3.肺癌中的miRNA：miR21、miR148和miR205是在肺癌中研究最多的miRNA，除了观察不同类型肺癌中差异表达的miRNAs，还在肺腺癌中鉴定出几组表达改变的miRNAs。发现肺癌细胞中的EGFR突变导致17种miRNA（包括miR17-92簇）表达的变化，这些miRNA影响癌细胞的增殖、存活、化疗抵抗和凋亡、迁移和干性。肿瘤中失调的miRNA的主要靶标是Ras和Myc通路，导致细胞增殖的PTEN和PI3K/Akt信号传导，p53通路以及其他影响化疗药物耐药性和细胞凋亡的通路，miRNA与HIF和TGFβ通路元件的相互作用影响细胞迁移，增殖和对化疗药物的抗性，肺部miRNA调控的其他过程是代谢和糖酵解，以及上皮-间质转化（EMT）。
4.乳腺癌中的miRNA：在乳腺癌中检测到大量miRNA和失调miRNA的特征，其中研究最多的是miR125b、miR145、miR21、miR155和miR205。失调的miRNA主要靶标是参与MAP/AKT/STAT3信号通路的分子以及通过靶向VEGFA调节细胞增殖、上皮-间质转化、血管生成、细胞干性和化疗耐药性的分子。
5.膀胱癌和肾癌中的miRNA：在膀胱癌中，失调的miRNA通常包括miR34a，miR21和miR222，并且几种miRNA与迁移和侵袭有关，其作用靶标是β连环蛋白、CDK2、E钙粘蛋白以及整合素α5，影响对化疗的耐药性。在肾癌组织中，失调的miRNA的主要靶标包括参与增殖的蛋白，例如Akt和Wnt信号传导、迁移、侵袭和EMT中的蛋白。
6.结肠癌和肝细胞癌及胃癌中的miRNA：在结肠癌中，miR200c、miR145、miR181、miR101和miR21等失调的miRNA主要影响细胞的增殖和迁移、凋亡、Wnt/β-catenin和MAPK通路，在这个研究中，发现了一系列具有预后和诊断潜力的特异性miRNA。参与肝细胞癌信号通路的最重要的miRNA是调节PI3K/Akt通路，细胞增殖，凋亡，侵袭，EMT和葡萄糖代谢的miRNA，主要起肿瘤抑制剂的作用。在胃癌中，miRNA还通过靶向PTEN和EGFR以及MAPK通路以及参与染色质重塑的EZH2来调节细胞增殖和迁移。该疾病中的许多miRNA通过调节Bcl2或其家族的其他成员、血管生成和对化疗的抗性参与细胞凋亡的抵抗。在胰腺癌中，miRNA通过TGFβ信号传导、侵袭过程和细胞凋亡抑制来调节EMT。
9.其他肿瘤中的miRNA：在罕见的甲状腺髓样癌中，检测到特定失调的miRNA。在骨肉瘤中大多数失调的miRNA与细胞增殖和迁移有关，靶向β-连环蛋白和MAP激酶通路。根据不同骨肉瘤的细胞内环境，有一些miRNA可以作为原癌基因和肿瘤抑制基因。
二、病毒性疾病中的miRNA
（一）DNA病毒
3.乳头瘤病毒：人乳头瘤病毒（HPVs）根据其癌前病变及其恶性潜能分为两类：低风险（LR-HPVs）和高风险（HR-HPVs）。在HR-HPVs中，最重要的类型是HPV16和HPV18。HPV16/HPV18感染的细胞具有let-7miRNA的低表达，另一种在HPV感染中起重要作用的细胞miRNA是miR125s，许多HPV编码的miRNA是HPV16编码的，它们的功能尚未得到充分研究和了解。到目前为止，已经描述的三种主要HPVmiRNA有，v-miR1，v-miR2和v-miR3，它们调节参与细胞迁移和细胞粘附的基因的表达，例如GATA6，ZEB2，THBS1和STAT5B。
4.腺病毒：病毒不仅主要引起急性呼吸道感染，还与胃肠炎，角结膜炎，心肌炎，脑膜脑炎，膀胱炎和肝炎有关。在腺病毒感染的前6小时内，受感染的细胞过度表达细胞miR22（一种细胞生长抑制剂）和一些肿瘤抑制miRNA，例如miR181-b、miR320或let-7，感染开始12小时后出现第二波细胞miRNA表达，主要由与免疫反应有关的miRNA组成，例如miR29。腺病毒本身编码两种miRNA：VARNA1和VARNA2。VARNAI产生最常见的mivaRNAs，mivaRNAI-137和mivaRNAI-138，而VARNAII产生单个mivaRNA和mivaRNAII-138。
5.嗜肝DNA病毒科：乙型肝炎病毒和丙型肝炎病毒（分别为HBV和HCV）是研究最多的肝炎病毒，已知与肝脏感染有关。HBV通过与细胞miRNAsmiR181和miR155相互作用调节宿主的免疫系统，为了复制和控制宿主基因的表达，HBV主要编码两种v-miRNA:v-miRNA-2和v-miRNA-3。
（二）RNA病毒
RNA病毒编码的miRNA称为rv-miRNA，这些rv-miRNA在病毒生命周期和宿主细胞中的功能作用仍不清楚。一些rv-miRNA的表达水平极低，使其检测方法具有挑战性。此外，大多数RNA病毒在细胞质中复制，因此它们的病毒miRNA不与核miRNA机制相互作用。
1.黄病毒科：黄病毒科丙型肝炎病毒是一种RNA病毒，与乙型肝炎病毒一起是研究最多的肝炎病毒，研究最多的细胞miRNA是miR122和miR155，其表达在HCV感染期间失调，目前认为HCV不编码rv-miRNA。
2.逆转录病毒：目前研究最多的逆转录病毒是人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1），它感染T细胞，尤其是CD4+T细胞以及分化后期的单核细胞。Rv-miRN367是第一个被发现的HIV-1编码的miRNA，另一个重要的HIV-1编码的miRNA是rv-miRH1。
3.流感病毒：甲型流感病毒（IAV）是该家族中最知名的病毒，与其他RNA病毒不同，IAV在宿主的细胞核内复制，并利用宿主的系统表达自己的rv-miRNA，H5N1是IAV的一个亚型，在感染细胞中引起不同miRNA的差异表达，H5N1病毒编码的第一个v-miRNA是miRHA-3p，它调控PCBP2基因的表达，该基因编码维甲酸诱导基因-1和线粒体抗病毒信号蛋白（RIG-1/MAVS）的调节因子。
4.冠状病毒：冠状病毒是引起严重急性呼吸综合征的RNA病毒，病死率高。自2020年以来，由于COVID-19引起的大流行，细胞miRNA和v-miRNA之间的相互作用被细致地研究，迄今已发现40个SARS-Cov-2编码的miRNA，如miR618、miR6501-5p和miR144-3p。所有miRNA在COVID-19阳性患者中均上调，它们在感染过程中的免疫学意义尚不完全清楚，但一些研究表明，这些miRNA通过NFκB、JAK/STAT或TGFβ信号通路发挥作用。
三、miRNA的检测方法
正如癌症和病毒性疾病的例子所示，miRNA在疾病发展的细胞和生理方面都发挥着重要作用，因此是新兴的潜在生物标志物。由于分子短且相对不稳定，检测取决于组织样本的类型以及用于评估它们的方法的灵敏度和精密度。目前最常用的miRNA分析方法有微阵列、实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）、原位杂交（ISH）、Northernblotting（NB）和二代测序（NGS）。虽然这些方法各有优缺点，但仍在不同的研究中应用，qRT-PCR和NGS是目前研究miRNA最常用的两种方法，在常规诊断应用中具有较高的潜力。
1.微阵列：微阵列通常用于大量已知miRNA的平行分析，该方法是基于靶miRNA与其互补探针之间的杂交，miRNA芯片在寡核苷酸探针的设计、探针固定、样本标记和微阵列芯片信号检测方法等方面存在差异，由于miRNA在总分离RNA中的丰度较低，在检测表达量之前需要对样本进行miRNA的富集。有多种技术可用于标记靶miRNA，通常通过直接酶标记（如T4RNA连接酶），但即使不直接标记也可以检测到靶miRNA。这种技术成本相对较低，可以在一次实验中处理大量的样本，可用于两组间miRNA含量的相对比较，其缺点是不能用于检测新的miRNA。
2.实时定量聚合酶链式反应：qRT-PCR是特异性miRNA检测和特定miRNA绝对定量的常用方法，首先需要使用通用引物将miRNA逆转录（RT）成互补DNA（cDNA），通用引物需要miRNA含有polyA/polyU尾或特异性引物，例如茎环RT引物、线性RT引物、DNA钳形探针和双尾RT引物。与标准RT引物相比，由于miRNA的长度与标准RT引物的长度相同，且成熟的miRNA含有与其前体（pre-miRNA和pri-mRNA）序列相同，为了区分成熟的miRNA及其前体，与用于检测和定量miRNA的插入染料相比，水解探针更常用于qPCR，该方法的主要优点是高灵敏度和特异性，另一方面，只能检测到具有已知序列的miRNA，反应条件高度依赖于引物和探针的含量。
3.原位杂交（ISH）：这与微阵列类似，ISH也基于靶miRNAs与其互补探针之间的杂交，微阵列需要提取的miRNAs，但ISH用于直接检测目标细胞/组织中特定miRNAs的存在，从而能够定位细胞内的靶miRNAs，通过使用标记有不同荧光分子的特定探针，可以在一个实验中检测到多种miRNAs。
4.Northern印迹法（NB）：NB也是基于靶miRNAs和互补探针之间的杂交,首先RNA通过变性凝胶电泳进行不同大小的分离,进行两次单独电泳分离miRNA和pre-miRNA，随后将miRNA转移到固相膜上，然后用互补的寡核苷酸探针与膜杂交过夜。NB具有高度特异性，可以确定目标miRNA的序列和长度，这是该方法的最大优势，放射性和非放射性探针均可用于检测miRNA，对RNA降解的敏感性是这种方法的最大缺点，这就是为什么它不太常用的原因。
四、miRNA在当前分子诊断中的应用
尽管各种生物体液都适合miRNA的分离和检测，但使用血液样本作为无创的检测材料，开发基于miRNA的临床检测试剂盒是一种趋势，为了更快地检测人体不同的病理变化，在临床中应用miRNApanels之前还需要复杂的验证和标准化程序，以避免潜在的技术偏差。此外，miRNA检测在液体活检中的应用与用于监测疾病的cfDNA或循环肿瘤细胞（CT）检测的相同目的并无太大差异。所有可以在体液中检测到的潜在生物标志物都有很大的潜力，但也有一些局限性，近年来，人们将其作为组合进行了研究，在同一检测中检测突变、甲基化和转录调控。
五、未来展望
编译节选自：《Bioengineering(basel)》.2022Sep;9(9):459.