miRNA與腸易激綜合征發(fā)病機制的前瞻性研究

張法燦，趙運志

(廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院，南寧 530021)

腸易激綜合征(IBS)是常見的功能性胃腸病之一，雖然是一個功能性胃腸疾病，不直接增加患者的病死率和傷殘率，但能顯著影響患者的生活質(zhì)量［1］。其病因及發(fā)病機制目前尚不十分明確，近年有研究提出，“神經(jīng)—免疫—內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)”理論在IBS發(fā)病機制中占有重要地位，而廣泛存在于消化道的肥大細胞(MCs)在其中可能起著關(guān)鍵作用，但具體分子機制尚未闡明。microRNA(miRNA)是近些年分子生物學(xué)研究的熱門，有研究提示，miRNA可能通過對MCs的調(diào)控，參與IBS病理生理過程。本文結(jié)合文獻就miRNA與IBS發(fā)病機制作一綜述。現(xiàn)報告如下。

1 miRNA的功能特點及作用機制

miRNA是一類廣泛存在于真核生物的非編碼小RNA，長約22 nt，在進化中高度保守，其表達既有時空特異性，也有組織和細胞特異性，通過與靶基因序列的3'-非翻譯區(qū)(3'-UTR)特異性結(jié)合，誘導(dǎo)靶基因mRNA降解或阻遏其翻譯［2］。miRNA基因首先由RNA聚合酶Ⅱ介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄成初期miRNA(primiRNA)。pri-miRNA在核內(nèi)被Drosha(一種核酸內(nèi)切酶RnaseⅢ)加工成前體miRNA(pre-miRNA，一種長60～70 nt的發(fā)夾—莖環(huán)結(jié)構(gòu))。pre-miRNA由轉(zhuǎn)運蛋白exportin25運輸?shù)桨|(zhì)，再由Dicer(另一種RNAaseⅢ)對其加工［3］，隨后miRNA雙體經(jīng)過解旋酶的作用，解旋產(chǎn)生成熟 miRNA單體。成熟的miRNA通過形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物［4］，與靶點mRNA完全或不完全匹配結(jié)合，通過對mRNA剪切或抑制其翻譯過程調(diào)控基因的表達，從而調(diào)節(jié)細胞增殖、分化與凋亡，參與個體發(fā)育、機體代謝以及腫瘤發(fā)生、發(fā)展等過程。越來越多的證據(jù)表明，miRNA可能參與腫瘤、炎癥、心腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展。

2 MCs與IBS的關(guān)系

MCs來源于骨髓造血干細胞，主要分布于與外界相通的皮膚、呼吸道和消化道［5］。在慢性、持續(xù)性炎癥時，MCs的數(shù)量增加，表型活化。MCs是消化道內(nèi)重要的免疫活性細胞，也是腸道主要的抗原感受器，參與腸黏膜的免疫應(yīng)答與調(diào)節(jié)。多項研究表明，IBS患者結(jié)腸MCs數(shù)量及活化程度明顯升高，且與腹痛、腹脹、腹瀉及焦慮抑郁等癥狀的程度密切關(guān)［6，7］。MCs胞質(zhì)中含有大量的分泌顆粒，對刺激應(yīng)答時可以合成、釋放顆粒內(nèi)多種生物活性介質(zhì)和因子，如組胺、5-HT、類胰蛋白酶、前列腺素、白三烯和細胞因子等［9］，可引起感覺神經(jīng)末梢興奮以及信號傳遞的異常。通過這些活性介質(zhì)的廣泛作用，MCs被認為在神經(jīng)和免疫機制之間起重要的溝通作用，包括炎癥和黏膜的免疫生理、與神經(jīng)免疫的聯(lián)系和腦—腸軸的關(guān)系、腸道高敏感性、胃腸動力紊亂等。類胰蛋白酶是MCs中重要的一個生物活性分子，是其激活脫顆粒的標志。類胰蛋白酶通過刺激外周血T細胞、單核細胞和氣道上皮細胞釋放IL-6、TNF-α、IL-1β、IL-8 和 GM-CSF 等眾多細胞因子，直接或間接募集、激活嗜酸性粒細胞和中性粒細胞等炎癥細胞，增加血管通透性、誘導(dǎo)炎性細胞浸潤、刺激上皮細胞增生［9］;其次類胰蛋白酶本身也具有激活MCs的作用。在體內(nèi)，類胰蛋白酶還激活蛋白酶活化受體-2(PAR-2)，通過促細胞分裂活化蛋白激酶信號通路，促進細胞異常增生及結(jié)構(gòu)改變［10］。業(yè)已證明，MCs激活/類胰蛋白酶/PAR-2信號通路介導(dǎo)或參與了IBS多種重要的病理生理過程。有研究發(fā)現(xiàn)，在IBS中類胰蛋白酶通過腸黏膜細胞表面PAR-2的活化，可增加細胞通透性［11］;有資料表明，PAR-2陽性的傷害感受神經(jīng)元興奮性增高，釋放傳遞傷害性信息的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)SP(含神經(jīng)肽P物質(zhì))與CGRP(降鈣素基因相關(guān)肽)，導(dǎo)致內(nèi)臟高敏感性的發(fā)生;此外，PAR-2的活化可導(dǎo)致結(jié)腸低度炎癥遷延存在，正反饋刺激MCs持續(xù)產(chǎn)生類胰蛋白酶等細胞因子，并認為是導(dǎo)致IBS臨床癥狀遷延反復(fù)的因素。MCs同時是腦—腸軸的固有成分，電鏡下可見MCs與SP和 CGRP等感覺神經(jīng)纖維聯(lián)系緊密，而這些神經(jīng)肽參與疼痛的病理生理過程，導(dǎo)致內(nèi)臟高敏感性的發(fā)生，并誘發(fā)MCs脫顆粒。活化狀態(tài)的MCs可能在IBS中所表現(xiàn)的以胃腸動力紊亂、感覺異常為特征的內(nèi)臟高敏感性的病理生理過程中起到關(guān)鍵性作用。

3 miRNA與IBS

Hino K 和 Zeng L 等［12，13］最新研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)miRNA的表達，可以影響腸平滑肌及上皮組織的完整性，表明不同miRNA參與調(diào)控了消化道黏膜上皮細胞及平滑肌細胞的增生、分化及成熟。Zhou等［14］將19例以腹瀉為主的IBS患者作為研究組，10例正?；颊咦鳛閷φ战M，觀察服用乳果糖/甘露醇后出現(xiàn)腹瀉的情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與腸黏膜滲透性正常的IBS患者及對照組相比，IBS患者中有8例腸黏膜滲透性增高，谷氨酰氨合成酶明顯降低。同時發(fā)現(xiàn)，miR-29a在腸黏膜滲透性增高的IBS患者的血漿、小腸及結(jié)腸組織中高表達。miR-29a通過與谷氨酰氨合成酶基因(GLUL)的3'-UTR特定區(qū)域結(jié)合來增高腸黏膜滲透性。這些研究結(jié)果表明，谷氨酰氨合成酶能調(diào)節(jié)腸黏膜滲透性，而miR-29a能調(diào)節(jié)谷氨酰氨合成酶和腸黏膜滲透性，推測miR-29a影響腸黏膜滲透性可能是通過調(diào)控GLUL影響谷氨酰氨合成酶的生成，而通過對miR-29a信號通路機制的研究可能會對IBS的治療提供新的思路。腸道黏膜的完整性及滲透性與IBS發(fā)病密切相關(guān)，完整的腸黏膜屏障能阻止細菌及毒素進入人體臟器和體循環(huán)。以上研究提示，miRNA表達調(diào)控可能與IBS的發(fā)病機制密切相關(guān)。近年研究證明，miRNA在炎癥反應(yīng)時骨髓MCs的分化、增殖和功能上起重要作用，調(diào)節(jié)MCs的免疫應(yīng)答過程［15］，可能參與到IBS的病理生理過程。

由于miRNA種類及數(shù)量繁多，不同miRNA調(diào)控不同基因組的表達。這些miRNA分別與細胞通透性、炎癥過程、組織器官活動以及神經(jīng)遞質(zhì)釋放有關(guān)。由于這些病理生理過程與不同IBS臨床發(fā)生、發(fā)展存在這樣或那樣的密切關(guān)系。因此，深入探討miRNA功能與調(diào)節(jié)在IBS發(fā)病機制中作用可能具有重要意義，對今后提高IBS個體化診療水平提供新的理論依據(jù)。由于與IBS發(fā)病機制相關(guān)的miRNA尚無研究證實，因此，篩選出相關(guān)miRNA分子，并通過相關(guān)實驗證實是一項艱巨的任務(wù)。

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