microRNA與多發(fā)性硬化相關(guān)性的研究進(jìn)展

代慧宇綜述 付錦審校

綜 述

microRNA與多發(fā)性硬化相關(guān)性的研究進(jìn)展

代慧宇綜述 付錦審校

microRNA；自身免疫性疾??；多發(fā)性硬化

多發(fā)性硬化(multiple sclerosis，MS)是一種以中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)炎性脫髓鞘病變?yōu)橹饕攸c(diǎn)的自身免疫性疾病。本病在中青年人中多發(fā)，且導(dǎo)致較高的殘疾率，嚴(yán)重影響了患者及家屬的生活質(zhì)量，在治療方面無明顯有效的措施。因此，該疾病在神經(jīng)病學(xué)領(lǐng)域引起了高度的關(guān)注。

在最近的研究中，microRNA(miRNA)在MS發(fā)病機(jī)制中的作用被高度重視。目前已經(jīng)有許多miRNA表達(dá)的數(shù)據(jù)庫，從中我們可以發(fā)現(xiàn)許多miRNA在MS中表達(dá)失調(diào)?，F(xiàn)將miRNA與MS相關(guān)性的研究綜述如下。

1 microRNA的概念、合成及功能

miRNA是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA，約由21～25個(gè)核苷酸組成，主要在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)mRNA表達(dá)。

在人類和動(dòng)物體內(nèi)，成熟的miRNA是由較長的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物經(jīng)過一系列核酸酶的剪切加工而產(chǎn)生的：首先，在RNA聚合酶II的作用下，形成最初產(chǎn)物為具有帽子結(jié)構(gòu)(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的前體miRNA(pri-miRNA)；然后，Drosha和配體蛋白DGCR8結(jié)合從而將pri-miRNA加工成一個(gè)長度約70個(gè)核苷酸的pre-miRNA，而后者在Exportin5/RNA-GTP的作用下從細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)到胞質(zhì)內(nèi)；在胞質(zhì)中，Dicer和配體蛋白TRBP結(jié)合，將pre-miRNA加工成二聚體miRNA:miRNA*，在RNA解旋酶作用下，miRNA進(jìn)入核蛋白復(fù)合體形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RNA-inducedsilencing complex, RISC)[1]。一旦形成了RISC,miRNA就可以通過堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別靶mRNA，并根據(jù)互補(bǔ)程度的不同引導(dǎo)沉默復(fù)合體降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻譯[2]。

2 miRNA與免疫系統(tǒng)

3 miRNA與神經(jīng)系統(tǒng)

miRNA在神經(jīng)系統(tǒng)中大量存在，而且與其功能有著密切關(guān)聯(lián)。如miR-134可以抑制mRNA翻譯編碼的蛋白激酶Limk1，從而控制脊柱的生長?；虼豰iR379-410的表達(dá)可被神經(jīng)元的極化所誘導(dǎo)，并且對(duì)神經(jīng)元樹突的生長有非常重要的作用。miR-134是此家族中的一員，僅存在海馬神經(jīng)元的突觸中，此區(qū)域主要通過對(duì)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子反應(yīng)的調(diào)節(jié)來可逆性地影響LimK1mRNA，從而調(diào)節(jié)棘突的形態(tài)[8]。miR-124a是一種非神經(jīng)元細(xì)胞特有的miRNA，它可以減少大量的非神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄物。轉(zhuǎn)錄抑制物RE1沉默轉(zhuǎn)錄因子(REST)可以抑制非神經(jīng)元細(xì)胞的神經(jīng)元基因的表達(dá)。REST調(diào)節(jié)著miRNA家族的表達(dá)，包括腦特異性miR-124a。在非神經(jīng)元細(xì)胞和神經(jīng)前體細(xì)胞中，REST抑制miR-124a的表達(dá)，保留了非神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄物的表達(dá)。當(dāng)前體神經(jīng)元分化為成熟的神經(jīng)元時(shí)，REST就保留了miR-124a的基因位點(diǎn)，非神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄物將選擇性退化[9]。

4 miRNA與多發(fā)性硬化

miR-326也是MS病變中上調(diào)幅度最大的miRNA之一，可能在MS發(fā)病過程中具有重要的作用。miR-326被認(rèn)為通過上調(diào)Th17細(xì)胞的分化在MS發(fā)病進(jìn)程中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。通過RT-PCR分析復(fù)發(fā)—緩解MS患者外周血白細(xì)胞中miRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)miR-326在復(fù)發(fā)—緩解MS患者中的表達(dá)量相對(duì)正常組明顯上調(diào)[13]。有研究顯示，miR-326的靶基因?yàn)镋ts-1，是Th17細(xì)胞的一個(gè)負(fù)向調(diào)節(jié)因子。

一項(xiàng)miRNA在MS中表達(dá)情況的研究中，選取了59例MS患者，其中原發(fā)進(jìn)展型18例，繼發(fā)進(jìn)展型17例，復(fù)發(fā)緩解型24例，與37名健康者的外周血進(jìn)行檢測。結(jié)果顯示miR-17和miR-20a在所有類型的MS患者中均降低，而miR-17和miR-20a在既往研究中已經(jīng)被證實(shí)其在T細(xì)胞活化過程中調(diào)控多種基因的表達(dá)。

在研究miRNA對(duì)多發(fā)性硬化的作用，特別是對(duì)疾病復(fù)發(fā)期所起的作用中，通過收集MS復(fù)發(fā)期、緩解期患者和健康對(duì)照者的外周血，提取其中的單核細(xì)胞，并分析了364個(gè)miRNA的表達(dá)模式，然后用定量PCR方法研究一些特定的靶基因的作用。最終結(jié)果顯示，hsa-miR-18b、hsa-miR-493和hsa-miR-599可能與復(fù)發(fā)期有關(guān)，而has-miR-96與緩解期有關(guān)。另外有研究顯示hsa-miR-96的靶基因參與了白介素信號(hào)傳導(dǎo)通路及其他的信號(hào)傳導(dǎo)通路，如wnt通路，在激活和調(diào)節(jié)T 細(xì)胞方面起著重要作用。

Keller等通過對(duì)20例復(fù)發(fā)緩解型MS患者和19名健康對(duì)照者的外周血應(yīng)用real-time分析方法檢測了866個(gè)miRNA。共有165 種miRNA在RRMS患者外周血中有顯著的差異表達(dá)，其中74種miRNA表達(dá)明顯上調(diào)，91種miRNA表達(dá)明顯下調(diào)。其中表達(dá)上調(diào)最明顯的是hsa-miR-145、hsamiR-186、hsa-miR-664、hsa-miR-422a、hsa-miR-142-3p、hsa-miR-584，表達(dá)下調(diào)最明顯的是hsa-miR-20b。最終得出miR-145是RRMS最佳的標(biāo)記性miRNA。高水平表達(dá)的miR-145對(duì)區(qū)分MS和健康者有89.5%的特異性和90.0%的敏感性。

5 小 結(jié)

通過對(duì)miRNA表達(dá)水平和潛在靶基因相關(guān)性的研究，發(fā)現(xiàn)許多與MS相關(guān)的miRNA的潛在功能。但這些異常表達(dá)的miRNA在MS發(fā)病進(jìn)程中的直接作用情況還需要進(jìn)一步的研究。尋找miRNA的調(diào)控基因及靶基因，揭示其在MS發(fā)病過程中的作用機(jī)制是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)，還需要繼續(xù)深入地研究。盡管如此，miRNA的研究也已經(jīng)為我們?cè)贛S的診斷及治療方面提供了新的思路。相信隨著研究的不斷深入, 一定會(huì)出現(xiàn)以其為靶點(diǎn)的新藥和治療的新方法，為人類的健康帶來新的希望，并最終為攻克各種自身免疫性疾病奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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150000 哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科三病房

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2013-05-10)