miRNAs調(diào)控肝星狀細胞生物學活性機制研究進展

葛善飛，劉菲，謝建萍（南昌大學第一附屬醫(yī)院，南昌330006；中南大學湘雅醫(yī)院）

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miRNAs調(diào)控肝星狀細胞生物學活性機制研究進展

葛善飛1，劉菲2，謝建萍2
（1南昌大學第一附屬醫(yī)院，南昌330006；2中南大學湘雅醫(yī)院）

摘要：肝星狀細胞（HSCs）是肝纖維化形成的最主要細胞，其生物學活性已成為防治肝纖維化重要的治療靶點。但是，迄今尚無十分有效的逆轉(zhuǎn)肝纖維化的治療手段。微小RNA（miRNA）是轉(zhuǎn)錄后水平的細胞調(diào)控因子，多項研究發(fā)現(xiàn)miRNA通過參與HSC的活化、增殖和凋亡等生物學活性的調(diào)控，在肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展過程中具有重要作用，有望成為肝纖維基因治療的新靶點。

關(guān)鍵詞：微小核糖核酸；肝星狀細胞；肝纖維化；細胞活化；細胞增殖；細胞凋亡

肝纖維化是各種慢性肝病進展至肝硬化所共有的可逆的共同病理過程，至今尚無有效治療方法。研究發(fā)現(xiàn)，各種病因如炎癥、損傷等可引起肝星狀細胞（HSC）激活、增殖，產(chǎn)生細胞外基質(zhì)（ECM）過度沉積或降解減少在肝臟內(nèi)過度沉積而使肝臟結(jié)構(gòu)改變，是肝纖維化的主要過程［1］。HSC生物學活性由多個信號通路調(diào)控，其生物學活性已成為防治肝纖維化的重要的治療靶點，其生物學活性的調(diào)控是肝纖維化基因治療的重要途徑。微小RNA（miRNA）是一類21～25個核苷酸構(gòu)成的單鏈小非編碼RNA，可參與調(diào)控基因表達的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平［2，3］，其在HSC活化、增殖和凋亡中起重要作用?，F(xiàn)就miRNA在調(diào)控HSC生物學活性的作用機制綜述如下。

1　miRNA的生物學起源和功能機制

1993年人類首次從線蟲中發(fā)現(xiàn)miRNA lin-4，并發(fā)現(xiàn)通過抑制lin-14翻譯可影響線蟲的形態(tài)發(fā)育。2000年，在研究線蟲的發(fā)育調(diào)控時又發(fā)現(xiàn)了一個具有轉(zhuǎn)錄后調(diào)控功能的miRNA let-7；其可以與異常染色體基因lin-14、lin-28、lin-41、lin-42、daf-12的3′非編碼區(qū)的堿基互補配對，直接調(diào)控這些基因的表達，提示let-7通過調(diào)控細胞的時序發(fā)育來調(diào)控基因表達。

miRNA通常是在細胞核內(nèi)經(jīng)RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，首先編碼成pri-miRNA，后者在核糖核酸酶Ⅲ家族成員Drosha以及雙鏈RNA結(jié)合蛋白DGCR8作用下被切割成約60 nt的單鏈pre-miRNA，并通過輸出蛋白5轉(zhuǎn)運至細胞質(zhì)中。隨后，另一核糖核酸酶Ⅲ家族成員Dicer將莖環(huán)結(jié)構(gòu)pre-miRNA切割為約22 nt的雙鏈miRNA，其中一條成熟的單鏈形成RNA誘導沉默復合體（RISCs），另一條鏈則被降解［6］。起RISCs作用的miRNA通過與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)堿基互補配對，發(fā)揮其對靶基因的調(diào)控機制。若miRNA與mRNA的3′非編碼區(qū)堿基完全互補配對，則導致靶基因mRNA降解；若兩者不完全互補配對，則會阻斷靶基因的翻譯過程［7］。

2　miRNA調(diào)控HSC生物學活性的作用機制

活化型HSC表達α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA），并分泌Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原、層黏蛋白等ECM成分，同時合成分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）及特異性抑制劑基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMP），使ECM合成和降解失衡，在肝臟內(nèi)過度沉積而使肝臟結(jié)構(gòu)改變，導致肝纖維化的發(fā)生。HSC生物學活性由多個信號通路調(diào)控，包括轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β1、血小板衍生生長因子（PDGF）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、結(jié)締組織生長因子（CTGF）等［3］。因此，HSC生物學活性的調(diào)控是肝纖維化基因治療的重要途徑。目前已有較多關(guān)于miRNA對HSC生物學活性的研究，具體調(diào)控機制包括以下幾個方面：

2．1miRNA調(diào)控HSC活化 HSC活化是肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。Chen等［4］應用基因芯片及生物信息學分析證實，17個上調(diào)miRNA和14個下調(diào)miRNA參與HSC活化過程，并發(fā)現(xiàn)HSC活化與HSC內(nèi)miR-335表達降低相關(guān)；進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-335表達降低與其下調(diào)靶基因肌糖蛋白C表達有關(guān)。Venugopal等［5］研究發(fā)現(xiàn)，miR-150和miR-194在活化型HSC中表達明顯減少，并證實二者可分別通過抑制轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子c-myb和rac-1來抑制HSC的活化和ECM的產(chǎn)生。Li等［6］發(fā)現(xiàn)，在活化型大鼠HSC中，miR-34a／c表達增加，且抑制miR-34a／c后會使HSC從活化型恢復到靜息型，進一步證實其機制可能是通過阻止其靶基因過氧化物酶體增殖物激活受體α實現(xiàn)的。

TGF-β1是目前公認的刺激HSC活化作用最強的細胞因子，可通過調(diào)節(jié)TGF-β1／Smad信號通路激活HSC［7］。最新研究發(fā)現(xiàn)，miR-19b可通過靶向調(diào)控TGF-βRⅡ和Smad3的表達，降低TGF-β誘導的α1、α2前膠原的表達［8］。另有研究發(fā)現(xiàn)，雌激素可促進HSC 中miR-19b的表達，后者可通過靶向調(diào)控生長因子受體結(jié)合蛋白2（Grb2）表達減少α1膠原表達［2］。

2．2miRNA調(diào)控HSC增殖 Yu等［9］報道，miR-17-5p在經(jīng)TGF-β1處理的活化型HSC中表達顯著上調(diào)；miR-17-5p可通過靶向調(diào)控Smad7促進HSC增殖。He等［10］發(fā)現(xiàn)，miR-146在TGF-β1誘導的HSC活化過程中表達下調(diào)；轉(zhuǎn)染miR-146至活化型HSC中會導致HSC增殖減少、α-SMA表達下調(diào)，進一步證實其調(diào)控HSC增殖的機制可能與調(diào)節(jié)Smad4有關(guān)。Zheng等［11］發(fā)現(xiàn)，miR-150在活化型HSC中表達明顯減低，并應用生物信息學分析證實其可通過下調(diào)特異性β1糖蛋白和Ⅳ型膠原α4亞單位，抑制Ⅰ型膠原和Ⅳ膠原基因表達。Yang等［12］也發(fā)現(xiàn)，miR-200a在活化型HSC中表達明顯減低，進一步證實miR-200a可通過靶向調(diào)控Keap1／Nrf2通路抑制HSC增殖。Sekiya等［13］發(fā)現(xiàn)，在原代培養(yǎng)大鼠HSC增殖過程中，miR-195表達下調(diào)及IFN-β可誘導miR-195表達；進一步證實，miR-195通過延遲HSC的G1期向S期進展來抑制細胞增殖，其機制為下調(diào)細胞周期蛋白E1和上調(diào)p21 mRNA水平。提示IFN是抗纖維化的一種新機制，可通過影響miR-195來治療肝纖維化。

2．3miRNA調(diào)控HSC凋亡 肝纖維化的自發(fā)性逆轉(zhuǎn)主要取決于HSC凋亡，凋亡后HSC數(shù)量減少，合成TIMPs減少，ECM分泌減少并降解增加，最終促進肝纖維化逆轉(zhuǎn)［14］。Guo等［15］采用miRNA基因芯片檢測了大鼠原代HSC在體外培養(yǎng)活化后miRNA的變化情況，發(fā)現(xiàn)其中12種miRNA表達上調(diào)和9 種miRNA表達下調(diào)。進一步研究證實，miR-15b、miR-16可以通過下調(diào)線粒體相關(guān)抗凋亡蛋白Bcl-2，激活Caspase-3、8、9，從而抑制HSC增殖并誘導凋亡［16，17］。Guo等［17］進一步研究表明，miR-16減少細胞周期蛋白D1水平，并抑制細胞增殖和增加活化型HSC凋亡。Wei等［18］研究了miR-21對HSCs凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)促纖維化細胞因子血小板衍生生長因子B可誘導HSC中miR-21表達上調(diào)；進一步證實miR-21可通過抑制靶基因磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）表達。PTEN是miR-21的靶基因，是一種AKT激酶抑制劑，具有抑制HSC活化并誘導HSC凋亡的作用。

3　miRNA調(diào)控HSC中ECM

ECM的合成與降解失衡導致基質(zhì)重構(gòu)和膠原增多沉積成為肝纖維化的病理基礎(chǔ)。因此，膠原酶表達增加和ECM降解增多是逆轉(zhuǎn)肝纖維化發(fā)展的關(guān)鍵途徑［19］。MMPs是一組降解ECM的蛋白分解酶，其活性與特異性抑制因子TIMPs在組織中的表達相關(guān)，MMPs和TIMPs已作為肝纖維化治療的重要靶點［20］。Maubach等［21］發(fā)現(xiàn)，在原代培養(yǎng)的活化型HSC中有16種miRNA上調(diào)及26種miRNA下調(diào)，miR-146a表達顯著上調(diào)金屬蛋白酶-3抑制劑。進一步發(fā)現(xiàn)用miR-26a和miR-29a仿生劑及miR-214抑制劑轉(zhuǎn)染至活化型HSC中會明顯下調(diào)Ⅰ型膠原的轉(zhuǎn)錄。另有研究發(fā)現(xiàn)，在體外培養(yǎng)的活化型原代HSC中，miR-29b表達下調(diào)。經(jīng)轉(zhuǎn)染miR-29b前體的活化型HSC中，Ⅰ型膠原mRNA、α-SMA的表達明顯減少［22］。

綜上所述，miRNA參與調(diào)控HSC生物學活性。然而目前關(guān)于HSC活化過程中miRNA的表達調(diào)控機制尚未完全清楚。因此，進一步研究miRNA與遺傳表觀學的關(guān)系，有助于加深對HSC生物學活性調(diào)控機制認識，可能為肝纖維化防治提供新的干預靶點。

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收稿日期：（2015-07-04）

中圖分類號：R329．2

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X（2016）02-0101-03

doi：10．3969／j．issn．1002-266X．2016．02．045