微型核糖核酸大鬧天宮

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中國自古流傳的食療與食補文化,其科學根據為何?人人聞之色變的基因改造食物,究竟有沒有可能造成危害?藥與膳食的相關研究自人類有文化以來從未間斷,而近幾年突飛猛進的分子生物學領域,在在顯示食物並不像從前所想的那麼簡單……

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微型核糖核酸 (miRNA) 是什麼?

若將細胞想成一個工廠,那遺傳物質 DNA 就好比工廠生產的終極指導原則。不過 DNA 內除了產品 (蛋白質) 生產說明,還包含許多調節片段負責指導工廠在什麼情況下該增減產量或微調產品樣式,而微型核糖核酸 (microRNA, miRNA) 正是其中一種調節片段。miRNA 可以攔截產品製造過程的中間物質 (如訊息RNA),並降低或停止特定的生產線。生物體從維持身體機能恆定到生長發育皆有此機制存在,而些微偏差都可能造成可怕的後果;這也是為什麼人類的消化道有強酸、酵素、和屏蔽,目的就是為了充分分解食物,避免被食用的細胞組織內含之基因、蛋白質、或 miRNA 等侵入人體而破壞既有機制。

外國間諜竟能潛入機密重地,發布不實指令?!

食物從進入口中開始就會經過許多關卡的分解與篩選,最後才能在腸胃道的不同位置放行進入血液循環,作為體內細胞的能量來源或調節物質。過去認為這些重重關卡會讓食物所含的外來 miRNA 被完全分解為簡單的核酸,但 2011 年南京大學張辰宇教授的研究卻投下了一枚震撼彈:稻米內一種名為 MIR168a 的植物 miRNA 居然大量存在於以米為主食的人類之血清!該研究更進一步指出 MIR168a 可結合在人類低密度脂蛋白受體接合蛋白 (low-density lipoprotein receptor adaptor protein 1,LDLRAP1 ) 形成過程的中間物質,減少 LDLRAP1 的生產數量,進而降低 LDL (所謂的壞膽固醇,會提高動脈硬化風險) 從血中移除之速率 [註 1]。原來在稻米的生產指令,竟能溜到人體內並可能對生理機制產生影響,這是何等驚悚的事?!張教授的研究團隊後來更進一步發現,食物的 miRNA 可穿過孕婦的胎盤,有可能對胎兒造成影響[註 2]!

miRNA 的威脅是真?是假?

張教授的論文在發表後掀起極大波瀾,學界、醫界、與產業界都急於確認其他物種的 miRNA 是否真如其研究所示,可在人體內肆意妄為。各方進一步的研究則衍生出各種支持、質疑、與反對意見 [註 3],其中反對方的理由包括:

1. 外來 miRNA 在血液中濃度變化大,但一般來說都非常低;若真如張教授的數據所示,過去不太可能未被其他實驗室發現。
2. 許多實驗室採取類似的餵食試驗,皆無法複製相同成果,血中難以驗出外來 miRNA,也不見這些 miRNA 抑制蛋白質所引起的效果。
3. 張教授的數據有可能是實驗器具污染所造成的偽陽性結果 (即事實上不存在)。

不過支持張教授論述的研究也不少,包括:

1. 陸續有報告指出哺乳類動物血中確實可以偵測到來自真菌、細菌,及植物的 miRNA。
2. 被餵食高麗菜的小鼠器官內可發現 MIR172 (一種高麗菜 miRNA)。
3. 有報告指出牛奶內含的微小體之 miRNA 可被人類及小鼠吸收。
4. 口服由植物 miRNA 合成的抗腫瘤物質可抑制特定腫瘤的生長。

正視食物 miRNA 的契機與威脅

若食物基因確實可進入食用者體內並發揮生理作用,受到最大衝擊者莫過於基因改造作物公司。抗病蟲害基因改造作物往往仰賴特殊抗藥性或毒素基因的嵌入,而一旦有證據顯示這些基因或其下游產物在食用後會出現在人體內,農業和衛生主管機關勢必都要有所動作。不過有些基改作物是帶有增加特定營養素合成的基因,或許這在人體持續發揮作用可帶來一些益處。而另一方面,miRNA 或許能夠闡明食療或傳統中草藥還無法以現代科學解釋的療效,開啟新一代藥物研發的方向,甚至有機會從懷孕時期就開始調整胎兒的體質和基因表現,真的讓孩子贏在起跑點!食物 miRNA 進入體內既是威脅也是契機,值得更進一步研究和探討。

參考文獻:
1. Zhang L et al. Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA. Cell Res 2012; 22:107-26.
2. Li J et al. Small non-coding RNAs transfer through mammalian placenta and directly regulate fetal gene expression. Protein Cell 2015; 6:391-6.
3. Yang J et al. Dietary RNAs: New stories regarding oral delivery. Nutrients 2015; 7:3184-99.

本文授權轉載自:
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