溶酶體是大自噬的重要細胞器，大自噬是細胞維持細胞穩態的基本生理過程，可降解自噬物質，例如錯誤折疊的蛋白質、脂肪顆粒，線粒體老化或損傷以及內質網。TFEB（轉錄因子EB）是一種基本的螺旋-環-螺旋-亮氨酸-拉鏈轉錄因子，被認為是溶酶體生物發生和自噬的主要調節因子，并介導多種生理過程，包括免疫應答、神經退行性疾病、代謝性疾病和輻射保護。在正常情況下，TFEB通常在S142和/或S211位點被mTORC1激酶磷酸化，并通過與蛋白14–3–3蛋白結合而保留在細胞質中。然而，在饑餓等外部刺激下，去磷酸化的TFEB被轉運到細胞核中并與自噬和溶酶體生物發生基因啟動子上回文的10個堿基對基序（GTCACGTGAC）即CLEAR（協調溶酶體表達和調節）元件結合以激活其轉錄。
MiRNAs是一類長度約為22個核苷酸的非編碼RNAs，在一系列生物學過程和疾病中起著重要作用。在哺乳動物細胞的細胞核中，前體miRNA（primiRNA）被聚合酶II（pol II）轉錄，隨后被Drosha及其必需的輔因子DGCR8切割，形成長度約為65個核苷酸的發夾樣前體RNA（premiRNA）。pre-miRNA通過Exportin-5輸出到細胞質中，并進一步被Dicer切割產生雙鏈miRNA。然后，在Argonaute蛋白與TRBP結合的情況下，雙鏈體的一條鏈降解，而另一條成為成熟的miRNA以調控靶基因的表達。經典的miRNA調控方式是轉錄后基因沉默（TGS），它使miRNA組裝miRNA誘導的沉默復合物通過5’端的種子序列以降解靶標mRNAs或抑制其翻譯。
目前普遍認為miRNA主要位于細胞質中并起轉錄后調節因子的作用。然而，近年來大量研究表明，細胞核中也存在成熟的miRNAs，并在動植物細胞中介導轉錄基因激活或TGS，從而拓寬了miRNAs的功能范圍。miR-21是發現的第一個同時位于細胞核和細胞質中的miRNA。進一步發現miR-373可以靶向E-cadherin（CDH1）和冷休克結構域蛋白C2的基因啟動子，并誘導基因表達。此外，研究表明由POLR3D啟動子區域編碼的miR-320指導RNA干擾（RNAi）蛋白argonaute1、polycomb組成分EZH2和三甲基組蛋白H3賴氨酸27與POLR3D啟動子關聯 ，導致POLR3D表達的轉錄沉默。此后，許多研究表明，miRNA抑制單個基因或一組基因的轉錄，涉及到許多細胞功能，例如粒細胞生成和線粒體功能障礙等。然而，很少有研究闡明miRNAs是如何調節細胞核中轉錄因子的轉錄活性是。
2020年8月6日，中國科學院上海藥物研究所任進、陶周騰、黃銳敏課題組在Nature旗下期刊CDD: Cell Death & Differentiation（IF10.717）上發表題為Nuclear miR-30b-5p suppresses TFEB-mediated lysosomal biogenesis and autophagy的研究文章。報道了核miR-30b-5p通過將TFEB的結合基序定位于含有CLEAR元件的基因啟動子區域來抑制TFEB的轉錄活性，從而抑制了溶酶體的生物發生和自噬。
miR-30b-5p在細胞核中調控TFEB的轉錄活性進而調控溶酶體生成及自噬
首先，研究人員發現miR-30b-5p（一種已知通過細胞質中的轉錄后調控來調控一系列基因的小RNA）易位進入細胞核，與CLEAR元件結合，從而抑制了TFEB-依賴性下游基因的轉錄，并進一步抑制溶酶體的生物發生和自噬通量。同時，通過CRISPR/Cas9技術敲除內源性miR-30b-5p明顯增加了TFEB介導的反式激活，導致自噬和溶酶體生物發生相關基因的表達增加。在小鼠肝臟中過表達miR-30b-5p表現出溶酶體的生物發生和自噬減少。這些體外和體內數據表明，miR-30b-5p可通過與細胞核中的CLEAR元件結合，抑制TFEB依賴性反式激活，從而調節溶酶體的生物發生和自噬。這種新型的核miRNA調控基因轉錄的機制有助于進一步闡明miRNA在溶酶體生理功能中的作用，并有助于理解異常自噬相關疾病的發病機理。
miR-30b-5p具有核定位，且過表達miR-30b-5p可抑制TFEB結合靶基因啟動子
過表達miR-30b-5p可顯著抑制溶酶體生成，敲除miR-30b-5p則可促進溶酶體生成
本研究創新性地證明了成熟形式的miRNA可以進入細胞核來發揮非經典基因轉錄調控作用，揭示了其在細胞核中與順式作用元件和轉錄因子三者之間相互作用的全新分子機制，闡明了miRNA在溶酶體自噬過程中發揮的重要調控作用，為非編碼RNA對基因非經典的轉錄抑制調控提供了新的分子機制，同時也為治療自噬異常相關疾病提供了新思路、新策略。
siRNA targeting importin 8 gene (si-Importin8) or their corresponding controls, single biotinylated miR-30b-5p and miRNA control were purchased from RiboBio.
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41418-020-0602-4
