微小核糖核酸

披露了四个方面的重要信息：

一是“食物中的任何核酸、蛋白质，在消化系统中都会被完全消化成核苷酸、氨基酸后被吸收”的观点被推翻了；

二是有数据表明，微小核糖核酸非常稳定，不容易降解，能顺利进入血液，并长期滞留，发挥调控作用。并且能够通过母婴传播和通过肉食间接传递；

三是已经发现了3000多个miRNA，其中大部分在动物体内起着关键性的调控作用，是最主要的基因表达调控因子之一。估计人体内大约2/3的基因都受到某个或一组miRNA的调控；

四是miR-21是著名的原癌miRNA，几乎所有的癌症都有它参与。还有一些miRNA调控着胚胎和婴儿的发育，包括骨骼肌肉大脑心脏等几乎所有的脏器的发育。如果它们从食物进入人体发挥作用，就会导致产生畸形、人口素质（大脑智力等）异常（倒不一定是下降......）等现象。

microRNA研究表明：转基因食品的风险还是存在的

此前，在生物化学上所有人都一致认为：食物中的任何核酸、蛋白质，在消化系统中都会被完全消化成核苷酸、氨基酸，然后吸收到身体内，按照自身需求重新"组装"成自己的核酸和蛋白质。即使是以原型吸收的核酸和蛋白质也会被小肠上皮细胞和肝细胞降解，对于消化系统正常的人来说任何原始形态的核酸和蛋白质序列都不可能存在于到体内门静脉以外的血液中，更不可能发挥调控作用。

然而，从最近的研究结果来看，这句话被推翻了。首先简要介绍一下微小核糖核酸。

微小核糖核酸MicroRNA（miRNA）是一种小的内源性非编码RNA分子，大约由21－25个核苷酸组成。这些小的miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过翻译水平的抑制或断裂靶标mRNAs而调节基因的表达。1993年，Lee，Feinbaum和Ambros等人发现在线虫体内存在一种RNA（lin-4），是一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本，每一个转录本能在翻译水平通过抑制一种核蛋白lin-14的表达而调节了线虫的幼虫发育进程。对于出现这种现象的原因，科学家们猜测是由于基因lin-14的mRNA的3'UTR区独特的重复序列和lin-4之间有部分的序列互补造成的。在第一幼虫阶段的末期降低lin-14的表达将启动发育进程进入第二幼虫阶段。7年后科学家又发现了第二个miRNA－let-7，let-7相似于lin-4，同样可以调节线虫的发育进程。

miRNA是十分特殊的RNA，序列非常短，只有22nt，但是有着超常的稳定性：在RNA酶中，一般RNA一小时候消化得干干净净没有任何残余，而miRNA在跟RNA酶混合后保温水解24小时竟然还保留近一半！

后来，至今为止已经发现了3000多个miRNA，其中大部分在动物体内都起着关键性的调控作用，是最主要的基因表达调控因子之一，据估计人体内大约2/3的基因都受到某个或一组miRNA的调控。

我研究的对象就是一个miRNA，它当然有着自己的名字，但是因为结果尚未发表，这一微小核糖核酸暂以miR-A代替。已知的是：这一miRNA的序列不存在于任何动物的基因组中。也就是说，动物（包括人）永远不可能自己转录产生这个miRNA。它本应该只存在于植物中。然而，在一次无意中的实验里，我们惊奇地发现小鼠血清中竟然存在这个miRNA。于是做了一系列的实验，最后发现：食物一般的核酸和蛋白质确实不能进入血液，但是miRNA，这一类特殊的调控分子，利用它极小的分子量和超常的稳定性，能顺利进入血液，并长期滞留，发挥其调控作用。而且，能够通过母婴传播、能够通过肉食进行间接传递。

当然，miR-A大量存在于大米中，我们吃了几千年大米都没事，说明这个因子是无害的。但是其他有很多miRNA是有着极其重大的调控作用的。比如miR-21，它是著名的原癌miRNA，几乎所有的癌症都有它参与。还有一些miRNA调控着胚胎和婴儿的发育，包括骨骼肌肉大脑心脏等几乎所有的脏器都受到miRNA的调控。如果它们从食物进入人体导致异常，那么就会产生畸形、人口素质（大脑智力等）异常（倒不一定是下降......）等现象。这对转基因食品是一个巨大的打击。这一研究表明，转基因食品的风险还是存在的，依然有着很大的不可预见性。

但是miRNA对一些生物因子的调控是很普遍的，比如前面提到的miR-21在癌症中的作用，同为原癌miRNA的还有miR-31，miR-203等。miR-143是抑癌的，miR-221/222控制着细胞周期，miR-155与免疫和类风湿性关节炎有关，等等。

对于幼儿在母体中的胚胎发育，microRNA起着更重大的作用。miR-125a,miR-295,miR-219和miR-181b等等都与胚胎发育有关。miR-219过表达可以诱导胚胎细胞凋亡，基因沉默和过表达技术观察到斑马鱼受精卵在显微注射miR-219和反义miR-219后均导致其胚胎发育缺陷。miR-124a、miR-125b和miR-128的抑制会影响脑和脊髓的发育导致无脑儿。miR-124a/125b在感觉和运动神经元发育过程中发挥作用。

从现有文献看，微小核糖核酸并非通过消化吸收而来。微小核糖核酸是由细胞自身表达，并作用于自身的调节物质^[1]。在异常细胞，如癌症细胞中，存在微小核糖核酸异常表达。其因果关系为，细胞癌变导致了微小核糖核酸异常表达，而非微小核糖核酸异常表达导致癌症。微小核糖核酸并不改变基因结构，而是对基因的表达产生影响，故微小核糖核酸并不致癌。前文所说的，微小核糖核酸能被完整吸收并导致癌症等疾病，并无可靠文献证明。

通过给小鼠喂食生大米，科学家发现它们的血液和肝脏中，MIR168a的浓度确实因为饮食中MIR168a的增加而增加了。增加后会产生什么其他的影响呢？

要预测植物微小RNA的增加能造成什么样的生理结果，得先明白微小RNA是如何工作的。在细胞里，DNA像写满遗传信息的蓝图，在适当的时候被“复印”成信使RNA（mRNA），再去指导蛋白质的合成。而微小RNA就像杀手，非常有目标地找到自己要谋杀的信使RNA，让它们没法继续变出蛋白质。当然，微小RNA找目标不看照片，而是看信使RNA和它的匹配度，要是信使RNA上某些片段它们恰好能结合上去，这些信使RNA就被视为该死的目标。那么来自植物的MIR156a和MIR168a在动物体内的谋杀目标是谁呢？

MIR168a

经过序列比对，科学家们推测，它在动物体内确实有一个信使RNA目标，这个信使RNA指导合成“绑架”低密度脂蛋白的蛋白，这个绑架者主要分布在肝脏。也就是说，MIR156a和MIR168a这个微小RNA专门对付绑架者，MIR168a若是升高了，肝脏里绑架者就少了，低密度脂蛋白不受绑架，在血液里的浓度就会慢慢积累变高。

果然，他们发现，吃了大米以后，小鼠体内MIR168a很快升高，3天后，血液中低密度脂蛋白胆固醇也变多了。这一切都验证了张辰宇的猜想，同时让科学界难以置信：来自植物的微小RNA竟然是一个超级杀手，可以跨物种执行谋杀任务！

根据以前的研究，张辰宇知道血液中的小囊泡可以把微小RNA装载起来，运送到身体其他部分，于是他猜测，小肠绒毛也可能把游离在附近的来自植物的微小RNA吞进来，包裹进小囊泡，再吐到血管里。随后，囊泡顺流而下，若是行至肝脏，这些囊泡可能被肝细胞吸收，微小RNA被释放，于是结合它的目标信使RNA，让低密度脂蛋白的绑架者减少，造成血液里的坏胆固醇升高。 这个过程听起来像破案故事一样激动人心！然而要想证明却非易事——想想，怎么才可能亲眼看到这个过程呢？科学家们也还没能在完整的生物体里证实这个猜想，只能说向这个方向做出了努力。

张辰宇团队使用人体细胞模拟了上述场景。他们首先把大量合成的MIR168a微小RNA“喂”给体外培养的（也就是在平皿里培养的）人上皮细胞（小肠绒毛就是一种上皮细胞）。接着收集这些上皮细胞分泌的小囊泡。再转移给在另一个平皿里培养的肝脏细胞。然后他们发现， MIR168a所要谋杀的绑架者在肝脏细胞里的量果然减少了。

这样的细胞实验确实证明了张辰宇的猜想的机制是可行的，然而它毕竟是在相互分隔的两种培养细胞之间做的，而不是在生物体的层面，所以这套机制只是被初步验证，远非确凿。想要确凿地说清植物微小RNA对人体的作用机制，还有待更精彩的实验。 由于张辰宇的研究颠覆常识，而且在几十种存活于人体的植物微小RNA中，只发现MIR168a这一种会对动物产生作用，因此有人认为他的结果或许是巧合。来自捷克科学院分子遗传学研究所（Institute of Molecular Genetics in the Czech Republic ）的Petr Svoboda认为，在张辰宇的实验中，植物的微小RNA在人体内检测到的量很少，这个浓度的微小RNA是否真的能对人体产生影响值得怀疑。