■本報(bào)見習(xí)記者 趙廣立
MicroRNA （miRNA），顧名思義,，個(gè)頭很小,，只有約19～24個(gè)核苷酸，又名微小RNA或小分子RNA,；近年人們發(fā)現(xiàn)它不是植物的專屬,，動(dòng)物體內(nèi)也有。簡(jiǎn)言之,，miRNA廣泛存在于真核生物體內(nèi)。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)miRNA并不是很久之前的事情,。1993年,，哈佛大學(xué)的羅莎琳德·李（Rosalind Lee）等人首次發(fā)現(xiàn)miRNA對(duì)于生物體基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用,。此后，研究人員陸續(xù)發(fā)現(xiàn)miRNA具備諸多基因調(diào)控功能,。2002年,，美國(guó)《科學(xué)》雜志把miRNA的研究成果評(píng)為當(dāng)年的“年度重大突破”。自此,，miRNA名聲大噪,。
不過(guò)，學(xué)界一直認(rèn)為miRNA只是自產(chǎn)自銷的非編碼RNA,，不能跨物種發(fā)揮作用,。然而，南京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授張辰宇的一項(xiàng)研究成果改變了這一切,。
2011年,，張辰宇團(tuán)隊(duì)在Cell Research（由中科院上海生科院主辦，并與英國(guó)自然出版集團(tuán)合作出版,，以下簡(jiǎn)稱CR）雜志上發(fā)表論文稱,，稻米中一種含量豐富的植物miRNA（MIR168a）在人體的血清里大量存在。意即,，向來(lái)井水不犯河水的植物miRNA可以通過(guò)日常飲食進(jìn)入人體血液和組織器官,，甚至參與調(diào)控人體相關(guān)的基因表達(dá)。
這一發(fā)現(xiàn)非同小可,。它不僅打破了業(yè)界關(guān)于miRNA不跨界調(diào)控的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),，更觸發(fā)了人們對(duì)正反兩面效應(yīng)的憧憬和擔(dān)憂：miRNA可能是診療疾病、營(yíng)養(yǎng)健康的新方向,，也可能會(huì)對(duì)人體基因表達(dá)帶來(lái)潛在危害,。
這對(duì)于RNA研究領(lǐng)域而言，不啻于一場(chǎng)地震,。
很自然地,，該研究成果一經(jīng)公開發(fā)表，業(yè)內(nèi)的質(zhì)疑,、圈外的誤讀也紛至沓來(lái),。加之其中陰差陽(yáng)錯(cuò)的學(xué)術(shù)紛爭(zhēng)，國(guó)際科學(xué)界圍繞“植物miRNA是否潛伏人體”展開了針鋒相對(duì)的爭(zhēng)論,，一來(lái)二去,，竟成了一樁科學(xué)公案。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者先后尋訪了南京大學(xué)教授張辰宇,、Cell Research雜志常務(wù)副主編李黨生,、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院院長(zhǎng)羅云波、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授單革,、華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授薛宇等人,，試圖還原“miRNA公案”的臺(tái)前幕后,。
顛覆發(fā)現(xiàn)
張辰宇這一驚世發(fā)現(xiàn)是“妙手偶得之”嗎？這要從2007年說(shuō)起,。
2007年的一天,，張辰宇給還在南京大學(xué)讀博的陳熹布置了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓他去檢測(cè)人的血清中是否含有miRNA,。陳熹當(dāng)時(shí)認(rèn)為導(dǎo)師瘋了,，因?yàn)檫@完全違背他所學(xué)的生物學(xué)常識(shí)：人的血清中含有許多RNAse（核糖核酸酶，主要功能為水解RNA）,，RNA不可能穩(wěn)定存在于人血液中,，至多只是一些碎片。
當(dāng)他在導(dǎo)師要求下真的把實(shí)驗(yàn)做起來(lái)之后,，他比張辰宇還“瘋”：三天三夜泡在實(shí)驗(yàn)室里,，只因?yàn)榈玫降慕Y(jié)果令他“難以置信”。
隨后張辰宇團(tuán)隊(duì)在CR上報(bào)道了他們的發(fā)現(xiàn)：人和動(dòng)物自身內(nèi)源性miRNA可以穩(wěn)定地存在于富含RNAse的血清,、血漿等體液中（包括牛奶和各種乳液）,，這顛覆了細(xì)胞外RNA不穩(wěn)定的生物學(xué)概念。張辰宇對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者說(shuō),，這是他們“顛覆”的開始和此后發(fā)現(xiàn)“最根本的基礎(chǔ)”,。
幾乎同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)有部分人和動(dòng)物血清,、血漿中的miRNA是細(xì)胞主動(dòng)分泌出來(lái)的,。2010年，張辰宇團(tuán)隊(duì)又報(bào)告了細(xì)胞分泌的動(dòng)物內(nèi)源性miRNA,，以低濃度在血清,、血漿中被轉(zhuǎn)運(yùn)至靶細(xì)胞和靶組織，發(fā)揮生物學(xué)功能,，從而介導(dǎo)了細(xì)胞間的信號(hào)傳遞,。
張辰宇說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)也顛覆了siRNA/miRNA在體內(nèi)必須以人工設(shè)計(jì)的運(yùn)輸系統(tǒng),，運(yùn)送高濃度,、大劑量的siRNA/miRNA到靶細(xì)胞和靶組織，才能發(fā)揮作用的現(xiàn)有概念,。同時(shí)提示了內(nèi)源性分泌型miRNA可在“極低”濃度被運(yùn)送至靶細(xì)胞和靶組織,，發(fā)揮生物學(xué)功能。
在miRNA研究的背后,，張辰宇團(tuán)隊(duì)也感受到了壓力,。2008年初在他們作出循環(huán)miRNA的文章并向《自然》投稿的過(guò)程中，就有其他研究組關(guān)于“血漿中含有循環(huán)miRNA”的文章在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上發(fā)表，同年9月張辰宇團(tuán)隊(duì)的文章轉(zhuǎn)投CR發(fā)表,；而他們另一篇關(guān)于miRNA調(diào)控的文章,，投向《科學(xué)》雜志也送了審，但根據(jù)意見,，估計(jì)半年多才能完成，當(dāng)時(shí)他們馬上改投其他雜志發(fā)表后,，不多久《自然》上就刊發(fā)了一篇類似的文章,。
“做miRNA這種熱門方向的壓迫感，就是時(shí)間不等人,?！标愳涓锌f(shuō)。
真正在投稿中遇到波折,，還是在他們最顛覆的研究發(fā)現(xiàn)的成果發(fā)表上,。
張辰宇等人開始研究血清miRNA的時(shí)候，他們就對(duì)血清中miRNA作了深度測(cè)序,，在他們后續(xù)的分析中,，驚訝地發(fā)現(xiàn)血清中也有植物miRNA的存在，而且有完整的序列和較高的拷貝數(shù),。
植物miRNA與動(dòng)物的基因組的序列沒(méi)有100%的一致序列,，因此他們認(rèn)定動(dòng)物血清中發(fā)現(xiàn)的植物miRNA來(lái)自于植物，而非動(dòng)物內(nèi)源性miRNA或RNA碎片,。
隨后他們發(fā)現(xiàn)了約有四五十種外源性植物miRNA在人和動(dòng)物體內(nèi)存在,，并具有與內(nèi)源性動(dòng)物自身miRNA一樣的較高濃度。他們很快開始著手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),，研究植物miRNA如何進(jìn)入人體,、是否發(fā)揮調(diào)控功能等。
4位博士同時(shí)做相關(guān)的實(shí)驗(yàn),。一年半的實(shí)驗(yàn)后,，他們開始給《細(xì)胞》、《自然》,、《科學(xué)》（業(yè)內(nèi)簡(jiǎn)稱CNS）投稿,，其間先后的修回補(bǔ)足實(shí)驗(yàn)就花了１年零２個(gè)月的時(shí)間，距離第一次投稿約２年后他們放棄CNS,，2011年張辰宇轉(zhuǎn)投CR,。
遭遇質(zhì)疑
出乎意料地，這篇文章2011年8月11日投稿,，8月23日按意見修回,，8月26日就得到發(fā)表，前后一共15天。
談及CR對(duì)張辰宇團(tuán)隊(duì)關(guān)于“植物miRNA能夠進(jìn)入人體跨界調(diào)控”研究成果的快速發(fā)表,，CR常務(wù)副主編李黨生對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者解釋道：“我們看到張教授的文章無(wú)論從新穎性到數(shù)據(jù)的嚴(yán)密性都非常好,，最后一輪審稿人的意見我們也看到了，他們的評(píng)論對(duì)數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)一步的批評(píng)意見,，即對(duì)數(shù)據(jù)是認(rèn)可的——這也佐證了我們的看法,。當(dāng)然，我們也請(qǐng)了領(lǐng)域內(nèi)專家進(jìn)行了同行評(píng)審,，對(duì)提出的一些建議經(jīng)修改后,，我們就決定發(fā)表?！?
原來(lái),，CNS不但認(rèn)真評(píng)審了張辰宇團(tuán)隊(duì)的論文，而且對(duì)論文的數(shù)據(jù)也并沒(méi)有給出進(jìn)一步的批評(píng)意見,，只是他們覺(jué)得該成果“Hard to believe”（難以置信）,。
要怎樣才肯相信呢？“CNS要求我們把整個(gè)miRNA是怎么被吸收進(jìn)去的機(jī)理全部搞清楚才相信,?！睆埑接羁嘈Φ溃耙婺芨闱宄?，我們就獲得諾貝爾獎(jiǎng)了,。”
李黨生和薛宇都認(rèn)為,，這個(gè)要求對(duì)于突破性成果的第一篇文章,，從科學(xué)上講有些“過(guò)分要求”了。
CR考慮到這篇文章可能引起強(qiáng)烈反響,，還專門舉行了新聞發(fā)布會(huì),。
發(fā)表在CR上的這篇文章，張辰宇團(tuán)隊(duì)報(bào)告了食物中某些外源性植物miRNA可以被動(dòng)物的胃腸上皮細(xì)胞主動(dòng)吸收,，并能和內(nèi)源性分泌型的動(dòng)物miRNA一樣,，被分泌到循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，在“極低”濃度被運(yùn)送至靶細(xì)胞和靶組織,，“跨界”調(diào)控動(dòng)物的基因表達(dá),，發(fā)揮生物學(xué)功能。
他們對(duì)編號(hào)為MIR168a的微小RNA的小鼠實(shí)驗(yàn)研究中,，發(fā)現(xiàn)進(jìn)食大米的小鼠體內(nèi)MIR168a含量的確升高,，并影響了小鼠LDL的調(diào)節(jié)。這指向植物RNA能夠進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)并影響動(dòng)物的生理調(diào)節(jié),。
報(bào)告一出,，他們的成果很快引起國(guó)際科學(xué)界熱議,，Google學(xué)術(shù)搜索提示該論文已有151次引用（截至2013年11月25日）。多家國(guó)內(nèi)外媒體紛紛報(bào)道,，質(zhì)疑聲也隨之而來(lái),。
先后有兩篇論文反駁張辰宇的研究結(jié)論。2012年8月8日BMC Genomics發(fā)表了孟山都公司的一篇論文,，其研究結(jié)果宣稱,，在動(dòng)物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的植物miRNA可能來(lái)源于測(cè)序操作中的污染。
對(duì)于該文章,，張辰宇認(rèn)為此文的結(jié)論“太草率了”,，鮮有人關(guān)注——的確，截至11月25日,，其引用次數(shù)僅有12次。
隨后,，2013年7月RNA Biolog一篇研究也以重復(fù)張辰宇團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)的方法,，對(duì)其研究結(jié)論進(jìn)行了質(zhì)疑。
來(lái)自約翰斯·霍普金斯醫(yī)學(xué)院的助理教授肯·維特威爾（Ken Witwer）以尾纖獼猴為研究對(duì)象進(jìn)行了類似研究,。他給獼猴喂食豆類制品的冰沙,，并對(duì)獼猴進(jìn)食前后的血液分別進(jìn)行植物miRNA（0，1,，4,，12小時(shí)）分析后發(fā)現(xiàn)，一些植物miRNA低水平擴(kuò)增觀察到了,，但這個(gè)結(jié)果高度可變：有時(shí)小分子RNA在低濃度存在,，有時(shí)完全沒(méi)有。
也就是說(shuō),，該文試圖重復(fù)張辰宇團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果,，而結(jié)果是重復(fù)性“不可預(yù)測(cè)”。
張辰宇認(rèn)為此研究的實(shí)驗(yàn)技術(shù)還有待改進(jìn),，可能是導(dǎo)致結(jié)果未能重復(fù)的原因,。此外，Google學(xué)術(shù)搜素顯示截至11月25日該文僅有1次引用,。
“這些研究組作了有益的探索,。但是對(duì)我們來(lái)說(shuō)，論文發(fā)表2年后,，才有幾篇相關(guān)的后續(xù)研究發(fā)表,，太少了?！睆埑接钕蛴浾弑硎?，對(duì)于那些讀了論文,、對(duì)他們的結(jié)果不信服，未能重復(fù)而質(zhì)疑的研究者,，或只是由于結(jié)論的“extraordinary”（非同尋常）而不相信結(jié)果的研究組或個(gè)人,，“我所有的同事和學(xué)生都恨不得提供一切可能的條件和信息讓他們重復(fù)或證明并拓展該領(lǐng)域?！?
相關(guān)閱讀
爭(zhēng)鳴
2013年11月8日,，《Nature Biotechnology》（自然—生物技術(shù)，下簡(jiǎn)稱NBT）雜志在線發(fā)表了由miRagen Therapeutics公司（美國(guó)一家研發(fā)miRNA療法的企業(yè)）和孟山都聯(lián)合完成的重復(fù)張辰宇團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)的論文,，結(jié)論與之大相徑庭：在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)測(cè)出的植物miRNA的讀段數(shù)顯著小于張辰宇團(tuán)隊(duì)的論文中的數(shù)字,。
該論文再度得出陽(yáng)性結(jié)果可能是污染、測(cè)序方法驗(yàn)證不出動(dòng)物血清里的植物miRNA等結(jié)論,。為此,，NBT專門配發(fā)了一篇編者按（Editorial），對(duì)刊發(fā)該“負(fù)結(jié)果”論文進(jìn)行了說(shuō)明,，由此引發(fā)了雙方的爭(zhēng)論,。
NBT：
“……由miRagen Therapeutics和Monsanto合作的這篇新的研究報(bào)告指正了以前在Cell Research（22, 107—126, 2012）上發(fā)表的爭(zhēng)議性研究成果。這項(xiàng)在中國(guó)南京大學(xué)張辰宇教授的指導(dǎo)下進(jìn)行并在Cell Research（22, 273—274, 2012）上發(fā)表了原文勘誤的研究成果發(fā)表后引發(fā)了激烈的辯論,，因?yàn)槠鋱?bào)道了在人體血漿中存在植物來(lái)源的microRNA（miRNA）,，并指出通過(guò)飼喂小鼠大米使得植物來(lái)源的miRNA168a在進(jìn)入小鼠的循環(huán)系統(tǒng)之后能夠靶向調(diào)節(jié)其靶基因?！?
“在本刊第965頁(yè)刊登的結(jié)果卻與此恰恰相反,。除了沒(méi)有在食用大米后的老鼠的血漿和肝臟中檢測(cè)到miRNA168a之外，他們目前的酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)也與張教授文章中的在小鼠中miRNA168a能夠直接抑制低密度脂蛋白受體銜接蛋白1（LDLRAP1）的表達(dá)水平的免疫印跡結(jié)果相沖突,。最后,，miRagen公司的研究表明了在小鼠血漿中低密度脂蛋白的變化主要是由飲食結(jié)構(gòu)的差異引起的，而不是miRNA介導(dǎo)的跨界調(diào)控,?！?
“……事實(shí)上在去年的3月，一篇發(fā)表在Environment International（55, 43—55, 2013）上的文章已聲稱利用基因沉默技術(shù)改造植物基因?qū)⒁鹑梭w健康的問(wèn)題,，并且這方面內(nèi)容并沒(méi)有被現(xiàn)有食品安全評(píng)估體系考慮在內(nèi),。”
“當(dāng)初始的研究報(bào)告引發(fā)如此程度的關(guān)注,，并令研究人員以及監(jiān)管評(píng)估機(jī)構(gòu)投入大量的時(shí)間,、精力、資源去評(píng)估其調(diào)查結(jié)果和理解其含義時(shí),，重復(fù)性的研究成果無(wú)疑是值得發(fā)表的,。很可惜它并沒(méi)能發(fā)表在Cell Research上而使得該文不能與最初的那篇論文銜接上?！?
（摘自NBT《Editorial：Receptive to replication》）
張辰宇：
“我們毫不反對(duì)其他科研同仁對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行重復(fù),。事實(shí)上,，我們十分歡迎全體相關(guān)研究人員來(lái)驗(yàn)證我們的結(jié)果，因?yàn)槲覀儓?jiān)信植物miRNA對(duì)于動(dòng)物的跨界調(diào)控是一項(xiàng)非凡的發(fā)現(xiàn),，并且“對(duì)于食物來(lái)源miRNA的吸收程度以及跨界基因調(diào)控的潛力的審慎評(píng)估方面的后續(xù)研究也勢(shì)在必行”,。為吸引其他科研同行投入到相同領(lǐng)域中來(lái)，我們和全世界范圍內(nèi)的眾多實(shí)驗(yàn)室建立了緊密的合作,。我們還派出了研究人員去其他實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行示范,，如德州休斯頓市Baylor醫(yī)學(xué)院的Kendal D Hirschi實(shí)驗(yàn)室?！?
“表面上,，該編者按只是在‘教訓(xùn)’CR應(yīng)該如何對(duì)待以‘陰性結(jié)果’為主的稿件，但實(shí)際上想要誤導(dǎo)讀者得出孟山都和miRagen共同支持Marshall組的重復(fù)我們前期研究的‘陰性結(jié)果’是正確的,。此誤導(dǎo)手法體現(xiàn)在：整篇文章竟然對(duì)我們指出該研究組因?qū)嶒?yàn)技術(shù)水平和對(duì)結(jié)果的錯(cuò)誤分析而導(dǎo)致的‘陰性結(jié)果’并同期發(fā)表的回復(fù)（reply）只字不提,；對(duì)該讀者來(lái)信所用的具體實(shí)驗(yàn)技術(shù)等也不置一文，只是用大量筆墨泛泛論證為何Marshall研究小組的讀者來(lái)信因其‘陰性結(jié)果引發(fā)出了一個(gè)關(guān)鍵性的科研問(wèn)題’而理應(yīng)發(fā)表,，并盛贊孟山都和miRagen公司不避諱發(fā)表陰性結(jié)果的行為是‘大公無(wú)私’,。”
“如同我們?cè)凇貜?fù)’中仔細(xì)說(shuō)明的內(nèi)容一樣,，我們指出了Marshall研究小組存在3項(xiàng)導(dǎo)致其無(wú)法重復(fù)出我們的結(jié)果的主要研究缺陷（miRNA測(cè)序讀數(shù)過(guò)低、qRT-PCR中內(nèi)參不好,、樣本數(shù)量太?。Ｈ欢?，這篇編者按仍然有意無(wú)視我們的‘回復(fù)’,，誤導(dǎo)讀者認(rèn)為我們的結(jié)果是無(wú)法重復(fù)的……”
（摘自張辰宇尚未公開發(fā)表的《Receptive to replication or interest？》）
