大米的逆袭：微小RNA操纵了我们的身体吗？.doc

大米的逆袭：微小RNA操纵了我们的身体吗？大米的逆袭：微小RNA操纵了我们的身体吗？ 科学松鼠会吃饭时，菜叶和果实被我们的牙齿大卸八块，在肠胃里粉身碎骨。这个过程释放出的蛋白质、碳水化合物、脂类进入人体，顺着血液发配各处，给身体添砖加瓦。但这可能不是故事的全部南京大学生命科学学院的张辰宇教授发现，植物中还有一些小分子也会进入人体，可能反客为主，控制人体的基因活性，以更主动的方式影响身体。这些嚣张的小分子就是微小核糖核酸（微小RNA，miRNA）。这项研究发表在细胞研究（Cell Research）。为了深入了解这项颠覆常识的研究，笔者采访了张辰宇。顾名思义，微小RNA个头很小，只有19-24个核苷酸；它不是植物的专利，动物也有。不管植物还是动物，它们对细胞生长代谢非常重要。但学界一直认为，自产的微小RNA只供自己使用；从没想过植物的也可能在人体内存活，甚至履行杀手职责。张辰宇寻思，为什么不行？那些顽强的微小RNA为了试探一下猜想，张辰宇的团队先在人的血液里面寻找植物微小RNA的踪影。结果发现，人的血液中竟然藏匿了至少40种植物特有的微小RNA！植物中本有上千种微小RNA，按照前人的认识，这些微小RNA应该经受不了消化道的历练，但现在张辰宇的实验证明，确有极少数能存活下来，这是一个惊人的发现！为什么这些少数微小RNA能存活下来，张辰宇说他也不知道。不过他发现，在存活下来的40多种微小RNA当中，两种编号为MIR156a和MIR168a的尤为顽强，浓度竟和人体内本身的微小RNA浓度在同一量级。再一查，这两种微小RNA可是有头有脸，它们在大米和大白菜中最为丰富（生米中最多，米饭煮熟大约还能剩下近4成）。除了稻米，在小麦中MIR156a也含量不菲，而和前人的研究结果不同的是，MIR168a在张辰宇团队的检测中却不见踪迹。好，既已在人体内发现源自植物的微小RNA，那它们是否确实来自饮食？在动物体内又能起到什么效果呢？张辰宇团队拿大米里含量很多的MIR168a开刀分析。水稻（Oryza sativa）微小RNA MIR168a 的二级结构。图片来源老鼠爱大米实验就拿小鼠做。微小RNA跨物种“谋杀”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MIR168a在动物体内的谋杀目标是谁呢？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，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！一方水土养一方人可是，如果植物这么厉害，吃下去还能调节我们的基因，那我们是不是该对它们敬而远之？张辰宇认为这种担心毫无必要：“不用怕，这种现象要在人体内成立，还需进一步证明。而且，即使这种调节途径是存在的，我们在亿万年演化中也一直被调节着，身体早就达到了平衡。”不过，他指出，他的这项研究或许为中国老话“一方水土养一方人”找到了科学注脚，因为，如果小鼠实验里得到的结果真的能推演到人类，或许就能解释为什么东方人和西方人相比，虽然不那么胖，也会得糖尿病因为东方人以大米为主食，西方人的饮食则以面包为主，“因此吃米和吃面可能是不一样的”，张辰宇说。当然，饮食能影响人体的因素很多，微小RNA的调节只是一种猜测。（关于东方人和西方人的差异，大家可以各抒己见。）归根结底，目前生物体的实验还处在小鼠的阶段，将小鼠的结论直接推广到人还有些大胆。而且最重要的是，微小RNA的跨“界”调节到底是通过什么机制发生的呢？只有明确发生机制，才能更好地解释现象，更好地指导未来的应用。这是摆在张辰宇面前的一道难题。机制研究尚待更精彩实验根据以前的研究，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？到现在，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。张辰宇对此进行反驳，他认为“含量少是要看和什么对比”，MIR168a的浓度虽然占人体微小RNA的总量少，但它和人体自身的一些微小RNA浓度相当，足以发挥功能。不管怎么说，植物里能对动物起作用的因素有很多。这项研