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MicroRNA (miRNA) 是一类内生的、长度约为20-24个核苷酸的小RNA，在细胞内具有多种重要的调节作用。miRNA在不同的物种间高度保守，近年来陆续有研究认为miRNA可以跨物种调控基因表达。
至今为止，miRNA的跨物种调控已经有多篇文章报道，其中第一篇文章报道，2012年来自南京大学张 辰宇实验室在Cell Research杂志发表题为“Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA“的研究论文。该研究发现植物miRNA可以不被动物所消化直接进入体内，并且还能调控哺乳动物靶基因的表达。该文章一经报道，引来学界的大讨论和质疑，有人认为实验设计不合理，有人以此作为反转基因作物的理由。但是该文并不是独立存在的，后期该研究组及其他研究组都发现了miRNA能够跨物种调控，其中包括植物与植物之间，植物与动物之间。下面我们就近期都主要进展总结下。
另外，我们强调下，由于植物中miRNA是21nt大小，其3端能被甲基化，并是双链RNA等特殊结构和
大小，因此，不同于体内内源或转基因的mRNA的结构，故并不能作为反转基因的证据！
下文部分来源bioworld
1 寄主植物与菟丝子
2018年1月3日，美国宾夕法尼亚州立大学的研究团队在Nature杂志上在线发表了题为“MicroRNAs from the parasitic plant Cuscuta campestris target host messenger RNAs”的研究论文（图1）。该研究发现菟丝子的miRNA能够跨物种靶向寄主mRNA从而调控其基因表达，表明这些miRNA具有作为致病因子的功能，在菟丝子寄生过程中起作用。
2.植物与哺乳动物
2012年南京大学生命科学院张辰宇教授题为：Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA。该研究发现食物中的外源植物miRNA可以调控哺乳动物靶基因的表达。
人和动物的血清和血浆中有外源植物miRNA，在血清和血浆中检测到的植物miRNA的一半以上存在于MV中。进一步的体外和体内分析首次证实，食物来源的外源植物MIR168a可以通过小鼠胃肠途径并进入循环和各种器官，特别是在肝脏中跨物种调节小鼠LDLRAP1蛋白表达。
植物miRNA存在于人和动物血清和器官中
通过调查人血清中全部miRNA表达谱，发现外源植物miRNA在中国健康男性和女性的血清中一直存在。其中MIR156a和MIR168a显示出相当程度的表达（图5A）。测试的植物miRNA明显存在于人、小鼠和小牛的血清中，与已知稳定存在于动物血清中的内源miRNA相比，这些植物miRNA相对较低，但浓度范围相似（图5B）。
168A
图5
图6--测序发现植物miRNA存在于小鼠的各个组织器官中
食物中的外源成熟植物miRNA可通过小鼠胃肠道进入血清和器官
植物MIR168a和MIR156a在各种植物中较为富集，包括水稻和十字花科植物，而水稻是中国主要的食物，人和动物血清和组织中的植物miRNA主要通过食物摄取。通过模拟胃肠道的酸性环境，发现酸性环境并没有显著影响miRNA的产量和质量，大多数植物miRNA和哺乳动物miRNA在酸性条件下至少能存在6小时。
植物MIR168a与哺乳动物LDLRAP1的外显子4结合并在体外降低其蛋白表达
生物信息学分析预测植物MIR168a可以靶向大约50个哺乳动物基因。预测的结合位点在各种物种中最高度保守的序列位于低密度脂蛋白受体衔接蛋白1（LDLRAP1）的外显子4。
在人类和动物的血清和组织中未检测到植物pri-miRNA或植物pre-miRNA，而且单链成熟MIR168a很可能是动物通过胃肠道吸收的形式。通过用等量的单链成熟植物MIR168a转染HepG2细胞后，HepG2细胞中成熟MIR168a水平提高了约10000倍，并观察到伴随LDLRAP1的减少。证明单链成熟植物MIR168a可以在体外结合并降低LDLRAP1的表达。
包裹植物成熟MIR168a的微泡可以降低哺乳动物细胞中的LDLRAP1蛋白水平
小肠的上皮细胞吸收植物miRNA，然后将其包裹到微泡，并将其释放到循环系统中，进而外源植物miRNA传递给其他器官的靶细胞，并调节受体细胞的功能。
图7
大米喂养诱导小鼠肝脏LDLRAP1蛋白质减少的现象，在抗MIR168a ASO喂食6小后得到逆转
为了确定MIR168a对LDLRAP1的抑制作用的特异性，排除其他干扰，在大米喂食期间将抗MIR168a反义寡核苷酸（ASO）静脉内注射到小鼠体内。抗MIR168a ASO的注射不仅显著降低了新鲜稻米喂养小鼠肝脏中的MIR168a水平（图8A），而且显著逆转了由新鲜稻米衍生的MIR168a引起的小鼠肝脏LDLRAP1的降低（图8B和8C）。这些结果表明，外源植物miRNA能够通过食物摄取进入哺乳动物的血清和器官，并且植物MIR168a可以结合位于哺乳动物LDLRAP1的外显子4中的核苷酸序列，抑制体内LDLRAP1的表达。
图8
外源MIR168a抑制小鼠肝脏LDLRAP1表达，并在食物摄取后3天升高血浆LDL-胆固醇水平
LDL是人血浆中主要的携带胆固醇的脂蛋白，在动脉粥样硬化的发病机制中起着至关重要的作用。LDLRAP1的下调会降低肝细胞内LDL的含量，并损害血浆中LDL的去除。
新鲜大米喂食后，小鼠体内的植物MIR168a含量明显上升（图9N），LDLRAP1表达了随之显著下降（图9P），3天后，血浆中LDL-胆固醇水平显著上升（图9Q）。
图9
2015年，张辰宇教授再次在Cell Research发表研究文章：Honeysuckle-encoded atypical microRNA2911 directly targets influenza A viruses（图3）。该研究认为金银花中的MIR2911可以被小鼠吸收，并直接靶向甲流病毒，从而抑制病毒复制。
3.植物与蜜蜂
2017年8月，张辰宇教授作为共同通讯作者在 PLOS Genetics发表研究文章：Plant microRNAs in larval food regulate honeybee caste development（图4）。蜂粮里的植物miRNA通过抑制蜜蜂幼蜂的卵巢和整体的生长发育，使之成为工蜂。这与之前认为蜂王浆中含有特殊物质让幼蜂发育成蜂王的认识恰好相反。
4.含有人工构建miRNA的植物与哺乳动物
2019年6月21日，《 Biomaterials》（IF, 10.273，查看全部杂志IF请点击）在线发表了南京大学的洪治和张辰宇博士及其合作者题为“ Plant-derived RNAi therapeutics: A strategic inhibitor of HBsAg”的论文。 该研究在食用生菜（Lactucasativa L.）中转入能产生针对乙型肝炎病毒表面抗原基因HBsAg基因的干扰RNA序列，通过喂食这种植物汤剂，该siRNA能被小鼠吸收并可以特异地结合并抑制转基因小鼠中HBsAg基因的表达。结果表明，与合成siRNA相比，这种植物来源的干扰RNA用量更低。更重要的是，连续服用这种植物汤剂15个月，有效减轻了转基因小鼠的肝损伤且没有产生可观察到的不良反应。
综上，目前的研究至少部分表明植物miRNA能够被吸收后运输到靶细胞和组织中并行使功能，尽管我们仍然不清楚其具体的机制是什么。因此,期待未来更多研究的出现，以便我们更好的掌握其中的机制如何，并且利用该原理进行疾病的治疗！大自然无奇不有，未知的东西太多！
