微小RNA與銀屑病發(fā)病相關信號轉(zhuǎn)導通路關聯(lián)的研究

饒朗 王曉華 陳永鋒

微小RNA與銀屑病發(fā)病相關信號轉(zhuǎn)導通路關聯(lián)的研究

饒朗 王曉華 陳永鋒

細胞通過細胞間各種信號分子的活化來完成信號傳導，從而控制細胞的生長、分化和凋亡。細胞間信號轉(zhuǎn)導的異常經(jīng)常是疾病發(fā)生的原因。銀屑病的發(fā)病與多個信號轉(zhuǎn)導通路的異常有關，主要絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導通路、非受體酪氨酸蛋白激酶Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子通路、腫瘤壞死因子α信號轉(zhuǎn)導通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信號轉(zhuǎn)導通路，而這些通路的異常通常又與細胞轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子微小RNA有關。

銀屑?。晃NAs；信號傳導；腫瘤壞死因子α；Janus激酶類

銀屑病是一種免疫介導的慢性炎癥性皮膚病，該病的臨床特點是紅斑、鱗屑、薄膜現(xiàn)象及點狀出血，其發(fā)病與表皮細胞過度增殖及異常分化、真皮乳頭血管增生和淋巴細胞的浸潤有關。銀屑病發(fā)病為多因素參與、多基因改變及多階段發(fā)展的病變過程，其發(fā)病機制尚不明確，是皮膚科研究的重點。微小RNA（miRNA）是一類長度為18～25個核苷酸組成的小分子非編碼RNA［1］。miRNA是轉(zhuǎn)錄后水平的細胞調(diào)控因子，與特定的目標mRNA結合，通過促進靶mRNA的降解和（或）抑制其翻譯過程而發(fā)揮負調(diào)控基因表達的作用［2］，參與細胞增殖、分化、凋亡、發(fā)育等生物過程，是疾病發(fā)生的總“開關”。miRNA的異常表達與銀屑病中細胞因子信號轉(zhuǎn)導異常相關聯(lián)，主要包括4個信號通路：絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號轉(zhuǎn)導通路、非受體酪氨酸蛋白激酶Janus激酶（Jak）-信號轉(zhuǎn)導和轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）通路、腫瘤壞死因子α信號轉(zhuǎn)導通路、磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信號轉(zhuǎn)導通路。

作者單位：524023 湛江，廣東醫(yī)科大學皮膚與性病學專業(yè)（饒朗）；廣東省皮膚病醫(yī)院皮膚科（饒朗、陳永鋒），麻防科（王曉華）

1 Jak/STAT途徑

1.1 STAT與銀屑?。恒y屑病發(fā)病可能與輔助性T細胞亞群分化失衡，活化T細胞的信號轉(zhuǎn)導失控及特定基因表達異常有關。Jak/STAT是一條介導細胞因子信號的通路，與銀屑病的發(fā)病關系較為明確［3-4］。STAT 是一類胞質(zhì)蛋白，其中 STAT1、STAT3與銀屑病關系密切，他們的異?；罨纱龠M細胞過度的分化增殖并抑制細胞凋亡導致銀屑病的發(fā)生。細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制物是Jak/STAT信號系統(tǒng)的主要負性調(diào)節(jié)因子，通過負反饋的方式調(diào)節(jié)細胞因子啟動的Jak/STAT信號轉(zhuǎn)導通路。其作用機制為細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制物與Jak結合而抑制其激酶活性，競爭性抑制STAT與活化受體的結合而抑制Jak/STAT信號轉(zhuǎn)導通路的激活并介導信號蛋白依賴蛋白酶體的降解［5-6］。

1.2 miRNA-486-3p與STAT1：在銀屑病皮損和正常皮膚中miRNA表達差異的基因芯片結果中發(fā)現(xiàn)，miRNA-486-3p在銀屑病的表達為正常皮膚的39%。角蛋白17（K17）分子是銀屑病表皮特異性表達的標志蛋白，K17分子作為銀屑病T細胞活化的重要抗原，在銀屑病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。miRNA-486-3p其成熟體序列中的8個堿基能夠與K17的3′UTR區(qū)的種子序列特異性結合而參與到K17的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中。K17與干擾素（IFN）γ表達關系已明確，在銀屑病的發(fā)病中，miRNA-486-3p表達降低引起K17表達升高，K17分子具有刺激T細胞活化、增生產(chǎn)生IFN-γ等細胞因子的作用［7］，而產(chǎn)生的細胞因子又可促進K17的表達，形成一個相互促進的環(huán)路。IFN-γ與角質(zhì)形成細胞表面相應的受體結合后激活Jak1和Jak2，后者磷酸化STAT1，促進角質(zhì)形成細胞生成而參與銀屑病的發(fā)生。

2 MAPK信號轉(zhuǎn)導通路

2.1 MAPK信號轉(zhuǎn)導通路與銀屑?。篗APK信號轉(zhuǎn)導通路包括MAPK、MAPK激酶（MKK）、MKK激酶（MKKK），此通路主要為三級酶聯(lián)反應模式:激活因子作用于MKKK激活MKK，產(chǎn)生MAPK并作用激活底物。細胞因子、生長因子、激素以及各種應激刺激都可以作為激活因子激活這個三級酶聯(lián)反應。MAPK信號轉(zhuǎn)導途徑是細胞中重要的信號通路，其任一環(huán)節(jié)的異常都可能導致細胞的異常增殖與分化。銀屑病的發(fā)病機制非常復雜，角質(zhì)形成細胞、炎癥細胞、各種因子、物理刺激與銀屑病的病理改變關系密切。Mavropoulos等［8］研究表明，銀屑病患者皮損處MAPK活性明顯升高，MAPK信號轉(zhuǎn)導通路在銀屑病的發(fā)病中起重要作用。

MAPK分子中含有“Thr-Xaa-Tyr”基序，根據(jù)基序中Xaa的不同，MAPK信號轉(zhuǎn)導通路主要分為ERK（Thr-Glu-Tyr，TEY） 途徑、JNK（Thr-Pro-Tyr，TPY）途徑、P38（Thr-Gly-Tyr，TGY）途徑等。不同途徑可被不同的細胞因子激活，例如ERK途徑可由表皮生長因子、胰島素、CD28等激活；JNK途徑可由TNF受體家族激活；p38途徑可由多種應激因素、IL-1、TNF-α等細胞因子受體激活。被激活的MAPK磷酸化，通過與血管內(nèi)皮生長因子作用促進血管形成［9］，在表皮中促進細胞生長、增殖、調(diào)節(jié)免疫應答而參與銀屑病的發(fā)病過程。

2.2 miRNA-424-5p 與 MAPK［10］：2011 年，Ichihara等［11］發(fā)現(xiàn)，銀屑病血漿中miRNA-424-5p含量稍低于健康人，而在銀屑病皮損中，特別是毛干中其含量明顯低于健康人。皮損中miRNA-424-5p表達降低，使得角質(zhì)形成細胞的促分裂原活化蛋白激酶1和細胞周期蛋白E1過度表達，高表達的促分裂原活化蛋白激酶1通過ERK途徑激活MAPK通路，導致角質(zhì)形成細胞過度增生而導致銀屑病的發(fā)生。作者還提出，銀屑病患者毛干中miRNA-424-5p的含量與疾病的持續(xù)時間和疾病的嚴重程度不成正比但是可以作為診斷銀屑病的一個標志。

3 TNF-α信號轉(zhuǎn)導通路

3.1 TNF-α信號轉(zhuǎn)導通路與銀屑?。壕奘杉毎a(chǎn)生的TNF被命名為TNF-α，T細胞分泌的淋巴毒素被命名為TNF-β。TNF-α形成三聚體與TNF受體作用，促使TNF受體的構象發(fā)生改變而引起其介導的信號通路的激活。其受體可分為兩型：TNF-α與TNF受體1結合可誘導細胞凋亡；TNF-α與TNF受體2結合可激活核因子kB及JNK途徑促進細胞的增殖［12］。在銀屑病的發(fā)病中，TNF-α信號通路可通過激活JNK途徑與MAPK信號轉(zhuǎn)導通路發(fā)生交集，促進細胞增生引發(fā)銀屑病。

3.2 miRNA-19a 與 TNF-α：Yang等［13］發(fā)現(xiàn)，miRNA-19a通過下調(diào)原癌基因Fra-1的表達可抑制乳腺癌的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。2011 年，Oyama 等［14］研究發(fā)現(xiàn)，銀屑病患者血漿中miRNA-19a表達與健康人相比明顯降低，且下降程度與銀屑病面積和嚴重指數(shù)評分呈負相關，其表達量可用于評價病情活動程度。在銀屑病患者血漿中，低表達的miRNA-19a可上調(diào)TNF-α的表達，增加TNF-α的活性，從而促進由TNF-α受體介導的異常免疫反應及炎癥過程。

4 PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導通路

4.1 PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導通路與銀屑病：磷脂酰肌醇激酶 （PI3K）/蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶（AKT）信號轉(zhuǎn)導通路是蛋白質(zhì)合成的主要信號調(diào)節(jié)通道之一，參與細胞增殖、分化、遷移等功能的調(diào)節(jié)，是與細胞增殖和細胞凋亡關系最為密切的信號傳導通路之一。PI3K是由調(diào)節(jié)亞基p85和催化亞基p110所構成的異源二聚體。配體介導的激酶活化使位于細胞膜表面的絡氨酸殘基磷酸化，并成為細胞內(nèi)信號蛋白的結合位點，通過p85的Scr同源結構域結合活化PI3K。PI3K被激活后在細胞膜上生成3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇，并作為第二信使激活下游的AKT蛋白［15］。AKT是1991年發(fā)現(xiàn)的相對分子質(zhì)量約為60 000的具有絲/蘇氨酸蛋白激酶活性的蛋白質(zhì)，因與反轉(zhuǎn)錄病毒AKT8的癌基因v-akt編碼的AKT蛋白同源，故命名為AKT。此外，因與蛋白激酶A和蛋白激酶C高度同源，又稱為蛋白激酶B。AKT能夠調(diào)節(jié)多種生長因子及細胞因子的信號傳遞，進而對細胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖轉(zhuǎn)運等多種生物過程發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。

4.2 miRNA-31 與 PI3K/AKT：Hou 等［16］通過實驗發(fā)現(xiàn)，肺癌干細胞中miRNA-31的表達降低可使細胞生長，而miRNA-31的過度表達，可通過作用于其靶基因MET原癌基因激活MET-PI3K-AKT信號通路從而抑制肺癌干細胞的增殖。Xu等［17］通過基因芯片及實時定量反轉(zhuǎn)錄PCR發(fā)現(xiàn)，銀屑病患者皮損中miRNA-31表達明顯升高，升高的miRNA-31的主要靶基因是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶40，靶基因的激活可直接作用于角質(zhì)形成細胞促進其增殖，另一方面miRNA-31的過度表達也可產(chǎn)生較多的血管內(nèi)皮生長因子，其與受體結合后，活化PI3K，可激活PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導通路，使銀屑病患者角質(zhì)形成細胞凋亡抑制，角質(zhì)形成細胞過度增殖參與銀屑病的發(fā)病。

5 結語

銀屑病領域有關miRNA基因調(diào)控精細復雜，不同的miRNA在銀屑病發(fā)病中起不同作用。在銀屑病皮損中異常表達的miRNA通過負反饋調(diào)控其細胞因子，細胞因子與靶細胞表面相應的受體結合，激活特定的信號轉(zhuǎn)導通路，可調(diào)節(jié)細胞生長、分化、增殖、調(diào)節(jié)免疫應答等參與銀屑病的發(fā)生發(fā)展過程。這些異常表達的miRNA可能是銀屑病潛在的疾病標志物以及治療的新靶點。隨著對miRNA和銀屑病信號轉(zhuǎn)導通路研究的深入，miRNA可以對信號轉(zhuǎn)導通路活性起協(xié)調(diào)作用，因此，研究以miRNA為靶點的藥物通過銀屑病信號轉(zhuǎn)導通路的作用而阻斷疾病的發(fā)生發(fā)展有著重要的意義，能夠為疾病的治療提供新的機會，值得我們深入研究。

［1］Jinnin M.Recent progress in studies of miRNA and skin diseases［J］.J Dermatol,2015,42 （6）:551-558.DOI:10.1111/1346-8138.12904

［2］Bartel DP.MicroRNAs:target recognition and regulatory functions［J］.Cell,2009,136（2）:215-233.DOI:10.1016/j.cell.2009.01.002

［3］Sprague AH,Khalil RA.Inflammatory cytokines in vascular dysfunction and vascular disease ［J］.Biochem Pharmacol,2009,78（6）:539-552.DOI:10.1016/j.bcp.2009.04.029

［4］Palanivel JA,Macbeth AE,Chetty NC,et al.An insight into JAK-STAT signalling in dermatology ［J］.Clin Exp Dermatol,2014,39（4）:513-518.DOI:10.1111/ced.12273

［5］Cassano N,Vena GA.Janus kinase inhibition as a potential strategy for the treatment of psoriasis:state of the art and future perspectives ［J］.J Biol Regul Homeost Agents,2012,26 （4）:587-596.

［6］Hald A,Andrés RM,Salskov-Iversen ML,et al.STAT1 expression and activation is increased in lesional psoriatic skin［J］.Br J Dermatol,2013,168 （2）:302-310.DOI:10.1111/bjd.12049

［7］Pattarachotanant N,Rakkhitawatthana V,Tencomnao T.Effect of gloriosa superba and catharanthus roseus extracts on IFN-γinduced keratin 17 expression in HaCaT human keratinocytes［J］.Evid Based Complement Alternat Med,2014,2014:249367.DOI:10.1155/2014/249367.

［8］Mavropoulos A,Rigopoulou EI,Liaskos C,et al.The role of p38 MAPK in the aetiopathogenesis of psoriasis and psoriatic arthritis［J］.Clin Dev Immunol,2013,2013:569751.DOI:10.1155/2013/569751.

［9］Tseng YH,Kokkotou E,Schulz TJ,et al.New role of bone morphogenetic protein 7 in brown adipogenesis and energy expenditure ［J］.Nature,2008,454 （7207）:1000-1004.DOI:10.1038/nature07221.

［10］Boldrup L,Coates PJ,Laurell G,et al.Downregulation of miRNA-424:a sign of field cancerisation in clinically normal tongue adjacent to squamous cell carcinoma ［J］.Br J Cancer,2015,112（11）:1760-1765.DOI:10.1038/bjc.2015.150

［11］Ichihara A,Jinnin M,Yamane K,et al.microRNA-mediated keratinocyte hyperproliferation in psoriasis vulgaris ［J］.Br J Dermatol,2011,165 （5）:1003-1010.DOI:10.1111/j.1365-2133.2011.10497.x

［12］Duan H,Dixit VM.RAIDD is a new ′death′adaptor molecule［J］.Nature,1997,385（6611）:86-89.DOI:10.1038/385086a0.

［13］Yang J,Zhang Z,Chen C,et al.MicroRNA-19a-3p inhibits breast cancer progression and metastasis by inducing macrophage polarization through downregulated expression of Fra-1 protooncogene ［J］.Oncogene,2014,33 （23）:3014-3023.DOI:10.1038/onc.2013.258.

［14］Oyama R,Jinnin M,Kakimoto A,et al.Circulating microRNA associated with TNF-α signaling pathway in patients with plaque psoriasis ［J］.J Dermatol Sci,2011,61 （3）:209-211.DOI:10.1016/j.jdermsci.2010.12.008.

［15］葉會霖,葉良濤,周雨,等.腫瘤相關巨噬細胞通過PI3K/Akt途徑促進胰腺癌浸潤遷移的研究 ［J］.中華普通外科學文獻,2015,9（3）:198-205.DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2015.03.006.

［16］Hou C,Sun B,Jiang Y,et al.MicroRNA-31 inhibits lung adenocarcinoma stem-like cells via down-regulation of METPI3K-Akt signaling pathway ［J］.Anticancer Agents Med Chem,2016,16（4）:501-518.DOI:10.2174/1871520615666150824152353.

［17］Xu N,Meisgen F,Butler LM,et al.MicroRNA-31 is overexpressed in psoriasis and modulates inflammatory cytokine and chemokine production in keratinocytes via targeting serine/threonine kinase 40 ［J］.J Immunol,2013,190 （2）:678-688.DOI:10.4049/jimmunol.1202695.

Association between microRNAs and psoriasis-related signaling pathways

Rao Lang*,Wang Xiaohua,Chen Yongfeng.*Department of Dermatovenereology,Guangdong Medical University,Zhanjiang 524023,Guangdong,China

The control of cell growth,differentiation and apoptosis is realized through intercellular signal transduction dependent on activation of signaling molecules.Abnormity in intercellular signal transduction usually contributes to the occurrence of diseases.Studies have demonstrated that the occurrence of psoriasis is related to multiple abnormal signaling pathways,mainly including the mitogen-activated protein kinase（MAPK）signaling pathway,non-receptor tyrosine kinases Janus kinase/signal transducer and activator of transcription （JAK/STAT） pathway,tumor necrosis factor α （TNF-α） signaling pathway and phosphatidylinositol 3-kinase （PI3K）/protein kinase B（AKT） signaling pathway.Furthermore,abnormality in these pathways is also associated with microRNA-mediated post-transcriptional regulation.

Psoriasis;MicroRNAs;Signal transduction;Tumor necrosis factor-alpha;Janus kinases

Chen Yongfeng,Email:gdcyf@163.com

2015-07-09）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.03.014

陳永鋒，Email:gdcyf@163.com

本文主要縮寫：MAPK：絲裂原活化蛋白激酶，Jak：Janus激酶，STAT：轉(zhuǎn)錄激活因子，TNF：腫瘤壞死因子，PI3K磷脂酰肌醇3激酶，AKT：蛋白激酶B