了啟示。

總體來說，這項研究的重要性主要體現在以下幾個方面：

1、這項研究首次揭示了SIDT1介導食物miRNA吸收的分子機制，為“哺乳動物能吸收并利用食物miRNA——近十年來細胞外RNA研究領域中最具突破性和爭議性的發現之一”提供了有力證據，從而結束了這個領域長達10年的爭論。

2、從傳統消化生理學的角度，胃是儲存食物的器官，本身的吸收功能很弱，僅吸收少量的水、無機鹽、和少數的幾種物質（如酒精和阿司匹林）等，而大分子核酸需經腸道先消化成小分子的核苷酸、核苷和堿基，再被吸收入腸上皮細胞。這項研究突破了這一傳統認知，發現了胃的新功能和核酸吸收的新途徑——胃直接吸收食物中的miRNA。

3、SIDT1介導食物miRNA的吸收依賴低pH環境，也從進化的角度解釋了為什么動物消化系統能完整地吸收利用外源miRNA——在胃內的pH值始終保持低水平的酸性環境中，RNase基本沒有活性，保證了外源miRNA在胃里的穩定性。

4、通過口服給藥的方式，MIR2911經SIDT1介導吸收后，能減輕小鼠的肝纖維化。這種天然的吸收途徑，為基于小RNA的治療提供了新的策略，也為基于RNA的藥物開發提供了潛在方向。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41422-020-0389-3

往期精品(點擊圖片直達文字對應教程)

后臺回復“生信寶典福利第一波”或點擊閱讀原文獲取教程合集

總結

以上是生活随笔為你收集整理的结束十年科学争论，张辰宇团队阐明食物miRNA被胃吸收的分子机制，miRNA跨界调控再添力证...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。