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MicroRNA功能與研究工具簡介
MicroRNA是短鏈RNA(19~22 nt)，與目標mRNA(messenger RNA)的3端的非轉譯區(3’ UTR)結合後，去調節基因表現，進而促進或抑制轉譯作用。(註:microRNA又稱miRNA和miR，以下簡稱為miRNA)
在大多數生物體中，miRNA相對於mRNA與蛋白質來說數量較少，然而一個miRNA可能調控多達數百個mRNA，影響重大基因表現網路。
圖一 MicroRNA的生成及功能
生物體中miRNA有三種不同形式的存在，primary miRNA(pri-miRNA)、precursor miRNA(pre-miRNA)及mature miRNA，pri-miRNAs被轉錄後生成約有數百至上千個鹼基的長度，再經過Drosha剪切後形成pre-miRNA，約70~100鹼基，帶有髮夾結構。送出細胞核外後經由Dicer剪切形成mature miRNA，具有功能性且為雙股RNA，約19~22鹼基，由RISC帶miRNA前往目標mRNA結合在3’ UTR從而影響mRNA轉譯作用。
命名miRNA簡要規則:
研究miRNA的方法:
1. 如何取得miRNA：
a. 樣品來源：培養的細胞、血清或其他體液、新鮮或固定的組織或腫瘤
b. 抽取miRNA：與抽RNA方法雷同，有各種核酸萃取試劑或套組可使用
c. 品質評估：分光光度計、Qubit螢光檢測儀及毛細管電泳
2. 應用在細胞處理：
a. Mimics: 模仿生物體內源性miRNA的序列，為人工合成雙股RNA，轉染進細胞增強miRNA與目標基因結合的效果，促進或抑制轉譯作用而影響後續蛋白表現。
b. Inhibitor: 為miRNA的反股序列，主要目標為與內源性miRNA互補結合，而抑制內源性mature miRNA作用。Mimics與inhibitor互為正反向對細胞功能影響的實驗。
c. 載體shRNA: 是一個具有過表達mimics和inhibitor功能的載體，可在細胞內長時間的持續干擾作用，可選擇藥物抗性基因，進行穩定細胞株篩選。
3. 應用在動物實驗：
a. Agomir與Antagomir: 二者為mimics及inhibitor經特殊修飾的RNA，化學修飾包含膽固醇修飾、2-甲氧基修飾及硫代修飾。優點是更容易被轉染，特別適合用於動物體內干擾實驗，相對於未修飾的mimics及inhibitor具有更高的穩定性及抑制效果。
b. 載體shRNA: 藉由病毒包裝後感染動物送進體內，維持較長期的干擾作用。
分析大量miRNA表現量差異方法
主要方法有三種: qPCR、microarray及NGS，經由上述實驗獲得數據，再經由數據的判讀及標準化後便可計算miRNA表現量的差異。
根據不同實驗目的和研究方針，以下流程圖可供選擇實驗策略上的參考
Reference:
- Tingting Du and Phillip D. Zamore microPrimer: the biogenesis and function of microRNA. Development 2005；132, 4645-4652
- Colin C. Pritchard, Heather H. Cheng, and Muneesh Tewari. MicroRNA profiling: approaches and considerations. Nat Rev Genet 2015；13(5): 358–369
- Thermo Fisher RNAi & Epigenetics Sourcebook
- Yong Huang, et al.Biological functions of MicroRNAs: A review J Physiol Biochem 2011 67:129–139