微RNA LET7A1; MIRLET7A1

MIRNLET7A1
LET7，线虫，A1 的同源物
miRNA LET7A1
LET7A1
LET7A1，小颞叶RNA
LET7A1、stRNA

HGNC 批准的基因符号：MIRLET7A1

细胞遗传学位置：9q22.32 基因组坐标（GRCh38）：9:94,175,957-94,176,036（来自 NCBI）

▼ 说明

MicroRNA（miRNA） 是一种小型非编码调节 RNA，可通过靶向特定 mRNA 来下调转录。 Let7 是 miRNA 家族的创始成员之一，首次在秀丽隐杆线虫中被发现。秀丽隐杆线虫 let7 有多种人类同源物，包括 LET7A1，并且所有这些 LET7 miRNA 都共享对目标识别至关重要的相同种子序列。在人类、小鼠和线虫中，LET7 的表达在胚胎阶段几乎检测不到，但在分化后和成熟组织中表达增加（Lagos-Quintana 等，2001；Lee 和 Dutta，2007）。

▼ 克隆与表达

21 个核苷酸的 let-7 RNA 参与线虫发育时间的调节，并且是从晚期幼虫到成体细胞命运的转变所必需的（Reinhart 等人，2000）。 let-7 RNA 通过下调 lin-41 以及可能包含与 3-prime UTR 中小 RNA 互补的序列的其他基因来调节线虫的晚期发育事件。 Lin-41 编码 RING B 框卷曲螺旋（RBCC） 蛋白，该蛋白具有果蝇和脊椎动物的直向同源物（Slack 等，2000）。 Let-7 互补位点存在于果蝇和斑马鱼 lin-41 互补 DNA 的 3-prime 非翻译区域中。帕斯奎内利等人（2000） 在来自多种动物物种的样本中检测到了大约 21 个核苷酸的 let-7 RNA，包括脊椎动物、海鞘、半索动物、软体动物、环节动物和节肢动物，但在来自几种刺胞动物和多孔动物物种、酿酒酵母的 RNA 中没有检测到。大肠杆菌或拟南芥。他们发现let-7的时间调控也是保守的：let-7 RNA表达首先在秀丽隐杆线虫和果蝇的幼虫晚期、斑马鱼受精后48小时以及环节动物和软体动物的成体阶段首次检测到。帕斯奎内利等人（2000） 得出结论，let-7 调节 RNA 可能控制动物系统发育过程中的晚期时间转变。

Pasquinelli 等人在果蝇中只发现了 1 个 let-7 基因（2000）从人类基因组序列中鉴定出 9、11 和 22 号染色体上的 3 个片段具有精确的序列匹配，以及 9 号和 21 号染色体上的另外 2 个人类片段，其中 21 个片段中的 20 个片段与 let-7 RNA 匹配。大约21个核苷酸的let-7 RNA转录物在多个人体组织中表达，不同组织的表达水平不同，表明let-7表达可能受到细胞类型的调节。由于let-7在动物发育后期表达，因此在由大部分未成熟细胞组成的骨髓中观察到人类let-7水平最低可能具有重要意义。 Pasquinelli 等人通过 Northern blot 分析检测到 Let-7 RNA（2000） 来自每个人体组织的可能是任何或所有几个人类 let-7 样基因的产物。帕斯奎内利等人（2000） 提出这些类型的 RNA 被称为小时间 RNA（stRNA）。

拉各斯-金塔纳等人（2001） 表明，许多 21 和 22 核苷酸表达的 RNA，他们称之为 microRNA（miRNA），存在于无脊椎动物和脊椎动物中，并且其中一些新的 RNA 与 let-7 stRNA 类似，是高度保守的。 Lagos-Quintana 等人使用定向克隆程序从 HeLa 细胞总 RNA 中克隆 miRNA（2001） 鉴定了 9 个人类 let-7 同源物，包括 LET7A1。

Lai（2002） 报告了果蝇 miRNA 的一个大子集，并证明它们与先前证明介导负转录后调节的几类序列基序完全互补。

▼ 基因功能

21 个核苷酸的 stRNA let-7 调节线虫以及可能其他双侧动物的发育时间。胡特瓦格纳等人（2001） 提出的体内和体外证据表明，在果蝇中，发育调节的前体 RNA 被类似 RNA 干扰的机制裂解，产生成熟的 let-7 stRNA。在培养的人类细胞中，对编码酶 DICER（606241） 的 mRNA 进行靶向破坏，该酶在 RNA 干扰途径中发挥作用，导致 let-7 前体的积累。因此，Hutvagner 等人（2001） 得出结论，RNA 干扰和 stRNA 途径是交叉的。这两种途径都需要 RNA 加工酶 DICER 来产生抑制基因表达的活性小 RNA 成分。

约翰逊等人（2005） 发现 3 个人类 RAS 基因 HRAS（190020）、KRAS（190070） 和 NRAS（164790） 在其 3-prime UTR 中包含多个 let-7 互补位点，允许 let-7 miRNA 调节其表达。 Let-7在肺肿瘤中的表达低于正常肺组织，而RAS蛋白在肺肿瘤中的表达显着较高，这表明let-7在癌症中的可能机制。

高见泽等人（2004） 报道了人类肺癌中 let-7 miRNA 的表达降低。在 143 例接受潜在治愈性切除的肺癌病例中，let-7 表达减少的患者预后明显较差，与疾病分期无关。此外，作者还表明，let-7 的过度表达可抑制体外肺癌细胞的生长。

皮莱等人（2005） 证明内源性 let-7 微核糖核蛋白（miRNP） 或 Argonaute（AGO; 606278） 蛋白与人类细胞中报告基因 mRNA 的束缚会抑制翻译起始。 M（7）G-cap 孤立翻译不受抑制，表明 miRNP 干扰对 cap 的识别。研究发现，受抑制的 mRNA、Argonaute 蛋白和 miRNA 都会在加工体中积累。皮莱等人（2005） 提出 mRNA 定位到这些结构是翻译抑制的结果。

吴等人（2006） 指出，与完全互补的 siRNA 在其结合位点引导 mRNA 裂解不同，不完全互补的 miRNA 可能会损害其 mRNA 靶标作为蛋白质合成模板的能力，这显然是通过抑制翻译起始来实现的。他们表明，let-7 还可以通过 Lin28 mRNA 聚腺苷酸尾的去腺苷酸化，下调未分化小鼠胚胎癌细胞中的 Lin28（611043） mRNA，然后加速 mRNA 衰减。吴等人（2006） 表明 miRNA 使用 2 种不同的转录后机制来下调基因表达。

迈尔等人（2007） 报道与人类肿瘤相关的染色体易位破坏了 let-7 miRNA 对高迁移率 A2 组（Hmga2; 600698） 的抑制。这种被破坏的抑制促进了不依赖锚定的生长，这是致癌转化的一个特征。因此，失去对癌基因的 miRNA 定向抑制提供了肿瘤发生的机制，而破坏单个 miRNA-靶标相互作用可以在哺乳动物细胞中产生可观察到的表型。

Lee 和 Dutta（2007） 使用数据库分析、荧光素酶报告基因检测和诱变，在 HMGA2 的 3 素 UTR 中鉴定了 6 个功能性 LET7 靶位点。作者用 LET7B（MIRNLET7B; 611249） 和 LET7E（MIRNLET7E; 611250） 的组合异位表达来代表所有 LET7 miRNA，降低了肺癌细胞系中的 HMGA2 表达和细胞增殖。相反，抑制 LET7 会诱导 HMGA2 mRNA 和蛋白质。没有 3-prime UTR 的 HMGA2 ORF 的过表达挽救了 LET7 对肺癌细胞的生长抑制作用。

为了通过翻译抑制或 mRNA 不稳定来检查 miRNA 基因调控的最早事件，Mathonnet 等人（2007） 使用小鼠 Krebs-2 腹水无细胞提取物开发了一种体外翻译系统，该系统表现出真实的 miRNA 反应。通过翻译抑制或 mRNA 不稳定进行调节。他们表明，当未观察到转录物不稳定时，在 mRNA 暴露于提取物的前 15 分钟内，翻译起始（特别是 5 素帽识别过程）会被内源性 Let7 miRNA 抑制。马桑内特等人（2007） 得出结论，翻译起始的抑制是 miRNA 影响的最早的分子事件。

于等人（2007） 发现 LET7 miRNA 在乳腺肿瘤起始细胞（BT-IC） 中显着减少，并随着分化而增加。用 LET7 慢病毒感染 BT-IC 可减少体外增殖、乳腺球形成和未分化细胞的比例，以及 NOD/SCID 小鼠中的肿瘤形成和转移。相比之下，反义 LET7 增强了非 T-IC 的体外自我更新。 LET7 水平的升高与 LET7 靶标 HRAS 和 HMGA2 水平的降低相关。 BT-IC 中 HRAS 的沉默增强了肿瘤的自我更新而不影响分化，而 HMGA2 的沉默增强了分化而不影响自我更新。于等人（2007） 得出结论，LET7 通过沉默 1 个以上的靶标来调节多种 BT-IC 干细胞样特性。

Gramantieri 等人使用微阵列、Northern blot 和 RT-PCR 分析（2007） 发现 LET7A1 的表达在约 70% 的肝硬化肝细胞癌（HCC） 以及所有检查的 HCC 衍生细胞系中下调。

维斯瓦纳坦等人（2008） 表明 Lin28 选择性阻断胚胎细胞中 Let7 初级（pri-Let7） miRNA 的加工。通过体外和体内研究，他们发现 Lin28 对于阻断微处理器介导的 pri-Let7 miRNA 裂解是必要且充分的。维斯瓦纳坦等人（2008） 得出的结论是，他们的结果确定 Lin28 是 miRNA 生物发生的负调节因子，并表明 Lin28 可能在干细胞和某些癌症中阻断 miRNA 介导的分化中发挥核心作用。

通过多重序列比对，Forman 等人（2008） 在多个基因（包括 DICER）的编码区内鉴定出高度保守的 LET7 结合序列。人胚肾 293 细胞的共转染实验表明，LET7 下调仅包含 DICER 编码序列的表达载体，该序列包含 3 个 LET7 结合位点。这些 LET7 结合位点的同义突变允许 DICER 表达。对人结直肠癌细胞系的实验表明，DICER 对 LET7 pre-miRNA 的加工是通过负反馈环中的编码序列下调 DICER 所需的。福尔曼等人（2008） 还确定了 5 素数 UTR 内的 LET7 种子匹配。计算分析表明，LET7 种子序列和 LET7 miRNA 的其他部分与编码区、3-prime UTR 和 5-prime UTR 内的靶标的结合不同，这表明 mRNA 调控可能存在机制差异。

贝思克等人（2009） 表明，秀丽隐杆线虫核受体 DAF12（脊椎动物肝脏 X（见 602423）和维生素 D 受体（601769）的同源物）及其类固醇配体直接激活 let7 microRNA 家族成员的启动子，从而下调 microRNA 靶点 hbl1，它驱动表皮干细胞从细胞分裂的第二幼虫阶段模式进展到第三幼虫阶段模式。相反，没有配体的受体在发育停滞期间抑制 microRNA 表达。贝思克等人（2009） 得出的结论是，他们的发现将 microRNA 确定为激素偶联分子开关的组成部分，该分子开关会关闭早期的发育程序以允许后期的发育程序。

胡等人（2009） 指出 miRNA 与 Toll 样受体（TLR；参见 603030）介导的炎症反应的微调有关。 Hu 等人使用 Northern 和 Western blot 分析以及对表达多种 TLR 的人胆管细胞进行 PCR（2009） 表明 MIR98（300810） 和 LET7 通过翻译抑制调节 CIS（CISH; 602441） 蛋白表达。脂多糖（LPS） 或隐孢子虫暴露可上调 CIS 表达，这种上调涉及 MIR98 和 LET7 的下调，从而缓解 MIR98 和 LET7 介导的 CIS 翻译抑制。功能获得和功能丧失研究表明，CIS 加速了胆管细胞中 IKBA（NFKBIA；164008）的降解，并增强了胆管细胞响应 LPS 刺激或微小念珠菌暴露而激活的 NFKB（参见 164011）。

在缺乏 Dgcr8（609030）（一种 microRNA 生物发生所需的蛋白质）的情况下，小鼠胚胎干（ES） 细胞无法抑制自我更新。梅尔顿等人（2010）表明，引入let7 microRNA（体细胞中高表达的microRNA家族）可以抑制Dgcr8缺失的自我更新，但不能抑制野生型ES细胞的自我更新。将 ES 细胞细胞周期调节（ESCC） microRNA 引入 Dgcr8 缺失的 ES 细胞中，阻断了 let7 抑制自我更新的能力。分析和生物信息分析表明，let7 抑制大量的自我更新基因，而 ESCC microRNA 间接激活这些基因。此外，let7家族的抑制促进体细胞去分化为诱导多能干细胞。梅尔顿等人（2010） 得出的结论是，ESCC 和 LET7 microRNA 通过共同的途径起作用，以选择性地稳定自我更新与分化的细胞命运。

LRRK2（609007） 的功能获得性突变会导致帕金森病（PARK8; 607060），其特征是多巴胺能神经元的年龄依赖性变性。格尔克等人（2010） 发现 LRRK2 与 miRNA 通路相互作用来调节蛋白质合成。他们表明，果蝇 E2f1（189971） 和 Dp（TFDP1; 189902） 的 mRNA 先前与细胞周期和生存控制有关（Girling et al., 1993），但在翻译上受到 miRNA Let7 和 miR184 的抑制（613146） ）， 分别。致病性人 LRRK2 拮抗 Let7 和 miR184，导致 E2f1 和 Dp 过量产生，这对于 LRRK2 发病机制至关重要。在果蝇中，Let7 的基因缺失、antagomir 介导的 Let7 和 miR184 作用的阻断、Dp 靶保护器的转基因表达或用对 Let7 无反应的 Dp 转基因替换内源性 Dp 均具有与致病性 LRRK2 相似的毒性作用。相反，增加 Let7 或 miR184 的水平会减弱 LRRK2 的致病作用。人 LRRK2 与 RNA 诱导沉默复合物（RISC） 的果蝇 Argonaute-1（EIF2C1 或 AGO1；606228）或人 Argonaute-2（EIF2C2 或 AGO2；606229）相关。在老年果蝇大脑中，Ago1 蛋白水平受到人 LRRK2 的负调节。此外，致病性 LRRK2 促进磷酸化 4EBP1（EIF4EPB1；602223）与人 AGO2 的关联。格尔克等人（2010） 得出结论，由 miRNA 通路损伤引起的 E2F1 和 DP 合成失调是 LRRK2 发病机制中的一个关键事件，这表明基于 miRNA 的新型治疗策略可能对帕金森病有用。

齐苏利斯等人（2012） 表明 miRNA 诱导的沉默复合物（miRISC） 还靶向并调节作为 miRNA 加工途径底物的非编码 RNA。他们发现，线虫中的 Argonaute 蛋白 ALG1 与 let-7 miRNA 初级转录物 3-prime 末端的特定位点结合，并促进下游加工事件。这种相互作用是由成熟的let-7 miRNA 通过其自身初级转录物中的保守互补位点介导的，从而形成正反馈环。齐苏利斯等人（2012） 进一步表明 ALG1 与核组分中的 let-7 初级转录物相关。 Argonaute 还结合人类细胞中的 let-7 初级转录物，证明 miRNA 通路除了跨物种的蛋白质编码 mRNA 外，还针对非编码 RNA。此外，他们对秀丽隐杆线虫的研究揭示了 Argonaute 在促进目标转录物的生物合成、扩展 miRNA 通路在基因调控中的功能方面的新作用。 let-7 生物发生自动调节的发现建立了控制 miRNA 表达的新机制。

莫莱纳尔等人（2012） 报道 LIN28B（611044） 调节神经母细胞瘤细胞中的 LET7 miRNA 簇。与其他几种肿瘤实体和正常组织相比，LIN28B 在高风险神经母细胞瘤中显示出基因组畸变和广泛过度表达。 LIN28B 高表达是神经母细胞瘤不良结局的孤立危险因素。 LIN28B 通过抑制 LET7 miRNA 发出信号，从而导致神经母细胞瘤细胞中 MYCN（164840） 蛋白表达升高。 LIN28B-LET7-MYCN 信号传导阻断正常神经母细胞和神经母细胞瘤细胞的分化。这些发现在小鼠模型中得到了充分的重现，其中交感肾上腺素谱系中的 Lin28b 表达诱导了神经母细胞瘤的发展，其特征是低 Let7 miRNA 水平和高 Mycn 蛋白表达。

多能性因子 LIN28 通过与 pre-LET7 RNA 结合并招募 RNA 尿苷酰转移酶 ZCCHC11（613692） 和 ZCCHC6（613467） 来尿苷酸 pre-LET7，从而阻断发育过程中未分化细胞中 LET7 microRNA 的表达。降解尿苷化 pre-LET7 的 RNase 的身份尚不清楚。张等人（2013） 鉴定出 Dis3l2（614184） 是负责小鼠胚胎干细胞中尿苷化 pre-let7 衰变的 3-prime-5-prime 核酸外切酶。生化重建测定表明，3-prime 寡尿苷化可在体外刺激 Dis3l2 活性，而小鼠胚胎干细胞中 Dis3l2 的敲低可导致 pre-let7 的稳定。张等人（2013） 得出的结论是，他们的研究确立了 3-prime 寡尿苷化作为 DIS3L2 的 RNA 衰变信号，并确定了该核酸外切酶的第一个生理性 RNA 底物。

牧野等人（2013） 发现，与正常或瘢痕疙瘩皮肤相比，在体内和体外，LET7A1 在全身性和局限性人类硬皮病（参见 181750） 中均下调。人或小鼠皮肤成纤维细胞中 LET7A1 表达的抑制会影响 I 型胶原蛋白的表达（参见 120150）。硬皮病患者中 LET7A1 的血清水平降低，尤其是那些患有局限性硬皮病的患者。通过腹腔注射在小鼠皮肤中间歇性过量表达 Let7a1 可改善硬皮病小鼠模型的皮肤纤维化。牧野等人（2013） 提出 LET7A1 对正常成纤维细胞中 I 型胶原表达有负面影响，但 TGFB（190180） 刺激对 LET7A1 的下调有助于硬皮病成纤维细胞中 I 型胶原过度表达。

在 MYCN 扩增的神经母细胞瘤细胞系中，Powers 等人（2016） 表明，尽管 let-7 被抑制，但 LIN28B（611044） 是可有可无的。鲍尔斯等人（2016） 证明扩增疾病中的 MYCN mRNA 水平异常高，足以吸收 let-7，从而协调了 LIN28B 的可有可无。作者发现，let-7 的遗传缺失在神经母细胞瘤中很常见，与 MYCN 扩增呈负相关，并且与不良结果孤立相关，这为神经母细胞瘤中染色体缺失模式提供了理论依据。鲍尔斯等人（2016） 提出 LIN28B、MYCN 海绵或遗传丢失导致的 let-7 破坏是神经母细胞瘤发展的统一机制，对癌症发病机制具有广泛的影响。

▼ 生化特征

晶体结构

添加到 pre-let7 的oligoU 尾部作为 DIS3L2 的衰减信号，然后快速降解它。为了研究 DIS3L2 底物识别的机制，Faehnle 等人（2014） 确定了小鼠 Dis3l2 与oligoU RNA 复合物的晶体结构，以模拟 pre-let7 的尿苷化尾部。三个 RNA 结合结构域在催化结构域的一个面上形成一个开放漏斗，使 RNA 能够通过不同于其外泌体对应物的路径到达活性位点。由此产生的路径揭示了尿嘧啶特异性相互作用的广泛网络，跨越寡聚尾RNA的前12个核苷酸。法恩勒等人（2014） 确定了 3 个 U 特异性区域，解释了 DIS3L2 如何在 LIN28（611043）-LET7 途径的最后一步中识别、结合和处理尿苷化前 LET7。

▼ 测绘

通过基因组序列分析，Lagos-Quintana 等人（2001） 确定 MIRNLET7A1 基因与 MIRNLET7F1 基因（612146） 聚集在 9 号或 17 号染色体上，距 MIRNLET7D 基因（612145） 约 26.5 kb。其他let-7同源物对应到染色体11（MIRNLET7A2；612142）、12（MIRNLET7I；612148）、19（MIRNLET7E）、21（MIRNLET7C；612144）、22（MIRNLET7A3、612143和MIRNLET7B）和X（MIRNLET7F2；612144）。 300721 ）。

Gross（2008） 根据 MIRNLET7A1 茎环序列（UGGGAUGAGGUAGUAGGUUGUAUAGUUUAGGGUCACACCCACCACUGGGAGAUAACUAUACAAUCUACUGUCUUUCCUA） 与基因组序列（build 36.1） 的比对，将 MIRNLET7A1 基因对应到染色体 9q22.32。

▼ 历史

库马尔等人（2014） 报道 HMGA2（600698） 作为 LET7 microRNA 家族的竞争性内源 RNA 发挥作用，促进肺癌进展。这篇报道被撤回。