人体血管壁动态信息的无创检测.pdf

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1、1 2 8 重庆医科大学学报2 0 0 6 年第3 1 卷增刊 ( J o u rn a l o f C h o n g q in g M e d ic a l U n iv e r s it y ) 因水平加强对抗癫痈中药有效成分、 体内代谢过程、 作用部 位及作用机制的系统研究。 参考文献 1 陈阳美, 曾 可斌, 谢运兰, 等. 青阳 参对点燃癫痛大鼠 脑内C - f o s , C 一 u n 基因 表达的 影响田 . 中 药药理与临床, 2 0 0 3 ; 1 9 ( 5 ) : 2 6 . 2 刘玉玺, 王明正, 孙美珍, 等. 狼毒大戟碱性提取液治疗癫痛7 2 例临 床分析 田

2、. 中国中 西医 结 合杂志, 1 9 9 4 ; 1 4 ( 5 ) : 2 8 2 . 3 代声龙, 于 榕. 天麻对小鼠 戊四哩惊厥的 保护作用 J . 中国 新 药与临床杂志, 2 0 0 2 ; 2 1 ( 1 1 ) : 6 4 1 . 4 张信岳, 郑高利, 寿 燕, 等. 石营蒲的益智和抗惊厥作用研究 J . 浙江中医学院学报, 1 9 9 9 ; 2 3 ( 2 ) : 4 6 . 5 陈 俐, 廖卫平石营蒲水煎剂抗癫痈模型的药效学研究 J . 广 州医 学院学报, 2 0 0 2 ; 3 0 ( 3 ) : 1 3 . 6 陈紫薇, 彭 岩, 张万琴. 海马内 脑啡肤原m

3、R N A 长期高表达可 能与 癫痈易 感性长 期存在有关 J . 大连医 科大 学学报, 2 0 0 1 ; 2 3 ( 1 ) : 1 . 7 李冬冬, 宫 谨, 李雪飞, 等. 全蝎抗癫痛发作敏感性的阿片肤 机制 J . 中 国 微 生态学 杂志, 1 9 9 9 ; 1 1 ( 2 ) : 7 5 . 8 l姜春玲, 张万琴. 蝎毒诱导红藻氨酸癫痛大鼠海马内G A B A释 放的 免疫组化观察J 生 理学报, 1 9 9 9 ; 5 1 ( 6 ) : 6 0 9 . 9 姜春玲, 张 健, 张万琴, 等. 蝎毒对癫痈敏感性和海马G F A P 释放的 影响J . 中国 应用生理学杂志

4、, 1 9 9 9 ; 1 5 ( 3 ) : 2 3 4 1 0 姜春玲, 彭 岩, 张万琴. 蝎毒诱导红藻氨酸癫痈大鼠 海马内 胆囊收缩素原m R N A的表达 J .中国 应用生理学杂志, 2 0 0 0 ; 1 6 ( 2 ) : 1 0 8 . 1 1 姜春玲, 张万琴. 蝎毒对癫痛大鼠 海马内强啡肚原m R N A 表达 的影响 J . 中国 应用生理学杂志, 2 0 0 0 ; 1 6 ( 1 ) : 7 2 . 1 2 朱晓琴, 雷水生. 川芍嗦对癫痛大鼠 海马内c A M P , c G M P 含量 的影响 J 河南中医 药学刊, 2 0 0 1 ; 1 7 ( 5 ) :

5、 1 6 . 1 3 刘燕, 廖卫平, 葛发欢. 柴胡有效成分的萃取与抗惊厥作用实 验研究J . 中医 药学报, 2 0 0 1 ; 2 9 ( 3 ) : 4 7 . 1 4 徐淑 梅, 郑开俊. 柴胡 对癫 痈模型电 活动的 调制J . 中国 应用生 理 学杂志, 2 0 0 2 ; 1 8 ( 3 ) : 2 9 4 . 1 5 贺 娟, 赵明瑞, 王洪图, 等. 草母知果汤抗癫痛模型的 药效学 实验研究 J . 北京中医药大学学报, 1 9 9 7 ; 2 0 ( 2 ) : 3 7 . 1 6 赵明 瑞, 贺 娟, 梁 怡, 等. 草母知果汤对点燃模型生长抑素 m R N A的 影响

6、 J . 北京中医药大学学报, 1 9 9 8 ; 2 1 ( 4 ) : 3 4 . 口 7 贺 娟, 梁 怡, 王洪图, 等. 草母知果汤抗惊厥作用机理探讨 J . 中国中医 基础医 学杂志, 1 9 9 7 ; ( 3 ) : 2 6 . 1 8 贺 娟, 梁 怡, 王洪图. 草母知果汤对点燃模型鼠大脑N M - D A 受体基因表达的影响J . 中国中 西医结合杂志, 1 9 9 9 ; 1 9 ( 1 0 ) : 6 1 7 . 1 9 张丽萍, 贺 娟, 王洪图, 等. 草母知果汤在阻断P T Z 点燃癫痛 模型中 对大鼠 脑内c - f o s , c - j u n m R N

7、 A 表达的影响 J . 中国中 西医结 合杂志, 2 0 0 0 ; 2 0 ( 8 ) : 6 0 6 2 0 钱会南, 王洪图, 齐治家, 等. 调理脾胃 复方对P T Z 点燃癫痛模 型阿片肚含量的 影响田. 北京中医 药大学学报, 1 9 9 9 ; 2 2 ( 0: 3 5 . 2 1 张丽萍, 贺 娟, 王洪图, 等 调理脾胃 复方对戊四哇致痛大鼠 脑内F o s ,J u n 癌蛋白 表达的影响 J . 山东中医药大学学报, 2 0 0 1 ; 2 5 ( 1 ) : 5 8 2 2 徐国 龙, 杨 帆, 章复清, 等. 柴胡加龙骨牡蝠汤对P T Z 点燃型 癫痛大鼠 脑内 氨

8、基酸含量的 影响J . 中国医药学报, 2 0 0 2 ; 1 7 ( 3 ) : 1 6 5 . 口 3 徐国 龙, 杨 帆, 章复清, 等. 柴胡加龙骨牡蝠汤对戊四 哇点燃 癫痛大鼠 海马内c A M P , c G M P 含量的影响 J 安徽中医学院学报, 2 0 0 2 ; 2 1 ( 1 ) : 3 6 . 2 4 昊冰洁, 顾 平, 王铭维. 中汇川黄液对美解眠致痛大鼠 作用 机制的 探 讨 J l . 浙江中 医 杂志, 2 0 0 2 ; 3 7 ( 9 ) : 4 0 4 . 2 5 昊冰洁, 顾 平, 王铭维, 等. 中 汇川黄液对癫痛大鼠 海马和大 脑 皮质 糖 皮 质

9、 激 素 受 体的 影 响 J l . 河 北中 医, 2 0 0 2 ; 2 4 ( 1 ) : 6 8 . 2 6 王净净, 李振光, 钟 艳, 等. 愈 痛灵颗粒剂 对癫痛大鼠 脑组织 氨 基酸 类神经 递质含量的 影响 J 1 . 中 医 药 学刊, 2 0 0 2 ; 2 0 ( 3 ) : 3 0 8 人体血管壁动态信息的无创检测 奉娇 综 述, 甘平 审 校 重庆医 科大 学医 学物 理教 研室, 重庆 4 0 0 0 1 6 ) 1 前言 目 前, 血管性疾病已成为了人类健康的头号杀手, 人们 对心血管病变所引发的疾病的研究较深人 测和治疗的方法In 。 但对肢体血管研究较少

10、也找到了一些检 尤其是血管壁动 态信息的无创检测方法还留有大量研究空间。 血管壁的无创动态信息是指与人体血管壁的运动状态 和弹性有关的参量, 它主要包含血管壁的位移、 速度、 加速度 和血容积波等无创性动态信息2 1。血管壁的无创动态信息检 测又可通过人体血压这一重要指标来间接完成。 血压的检测技术分为有创检测( A B P , 又称直接法或动 脉内血压监测 ) 和无创检测( N I P B , 又称间接法 ) 两种3 1 。其 中, 有创测量是将导管插人血管内由 力传感器直接测量血压 重庆医科大学学报2 0 0 6 年第3 1 卷增刊 ( J o u r n a l o f C h o n

11、g q in g M e d ic a l U n iv e r s it y ) 1 2 9 值的方法。 此法虽然最准确, 但对人体有创伤, 危险大并须有 经验的 操作者和精密的仪器设备。 无创血压测量相对于有创 测量而言, 病人无创伤痛苦, 因而在临床医疗上获得了广泛 的 应 用 4 一 100 2 人体血压的无创检测 2 . 1 技术发展 人体血压无创检测的 研究始于1 8 7 5 年。 在其技术发展的 1 0 0 多年里出现了各种测量技术: 1 8 7 6 年M a r e y 提出了恒定容积法的技术原形; 1 8 %年V o n R e c k l i n g h a u s e n

12、 首 先 发现了 在 现 今 无 创血 压检 测中 广 泛 使 用 的技术 示波法血压测量技术; 1 9 0 5 年苏联医生K o r o t k o f f 发现了 柯氏音, 形成了柯氏音听诊法血压测量技术, 使其成 为临床上血压测量事实上的金标准, 无创血压测量从此才在 临床上得到广泛的接受和应用 。 1 9 6 3 年P r e s s m a n 和N e w g a r d 提出 张力 测定法, 后 来经 过很多人的研究, 1 9 7 6 年有商品化产品问世; 1 9 6 5 年 D e D o b b e l e e r 提出 双袖带法测量技术; P o s e y 等人于1 9

13、6 9 年通过 动物实验首先发现并提出振动波幅度最大时对应动脉平均 压, R a m s e y ( 1 9 7 9 年) 和Y e l d e r m a n 及R e a m ( 1 9 7 9 年) 用示波法 测量人体血压, 指出示波法与直接法测得平均压具有高度的 相关性, 验证了 平均压测量标准; 1 9 7 3 年捷克生理学家J a n P e f i - z 进一步发展了 恒定容积法(v a s c u l a r u n l o a d i n g t e c h n i q u e ) 血压测量技术, 给出了该方法中最为重要的随动系统参考 值, 商品化产品F in a p r

14、e s (f o r F i n g e r A r te r ia l P r e s s u r e ) 于上世纪 8 0 年代早期问 世, 实现了血压的 连续测量, P o r ta p r e s 为其更 新换代产品; 1 9 8 1 年 G e d d e s 等人提出利用心电图R波和脉 搏波之间的传导时间间隔T , 来推算收缩压和舒张压数值的 脉搏延时法; 上世纪7 0年代末8 0年代初, 微处理器技术应 用于示波法血压测量, 实现了血压的快速、 自 动、 无创测量 ; 第 1台商用示波法血压监护仪于 1 9 7 3 年由美国一家公司 开始设计, 1 9 7 6 年投人市场, 取名

15、为D in a m a p o 2 .2 主要技术 无创检测的技术主要有: 柯氏音听诊法、 示波法、 恒定 容积法、 触诊法、 超声法、 动脉张力测量法等等, 其中 前 3种 具有代表性, 现分别介绍如下。 2 .2 . 1 柯氏音听诊法 人工听诊法是目 前广泛使用的血压测量方法。1 9 0 5 年 苏联医生K o r o t k o f 提出在正常情况下, 完全受压的动脉并不 产生任何声响, 只有当动脉不完全受阻时才出现声音, 因此 可用声音( 氏 音) 来确定人体的 血压。 该方法由 血压计袖带 和听诊器组成, 现今在临床上得到广泛的认可和应用。水银 血压计被临床工作人员视为血压测量的“

16、金标准” , 并作为 其他测量准确与否的参考。 但是该方法完全依赖于人的主观 性, 依靠临床医师的耳朵去发现和鉴别声音, 用眼睛去读取 血压值, 重复性差, 准确度在很大程度上依赖于临床医师的 经 验 值 。u 0 2 .2 .2 示波法( 又称振荡法) 示波法是临床上各类监护仪、电子血压计广泛采用的 血压测量技术。 人们很早就发现血压测量时气袖中的压力除 随放气而下降外, 还存在一个震荡, 称其为脉搏波, 这个震荡 波的幅度有一定的规律性。 波形幅度最大处对应的袖带压力 是平均压, 而收缩压( S P ) 和舒张压(D P ) 却不能直接测得, 是由 各种血压算法得到的。 工作过程是先用袖带

17、阻断动脉血流, 在放气过程中检测袖带内的气体压力振荡波。 示波法测量的 关键技术是: ( 1 ) 放气过程中 对血压和脉搏波信号的准确采 集; ( 2 ) 收缩压( S P ) 和舒张压(D P ) 的 计算p 2 一 a 2 .2 .3 恒定容积法 该技术是F i n a p r e s (f o r F i n g e r A r te r i a l P r e s s u r e ) 中广泛使 用的技术。 原理是当施加于血管臂的压力在某一时刻等于血 管内的压力时, 血管壁的直径不随血压的波动而变化, 而处 于恒定容积(v a s c u l a r u n l o a d i n g

18、) 的 状态。 在这种恒定状态下相 应的外加压力就等于血管内压力, 就可以实现血压的无创测 量。 实现过程需要有一个随动压力跟踪系统, 根据血压波动, 时刻调节外加压力使血管壁处于恒定容积状态, 检测外加压 力信号, 就可以得到动态的血压数值。 该原理中的关键技术 是确定随动系统的参考值, 即在何种情况下血管壁是处于恒 定容积的状态, 使血管壁的透壁压为零。 2 . 3 发展现状 随着科技发展, 无创血压测量技术有了新的突破。 近年 有不少新的血管检测仪器相继问世, 这些新的血管检测仪器 将血管外科推向新的发展阶段 5 一 9 0 如多功能周围血管检测仪 2 1 , 又如正在研制的集血压 和心

19、电实时监护于一体的便携式家庭健康监护仪 “ , , 以及 一种集心电图、 心率、 血压、 血氧饱和度、 人体呼吸率等多种 生命体征参数的便携式多参数监护仪, 它们都在传统的血压 检测方法的基础上引人了单片机技术 22 , 并接人计算机, 从 而更精确的进行测量和数据处理。 但是迄今为止, 不论哪一种血压检测方式, 都仅仅停留 在对血管的收缩压、 舒张压以及脉搏波等参数的检测和探索 上。 而且它们与常规血压检测相比而言, 无论从价格和易操 作性还是从普及层面上都是不可同日 而语的。 3 血管壁无创动态信息的检测 经过大量的研究, 笔者发现了一种全新的肢体血管壁 无创动态信息的检测方法, 此法可望

20、得到广泛应用。那就是 通过建立血管壁的非线性生物力学模型, 运用计算机技术, 编辑相应的软件来实现一种 “ 人体血管性疾病的计算机辅 助诊断系统” 。 通过资料的查询和网上搜索,至今尚未发现有此类方 法的相关报道。 血管壁动态信息的三道采集计算机辅助诊断 系统是利用由笔者导师申 请、 国家知识产权局已经正式公告 1 3 0 重庆医科大学学报2 0 0 6 年第3 1 卷增刊 J o u r n a l o f C h o n g q in g M e d ic a l U n iv e r s it y ) 的国家发明专利 “ 计数式人体血管壁动态信息无线多道遥 测电脑装置” a 3 1 (

21、申请号: 2 0 0 3 1 0 1 2 5 4 7 7 . 4 , 该申请已在 发 明专利公报 第2 1 卷, 第2 7 期上予以 公布) , 对人体的各肢 体实行血管壁动态信息多参数( 血管外壁的运动、 血容积波 和心电波等) 的精确遥测, 并在视窗下实时显示和处理血管 壁动态变化参量的遥测信息。 研究方法的主要特色A. ( 1 ) 多道数据的无线遥测: 为了确保所采集生理信息 的科学性, 特意采用了计算机多道数字化无线遥测技术。在 常规的 袖带式血压检测方法的基础上, 利用无线多道遥测电 脑装置对人体的肢体实行血管壁动态信息多数据的精确遥 测( 采集精度 1 2 位) 。 受检者在自由

22、状态下可以同时检测其 血管壁内外动态信息, 包括血管外壁位移波形、 速度波形和 加速度波形、 反映血管内壁变化的血容积波以及心电、 外界 压力等的信息。由于多道无线遥测发射器采用9 V叠层电池 供电, 并由 受检者携带, 从而大大增强了抗市电工频干扰的 能力, 进一步提高了医学微弱信号的信噪比。 必须指出, 人体血管壁动态信息的变化范围十分微小, 它对传感器精度的要求特别高, 要求测量误差低于1 0 - 3 , 采 用常规的医学传感器是无法达到如此高精度的要求。为此, 装置选用了测量精度和线性度均非常理想的静电电容式压 力传感器。 ( 2 ) 独特的数据转换方式: 由于“ 计数式人体血管壁动

23、态信息无线多道遥测电脑装置”采用了独特的数据转换方 式, 从而提高了测量的准确度和多道数据的采集速度。该装 置的数据采集卡是根据胡国虎教授最早提出的 “ 计数型模 拟量数据转换理论” 网 自 行研制的, 这种计算机专用采集卡 具有独特数据转换和多道数据采集方式, 而且不使用常规的 A / D 转换芯片, 就能实现多道数据实时遥测的数据转换。 ( 3 ) 以心电信号为基准建立血管壁模型: 在数据处理 与分析方面, 以心电信号为检测信息的基准, 以血管外壁的 位移、 速度和加速度作为血管外壁的动态信息; 以血容积波 作为血管内壁的动态信息, 运用数字滤波和频域分析等计算 机分析数据处理技术, 建立

24、与血管壁弹性及血管硬化程度有 关的血管动态信息多参量的医学辅助诊断模型。 理论依据。 ( 3 ) 本无创性辅助诊断方法将首先用于老年常见血管性 疾病 ( 如周围血管疾病和动脉粥样硬化)的功能性定量诊 断, 它不仅可以用于肢体血管疾病的无创性定量诊断和血管 壁硬化程度改变的辅助性诊断, 而且可以对肢体作对称性检 测和比 较, 使对局部肢体血栓( 包括轻度血栓) 先兆的诊断 变得轻而易举。 它还可望运用于血栓或栓塞性疾病( 包括肢 体瘫痪 ) 的 诊断、 原发性高血压以及继发性高血压的早期诊 断、 儿童直立性调节障碍等血管壁相关疾病的功能性定量临 床诊断, 以及治疗上述疾病时用药效果的客观鉴别,

25、故医学 临床运用前景十分广阔。 参考文献 4 结论 从已经获得的实验结果可得出以下结论: ( 1 ) 利用无线多道遥测装置对人体的各肢体实行血管 壁动态信息多参数的精确遥测, 将为血管性疾病的无创性定 量诊断( 包括先期诊断) 提供一种新的诊断依据。 ( 2 ) 从一个特殊的 情况( 即在血管被阻断后, 然后逐渐 导通的过程) 人手, 以心电信号为检测基准; 以血管壁的位 移、 速度和加速度作为血管外壁的动态信息; 以血容积波作 为血管内 壁的相关动态信息, 建立血管壁的非线性生物弹性 特性力学模型, 为血管性疾病的无创诊断提供一种新的检测 1 罗志昌 . 人体心血管血流参数无创动态检测与应用

26、J . 世界医 疗器械, 4 ( 9 ) : 5 0 - 5 3 , 6 1 . 2 方 伟. 临 床血压测 量方法的 探测J 医 疗 卫生 装备, 2 0 0 3 ; ( 1 1 ) : 4 4 . 3 向 凤香. 血压和 血压测 量 J . 当 代护士, ( 1 ) : 3 7 - 3 8 4 张 政波吴 太虎 . 无创 血压 测量 技术与 进 展J . C h in e s e J o u rn a l o f M e d i c a l I n s t r u m e n t , 2 0 0 3 ; 2 7 ( 3 ) 5 齐颁扬 医 学仪器比) M . 北京: 高等教育出 版 社,

27、1 9 9 0 . 6 K .Y a n a k o s h i e t a l . I n d i r e c t M e a s u r e m e n t o f i n s t a n t a n e o u s A rt e r i a l B l o o d P r e s u r e i n t h e H u m a n F in g e r b y t h e V a s c u l a r U n l o a d i n g T e c h n i q u e J . I E E E T r a n s a o n B i o m E n g i .v o l .B M E

28、 - 2 7 M a r , 1 9 8 0 ; ( 3 ) : 1 5 0 - 1 5 5 . 7 R a m s e y M .N o n i n v a s i v e a u t o m a t i c d e t e r m i n a t i o n o f m e a n a rt e r i a l p re s s u r e J M e d . B i o l .E n g C o m p u t , 1 9 7 9 ; 1 7 ( 1 ) : 1 1 - 1 7 . g 黄 力宇. 基于 单片机的 血压监护仪的 研制 J . 中国医 疗器械杂 志, 2 0 0 2 ;2

29、6 (4 ) : 2 5 3 - 2 5 5 . 9 S p a i n s k i A.S t a n d a r d a l g o r i t h m o f b l o o d - P r e s s u re m e a s u r e m e n t b y o s c i ll o m e t e r i c m e t h o d J . M e d . ( 3 ) : 6 7 1 . 1 0 S p a i n s k A.S t a n d a r d a l g o r i t h m o f b l o o d - p r e s s u r e m e a s u r

30、 e m e n t 场o s c i l l o m e t e r i c m e t h o d J . M e d . 3 1 : 2 0 4 . 1 l 吕 书江. 振动法无创血压测量原理J . 世界医疗器械, 1 9 9 9 ; 5 ( 1 1 ) : 6 4 - 6 6 . 1 2 蔡国 方. 自 动血压监护仪田 . 中国医 疗器械杂志, 1 9 9 9 ; 5 ( 4 ) : 1 5 - 2 0 . 1 3 甄 斌 示 波 法 血 压 测 量 的 实 现 与 讨 论 J 生 物 医 学 工 程 学 杂 志 , 1 9 9 9 ; 1 6 ( 1 ) : 4 2 - 4 5 .

31、1 4 江国泰蒋大宗 非创伤性血压测量的 理想化力学模型及其参 敷识 别 J . 中国 生物医 学工程学 报, 1 9 9 1 ; 1 0 ( 3 ) : 1 6 7 - 1 7 3 . 汇 1 5 W i ll i a m J . K a s p a r i . e t a l . A p p a r a t u s a n d m e t h o d f o r n o n i n v a s i v e b l o o d p r e s s u r e m e a s u r e m e n t ( P . U n i t e d S t a t e s P a t e n t :5

32、5 3 3 5 1 1 . 1 6 刁 卫锋张小栋姚国 兴. 无创血压检测系统研究毋计算机测量 与控制, 2 0 0 4 ; 1 2 ( 9 ) : 8 1 9 一 8 2 1 . 1 7 戈小虎朱兵 下肢静脉疾病无创检查的临床应用阴 新疆医 学, 2 0 0 4 ; 3 4 : 6 6 一 6 8 . 1 8 C o m e r o t a A J .V a s c u l a r i m a g i n g t e c h n i q u e s .V a s c u l a r S u r g e ry .4 t h e d , P h i l a d e l p h i a : WB

33、, S a u n d e r C o , 1 9 9 5 ; 1 1 9 . 孟庆医 科大 学学报2 0 0 6 年第3 1 卷增刊 J o u r n a l o f C h o n g q in g M e d ic a l U n iv e r s it y ) 1 3 1 1 9 黄 新天 . 血管 外 科 疾 病的 诊断 技 术 J . 中 国 实 用外 科杂志 , 2 0 0 0 ; 2 0 (6 ) : 3 2 5 - 3 2 7 2 0 皱波柴继红. 基于A R M处理器的心电血压监护仪的研制 J . 医 疗设 备, 2 0 0 5 ; ( 1 ) : 7 - 9 . 2 1

34、 皱波范静辉. 便携式多参数监护仪的 研制 J . 深圳职业技术学 院 学报, 2 0 0 4 ; 4 : 6 - 9 . 2 2 刘炜. 利用单片机实现无创血压的 测量J 电子世界,,2 0 0 4 ;9 : 2 9 - 3 0 . 2 3 1胡国虎陈龙聪. 计数型模拟量及人体血管壁动态信息多道遥 测电 脑系统的研制 J . 生物医 学工程学杂志, 2 0 0 6 ; 2 3 ( 1 ) : 2 0 0 一 2 0 4 . 2 4 甘平胡国虎 人体血管壁动态信息采集方法的 研究 J . 传感 器技术, 2 0 0 6 ;4 : 2 5 ( 4 ) . 微R N A与疾病研究进展 何晓燕 综述

35、, 彭惠民 审校 ( 重庆医 科大学基础医学院细胞生物学及遗传学教研室, 重庆 4 0 0 0 1 6 ) 微R N A ( m i c r o R N A s ,m i R N A s ) 是近 几年新发现的 一类非 编码R N A ( n e R N A ) , 被 科学 杂志评为2 0 0 2 年世界十大科 技突破第一名, 现已 成为生命科学研究的热点之一。目 前, 已 经拥有了成熟的数据库:m i R B a s e 数据库( h t t p d / m ic r o r n a . s a n g e r .a c . u k / ) , m i R N A M a p 数据库( h

36、 t t p :/ / m ir n a m a p .m b e .n e t u . e d u .t w / ) , A r g o n a u t e数 据 库 (h tt p :/ w w w .m a .u n i - h e i d e l b e r g . d e / a p p s / z m f/ a r g o n a u t e / in t e r f a c e ) , 1 miR N A s 概述 m i R N A s 广泛存在于真核生物中, 是一类由基因组编码 的n c R N A 。结构上成熟的m i R N A s 是长度约2 2 n t 的单链分 子,

37、 本身不具有开放阅读框( O R F ) , 5 末端为单磷酸基, 3 末端为经基, 且具有独特的序列特征: 其5 端第一个碱基对 U 有强烈的倾向性, 而对G却有抗性, 但第2 一 4 个碱基缺乏 U , 一般来讲, 除第4 个碱基外, 其他位置通常都缺乏C , 这些 特征使m i R N A s 不同于其它小R N A分子。此外, 多数m i R - N A s 具有高度保守性, 时序和组织特异性。 1 . 1 m i R N A s 的命名 除了l i n - 4 和l e t - 7 外, 其它m i R N A统一用m i R - # (# 代 表数字) 表示, 而用m i r -

38、# 或M I R - # 表示相应的编 码基因。 不 同物种的同源 m i R N A基因前冠以物种的缩略字母 II, 如: h s a - m i r - 1 0 1与 m m u - m ir - 1 0 1 分别表示人类及小 鼠的 m i r - 1 0 1 ; 同一物种内相似的m i R N A 基因可以使用相同的数 字,只需在数字之后再用数字或字母作为后缀, 加以区别, 如: 果蝇的d m e - m i r - 1 3 a 和d m e - m i r - 1 3 b o 1 . 2 m i R N A s 的生物发生 哺乳动物细胞中, m i R N A , 的成熟至少经过两个关

39、键步 骤。 第一步, 细胞核内编码m i R N A的基因在某种未知机制下 转录 成初 级转录 产物 (p r i - m i R N A ) , 随 后被R N a s e I II D r o s h a 剪切为约7 0 个核昔酸长度, 具有茎环结构的前体m i R N A (p r e - m i R N A ) 。 第二 步, p r e - m i R N A 在R a n - G T P 依赖的 核 质/ 细胞质转运蛋白E x p o rt i n - 5 的作用下, 从核内运输到胞质 中, 然后由另一种R N a s e I ll D i c e r 将其剪切成2 1 一 2 5

40、 个核昔 酸长度的双链 m i R N A 。 这一 R N A双链是由m i R N A与其互补 序列 ( m i R N A * )结合成的所谓m i R N A : m i R N A * 双螺旋结 构, 其中 一条单链可以 选择性结合到R N A 诱导沉默复合体 ( R I S C ) 上而成为成熟m i R N A , 另一条则被降 解。 1 . 3 m i R N A 。 的作用方式 m i R N A 与靶m R N A的作用方式主要有两种, 它们以 何 种方式发生作用由其互补程度决定。当两者完全互补时, m i R N A的作用方式类似于s i R N A和靶m R N A结合

41、后的情 况, 分裂切割靶m R N A , 导致基因沉默, 多见于植物m i R N A s ; 而两者不完全互补时, m i R N A则通过与靶m R N A的3 端非 翻译区( 3 U T R ) 结合, 阻遏转录后翻译, 这是动物中m i R - N A s 的主要作用方式。 目 前, m i R N A s 的生物发生还有许多尚待解决的问题, 例如,是什么促发了m i R N A基因的转录, 该过程究竟是由 R N a s e I I 还是由R N a s e III 作用而来, p r i - m i R N A转录后加工, p r e - m i R N A出核前的 剪切过程以及

42、m i R N A * 的降解机制等 等。 此外有报道在p r e - m i R N A中 发现多态现象r2 l , 研究表明 多数多态现象对m i R N A s 的加工过程没有影响, 但它们很可 能通过影响靶区优选而产生深远的生物学效应。对m i R N A s 生物合成过程的深人了解, 将有助于研究这类起重要调控作 用的R N A是如何行使功能的, 从而进一步研究其在生长发 育及各种疾病中 所起的重要作用。 1 .4 m i R N A s 功能的初步研究 作为最早发现的m i R N A s : l i n 一 和l e t - 7 , 它们的功能研 究得比 较清楚。l i n - 4 基因编码一段2 2 n t 的时序调控R N A , 在幼虫1 期( L l ) 表达, 可与l i n - 1 4 及l i n - 2 8 的3 U T R 结合, 抑制它们的表达, 短暂下调L I N - 1 4 和L I N - 2 8 的浓度, 从而 促进线虫从1 期( L 1 ) 向2 期归) 转化。 而l e t - 7 基因, L 1 和L 2 期都不存在, L 3 早期出现, L 4 和成虫期达到表达高峰, 它编 码一段2 1 n t 的小R N A , 并且与l i n - 1 4 , l i n - 2 8 , l i n - 4 1 , l i n - 4 2

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