microRNAs （简称miRNA）是一类进化上高度保守的小分子非编码RNA，长度大约22nt左右，具有转录后调控基因表达的功能。第一个microRNA 于1993 年被发现。2000年之后，关于miRNA的研究取得了很大进展，目前已经有1000多个人类被发现，这些miRNA调控至少 30% 以上的基因表达，参与多种生理病理过程。
编码miRNA的基因可能位于功能基因编码区、非编码区，可能成簇表达或独立表达。在细胞核内，基因组DNA 转录生成较长的pri-pre-microRNA，之后被Drosha酶切割pri-pre-miRNA成形成长度大约70-100 碱基的、具发夹结构的pre- microRNA。这些发夹结构的RNA 被核输出蛋白exportin5转运到细胞质，在呗胞浆中的Dicer 酶切割形成19-23nt 大小的成熟的miRNAs 产物。成熟的单链miRNAs 与一系列蛋白形成miRNA诱导的沉默复合物(miRISC)，结合于靶mRNA的3ˊ-UTR区，阻止所结合的mRNA 的翻译或直接降解靶miRNA。每个miRNA可以调控多个（甚至上百个）靶基因，而特定靶mRNA也可以同时被多个miRNAs调节。
成熟的miRNA具有如下特点：（1）通常的长度为20～24 nt , 但在3′端可以有1～2 个碱基的长度变化;（2）5′端有一磷酸基团, 3′端为羟基, 这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能RNA 的降解片段区别开来；（3）具有高度保守性、时序性和组织特异性。
序列（特别是种子序列）高度同源的miRNA被归为一个miRNA家族，但这些miRNA并不一定是成簇表达的。例如miR-34 家族3个成员miR-34a、b、c，其中，miR-34a位于1号染色体1p36基因座位，单独表达；而miR-34b和-34c位于11号染色体11q23基因座位，成簇表达（图1），但它们都具有相同的种子序列（图1），并且都受到转录因子TP53的调控。同一miRNA家族成员功能近似（但靶基因并非完全相同）。
图1 miRNA-34 family成员
（from Hermeking H Cell Death Differ. 2010，17(2) 193-9）
miRNA的表达为转录因子调控，其表达具有时空特异性和组织特异性。调控特定的生理过程。例如，肿瘤相关基因TP53和Myc分别调控促进凋亡的miRNA（例如miR34a，最近报道该miRNA亦靶向调控肿瘤干细胞biomarker CD44表达，）或抑制凋亡的miRNA（例如miR-21，该miRNA在多种肿瘤细胞中高表达），后者通过调控相应的靶mRNA，最终促进或抑制细胞凋亡（图2）。
和编码蛋白的mRNA相同，miRNA基因上游同样有启动子，启动子区的CpG导发生甲基化，也会影响下游基因表达。在一些肿瘤细胞（例如淋巴瘤）中，miR-34a上游CpG岛发生甲基化导致miR-34a表达水平降低；而在另一些肿瘤细胞（如胰腺癌）中，TP53突变产生同样结果，显示了miRNA表达调控的多层次。另外，基因缺失，重排等，以及环境因素，例如缺氧等，都会影响miRNA的表达。
图2 转录因子调节凋亡相关miRNA表达
（from Cortez MA t al Advances In Cancer Research, Vol 108）
目前，关于miRNA研究方法已经比较成熟，通过深度测序，可以发现未知的miRNA，miRNA芯片则可以很好鉴定研究组和对照组的差异miRNA，进而通过实时荧光定量PCR（q-PCR）加以验证。运用生物信息学分析以及数据挖掘，寻找miRNA可能的靶点以及靶序列，可能涉及的作用通路，之后进一步通过基因转染、过表达或抑制目标miRNA观察一些表型或基因表达变化，以探讨发现miRNA的作用机制。或研究miRNA与疾病的相关性，发展基于miRNA的诊断、疾病分型、预后判断、药效检测和治疗，都是目前miRNA研究的重要内容。从2000年至今，关于miRNA的文献已经超过10000篇，并且随着miRNA研究的不断深入，这个数字还在加速递增。
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