我們吃的不是“食物”，是“信息”

【我們吃的不是“食物”,是“信息”】南京大學張辰宇教授課題組展示了一項非常令人驚奇的發現——植物的微小核糖核酸（microRNA）可以通過日常食物攝取的方式進入人體血液和組織器官。并且,一旦進入體內,它們將通過調控人體內靶基因表達的方式影響人體的生理功能,進而發揮生物學作用.來源:《細胞研究》——健康教育何超微博（9月19日）

剛看到這個消息的時候本人其實挺驚訝的，可當時原文還沒有上線，只好做了如下評論：“microRNA無處不在，這個我知道，但是植物來源的microRNA能夠影響動物的生理功能，這個我不知道。去查下～”

昨天看到其研究團隊的這則報道， http://chinese.eurekalert.org/zh/pub_releases/2011-09/aaft-wan091411.php，因未知其作用方式，仍然無法評論。

直到今天看到了原文，得知這種microRNA（或miRNA）通過exosomes囊泡傳遞，對于已研究該囊泡六年的本人，表示立刻理解了整個研究內容。原文鏈接"Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1 evidence of cross-kingdom regulation by microRNA" http://t.cn/adN1lT

Exosomes是一種30-100 nm大小的雙層膜小囊泡，一開始發現是在紅細胞成熟時，細胞會將“無用的”細胞器排出，因而exosomes被認為是細胞的“垃圾袋”。而隨著研究的進展，現在在大多數細胞發現會分泌這種十納米級囊泡（只能在電子顯微鏡下看到）。該小囊泡發揮巨大的信號載體功能，在細胞凋亡、免疫調控、腫瘤遷移等都有重要作用。2007年NCB發現exosomes內含mRNA及microRNA且分離純化后加到新細胞中能夠發揮生理功能，比如表達出蛋白，使得其信號載體功能被強化（H. Valadi et al., “Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells,” Nat Cell Biol, 9:654-59, 2007）。由于exosomes特殊的膜組成及抗原性，使得exosomes的信號傳遞具有一定的特異性。如由腫瘤細胞分泌的exosomes，具有免疫抑制能力（immunosuppression）從而使腫瘤細胞逃避機體的免疫攻擊。而對某些信號蛋白分子，如HSP70，由于exosomes比單純的蛋白分子更容易進入受體細胞，使得其信號效率比單純信號蛋白提高了三個數量級。

MiRNA和siRNA都屬于微小RNA，都是由非編碼的基因（non-coding genes）產生，不同的是siRNA是cis-encoded antisense RNA，miRNA是trans-encoded antisense RNA。miRNA的產生是通過RNA轉錄酶II，經過pri-miRNA（<1000 nt）——pre-miRNA（70-100 nt）——miRNA（19-23 nt）過程產生。miRNA的作用具有演化的保留性（an ancient part of programs）。（Genes Dev 19(5):517–529.）

MicroRNA在動物體內以不完全互補的方式抑制靶基因的表達，而靶基因在mRNA水平上可能并無改變。痕量的這些微小RNA就可以通過與mRNA結合對細胞發揮巨大的生理調節功能。伴隨著miRNA、siRNA等的信號調控作用越來越明顯，exosomes的研究也變得非常熱，它至少保護了其中的miRNA或mRNA從而使其不易在傳遞過程中被降解，從而實現遠程的，甚至本研究中跨界的傳遞。

《Cell Research》的這篇研究表明：1. 跨界的信號傳遞：植物性食物中miRNA可以通過其exosomes分泌，被動物食入后通過小腸上皮細胞吸收，并可以進入血液，到達動物的多種器官。食物中miRNA含量與在血液及這些器官中出現的含量相關，表明這些miRNA是通過食物攝入的；

2. 明確指出了MIR168a的一個靶序列。由于miRNAs的非特異性結合，因而其靶位點或者靶序列一直是一個研究熱點。本研究中植物來源的MIR168a可以結合人和小鼠的低密度脂蛋白受體銜接蛋白1（low density lipoprotein receptor adapter protein 1, LDLRAP1）的mRNA，從而抑制其在肝臟的表達，進而減緩低密度脂蛋白（LDL）從血漿中的清除；

3. LDL在體內的已知作用是攜帶膽固醇，血液中含量過低或過高對身體健康都不利。過低則可能表現營養不良，過高則可能引起動脈粥樣硬化、冠心病等。生物學的發展非常迅速，作者總結得好：“我們吃的不是‘食物’，是‘信息’”，食物除了傳統的營養物質外，其信號分子的傳遞也將逐漸進入人們的視野。由于不同人群的不同飲食結構，從而可以將食物與某人群的高發疾病在分子水平上建立聯系；

4. 食源性信號傳導將進一步提示共同進化（co-evolution）的存在，進一步要求食用轉基因作物的研究者必須回答轉基因后對作物的基因環境造成了怎樣的影響，對于新的轉基因食用作物，除了蛋白表達外，微小RNAs變化的檢測也需要列入其中。以備在未來的研究中更加明確轉基因作物中變化的蛋白及具有信號作用的微小RNAs是否會對人體產生有害影響。

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