探索镉诱导的microRNAs表达谱的改变

镉（Cd）是一种有毒的重金属，由于其广泛的工业用途和在环境中的持久性，已被确定为一种重要的环境污染物。长期接触镉对人类健康构成了相当大的威胁，因为随着时间的推移，镉会在各种组织中积累，导致多种疾病

最近发表在《基因表达》杂志上的研究强调了microRNAs（miRNAs）在镉毒性分子机制中的作用。miRNA是小的非编码RNA，在转录后调节基因表达，影响广泛的生物过程。该综述旨在总结目前对镉诱导的miRNA失调及其对疾病进展的影响的理解

重金属分为必需和非必需两类。锰等必需金属在生物过程中起着至关重要的作用，而镉、铅和砷等非必需金属即使在低浓度下也有毒。这些金属可以通过吸入、摄入或皮肤接触进入人体，它们往往会在骨骼、肝脏和肾脏等组织中生物积累

Cd尤其具有较长的生物半衰期，已知会导致氧化应激、DNA损伤和干扰细胞代谢，导致各种疾病，包括癌症、心血管疾病和肾脏损伤

镉暴露通过多种机制影响miRNA表达。镉可诱导氧化应激，导致活性氧（ROS）的产生，进而改变miRNA的表达。此外，镉可以与DNA和蛋白质相互作用，导致影响miRNA表达的表观遗传变化。这些失调的miRNA可以通过靶向特定的mRNA进行降解或翻译抑制来破坏正常的细胞功能，从而影响关键的生物途径

许多研究记录了镉对各种细胞类型和组织中miRNA表达的影响。例如，暴露于Cd已被证明上调miR-221，这与免疫系统改变和癌症风险增加有关。同样，镉暴露的肾细胞中miR-363-3p的表达增加，导致细胞增殖和凋亡的变化。这些发现表明，特定的miRNA可以作为镉暴露及其相关健康影响的生物标志物

人体研究证实了体外和动物模型的发现，表明镉暴露会导致miRNA谱的显著变化。例如，在职业环境中接触镉的工人表现出miR-122-5p和miR-326-3p等miRNA水平的改变，这与镉毒性的早期检测有关。这些miRNA参与调节细胞应激反应、炎症和凋亡的关键途径，突显了它们作为监测镉暴露和相关健康风险的生物标志物的潜力

miRNA的失调在镉暴露诱导的疾病发病机制中起着关键作用。了解镉影响的特定miRNA及其靶向途径为镉毒性的分子机制提供了有价值的见解

尽管已经取得了重大进展，但还需要进一步的研究来建立镉暴露后miRNA表达的一致性，并制定有效的策略来预防和减轻这种有毒金属对健康的不利影响。未来的研究应侧重于对不同人群中miRNA变化的大规模分析，以加深我们对镉相关疾病的理解，并改善公共卫生干预措施 More information: Mehdi Koushki et al, Cadmium-induced Alterations in the Expression Profile of MicroRNAs: A Comprehensive Review, Gene Expression (2024). DOI: 10.14218/GE.2023.00126