论文标题：Non-Coding RNAs in Health and Disease: From Biomarkers to Therapeutic Targets

论文链接：https://www.mdpi.com/2813-9038/2/3/17

期刊名：LabMed

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一、引言

非编码 RNA（ncRNAs）曾一度被视为“转录噪音”，但如今，它们已被公认为基因表达的关键调控者。

它们广泛参与细胞分化、凋亡、增殖等多种重要生物学过程，也在多种人类疾病的发生与发展中扮演着不可忽视的角色。更重要的是，ncRNAs 具有稳定性高、组织特异性强、在体液中丰度较高等特点，这使它们成为极具潜力的无创生物标志物，有望用于疾病的诊断、预后判断和治疗监测。

与此同时，RNA 靶向治疗的快速发展，也为调控 ncRNA 活性带来了新的策略。不过，递送效率、特异性和临床验证等问题，仍是当前转化应用中的主要挑战。

这篇综述系统梳理了 ncRNAs 的分类、生物发生和分子功能，阐明了它们在健康与疾病中的作用，并评估了其作为临床生物标志物和治疗靶点的潜力。文章还讨论了 RNA 操作的新兴技术，包括 CRISPR 为基础的 RNA 编辑，这些技术有望推动 ncRNA 研究，并革新基于 ncRNA 的治疗策略。

二、ncRNA 的分类与生物发生

ncRNAs 按长度分为两类：长链非编码 RNA（lncRNAs）（> 200 nt，含线性 lncRNA 和环状 RNA）和小非编码 RNA（< 200 nt，含 miRNA、piRNA、snoRNA 等）。tRNA 来源片段（tRFs）和 rRNA 来源片段（rRFs）也被重新认识为具有独立调控功能的小 ncRNA。

文章系统梳理了主要 ncRNA 的生成路径：miRNA 经 Drosha-DGCR8 和 Dicer 加工后进入 RISC 复合物；lncRNA 多由 RNA 聚合酶 II 转录，发挥 decoy、scaffold、guide 等功能；circRNA 通过反向剪接形成闭合环状结构，可作为 miRNA 海绵；piRNA 与 PIWI 蛋白结合抑制转座子；snoRNA 指导 rRNA 修饰；tRFs/rRFs 可参与基因沉默和翻译调控。

三、ncRNA 在生理与疾病中的作用

在正常细胞中，ncRNAs 参与分化、增殖、凋亡、DNA 修复、代谢和细胞周期控制。例如 XIST 介导 X 染色体失活，miR-223 和 miR-150 调控造血谱系分化，miR-124 和 miR-9 促进神经元分化，miR-126 和 MEG3 调控血管生成。

在疾病中，ncRNA 表达异常可破坏基因调控网络。文章重点讨论了：

• 癌症：ncRNA 可作为癌基因或抑癌基因，如 HOTAIR、MALAT1 促进转移，miR-21、miR-155 为典型 oncomiRs。

• 心血管疾病：miR-133、miR-1 参与心肌肥厚，HOTAIR、ANRIL、MeXis 调控血管炎症和脂代谢。

• 神经退行性疾病：miR-29 调控 BACE1，BACE1-AS 稳定 BACE1 mRNA，参与 Aβ 积累。

• 自身免疫与感染性疾病：miR-155、miR-146a 调控 NF-κB 和干扰素通路；EBV、KSHV 可产生病毒 ncRNA 逃避宿主免疫。

四、ncRNA 作为生物标志物

ncRNAs 因稳定性高、组织特异性强、体液中可检测，成为液体活检的重要候选标志物：

• miRNA：miR-21、miR-155 在多种癌症中高表达；尿液 miRNA 可用于子痫前期早期预测。

• lncRNA：MALAT1 在 NSCLC 外周血中上调，联合 CEA 可提高诊断准确性。

• circRNA：circHIPK3 在多种癌症中异常表达；hsa_circ_0079875 促进 HCC 进展。

• piRNA：piR_2106027 与心肌梗死相关；piR-1245、piR-54265 在胃癌、结直肠癌中显示诊断潜力。

• snoRNA：SNORA42、SNORD78 等在 ESCC、NSCLC、RCC 中上调。

• tRFs/rRFs：tRF-Pro-AGG-004 与胰腺癌相关；28S rRF 升高与前列腺癌复发风险相关。

ncRNA 联合传统肿瘤标志物可显著提高早期诊断敏感性。例如外泌体 miR-17-5p 联合 CEA、CYFRA21-1、SCCA 诊断 NSCLC 的敏感性达 76.4%。

临床转化仍面临检测标准化不足、跨研究可重复性有限、生物变量干扰和监管审批要求高等挑战。多 ncRNA panel、AI 辅助分析和多中心前瞻性验证是推动转化的关键方向。

五、ncRNA 作为治疗靶点

ncRNA 治疗的核心思路是恢复失调 ncRNA 的水平，重启被破坏的基因调控网络。主要策略包括：

• miRNA 模拟物：如 MRX34（miR-34a 模拟物）、Remlarsen（miR-29 模拟物）

• miRNA 抑制剂：如 MRG-106（miR-155 抑制剂）

• ASO：靶向 lncRNA，如 MALAT1

• siRNA：如靶向 ANRIL

递送系统方面，文章介绍了脂质纳米颗粒、病毒载体、细胞外囊泡/外泌体和 GalNAc 偶联技术。其中，hucMSC 来源外泌体递送 miR-132-3p 治疗心肌缺血再灌注损伤，展示了细胞外囊泡作为 ncRNA 递送平台的潜力。

六、CRISPR-Cas13：RNA 靶向的新前沿

与靶向 DNA 的 Cas9 不同，CRISPR-Cas13 直接切割单链 RNA，可实现可逆、非永久性的基因表达调控，避免基因组改变。Cas13 系统可应用于 RNA 敲低、RNA 编辑（dCas13-ADAR 实现 A-to-I 编辑）、RNA 追踪和核酸检测。

目前，基于 Cas13 的 RNA 疗法已进入临床试验：HERO 试验（HG204 治疗 MECP2 重复综合征）和 SIGHT-I/BRIGHT 试验（HG202 治疗新生血管性年龄相关性黄斑变性），标志着 RNA 靶向治疗从概念走向临床的重要里程碑。

七、结论

ncRNAs 是基因表达的重要调控者，参与发育、免疫和细胞稳态。其失调与多种疾病相关，使其既可作为诊断、预后和治疗监测的生物标志物，也可作为治疗靶点。

未来方向包括：标准化检测与多中心验证、多 ncRNA panel 与 AI 辅助分析、高效靶向递送系统，以及 CRISPR-Cas13 等 RNA 编辑技术的临床转化。ncRNA 研究正在推动精准医学从“蛋白质中心”走向“RNA 调控网络”的新阶段

Diamantopoulos, M.A.; Boti, M.A.; Sarri, T.; Scorilas, A. Non-Coding RNAs in Health and Disease: From Biomarkers to Therapeutic Targets. LabMed 2025, 2, 17. https://doi.org/10.3390/labmed2030017

期刊介绍

主编：刘为勇博士，副研究员，华中科技大学同济医学院附属同济医院

LabMed (ISSN 2813-9038) 是一个国际型开放获取英文学术期刊，专注于检验医学、临床化学及分子诊断。期刊旨在为相关领域的创新研究成果提供国际化交流平台，内容涵盖生物标志物的发现与验证、临床检验新技术与新方法、药物监测及临床实验室管理等方向。期刊发表多种类型的稿件，包括原创研究论文、综述（含Meta分析）、简报、病例报告、技术笔记、观点、评论、指南及社论。致力于推动基础研究向临床应用的转化，服务于精准医疗与公共健康事业。

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