MicroRNA在急性呼吸窘迫綜合征中的作用

龍春藝 黃霞 廖品琥

【摘要】急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）是臨床常見的危重病癥，復(fù)雜的炎性反應(yīng)過程參與了其病理生理過程。小分子非編碼的單鏈RNA的MicroRNA（miRNA）通過影響靶基因的表達(dá)調(diào)控免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，參與了ARDS的進(jìn)程。該文綜述miRNA在炎癥反應(yīng)和免疫功能障礙以及肺損傷性疾病中的作用，分析了miRNA參與ARDS的炎癥反應(yīng)過程。

【關(guān)鍵詞】miRNA; ARDS;炎癥反應(yīng)

中圖分類號(hào)：R563.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2019.01.001

急性呼吸窘迫綜合征（Acute respiratory distress syndrome，ARDS）是以呼吸窘迫、頑固性低氧血癥和非心源性肺水腫為特征的呼吸功能障礙綜合征[1]，病情兇險(xiǎn)，預(yù)后差，在免疫學(xué)上表現(xiàn)為炎性細(xì)胞因子水平升高，炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的病情危重，重度ARDS患者病死率可高達(dá)40%[2]。炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的免疫細(xì)胞募集和免疫物質(zhì)產(chǎn)生，炎癥細(xì)胞活化和炎癥因子釋放，促進(jìn)ARDS的發(fā)生發(fā)展。小分子非編碼的單鏈RNA的MicroRNA（miRNA）通過影響靶基因的表達(dá)調(diào)控免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，參與了ARDS的進(jìn)程。本文綜述miRNA在炎癥反應(yīng)和免疫功能障礙以及肺損傷性疾病中的作用，分析miRNA參與ARDS的炎癥反應(yīng)過程。

1miRNA概述

miRNA是一類高度保守的，長(zhǎng)度為21～23 nt的非蛋白質(zhì)編碼小分子單鏈RNA，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、衰老、凋亡、新陳代謝、炎癥和免疫反應(yīng)、器官發(fā)育和腫瘤形成等生理過程[3]。在細(xì)胞核內(nèi)，miRNA在轉(zhuǎn)錄子和RNA聚合酶Ⅱ的作用下生成原始轉(zhuǎn)錄片段（pri-miRNA），并通過核酸內(nèi)切酶Drosha等加工形成前體miRNA （pre-miRNA）。隨后核轉(zhuǎn)運(yùn)受體蛋白-5及核蛋白R(shí)an-GTP共同將前體miRNA轉(zhuǎn)運(yùn)至胞漿，經(jīng)Dicer酶處理后形成長(zhǎng)約25個(gè)核苷酸的成熟miRNA。成熟的miRNA能夠通過核酸序列互補(bǔ)識(shí)別特定的目標(biāo)mRNA，使之降解或抑制其翻譯，從而抑制蛋白質(zhì)的合成，達(dá)到調(diào)控基因表達(dá)的目的。如miR-21通過調(diào)控靶標(biāo)蛋白Bax、FASL等，抑制細(xì)胞凋亡[4];miR-14通過靶向調(diào)節(jié)Hedgehog參與發(fā)育、分化和增殖[5];miR-7a2通過直接控制胰島素顆粒融合后期的基因、質(zhì)膜和三元SNARE復(fù)合物的活性來調(diào)節(jié)β細(xì)胞功能[6];miR-215結(jié)合靶標(biāo)基因Mcm10和Cdc25A抑制成纖維細(xì)胞增殖[7]。在不同的病理生理過程中，miRNA有不同的表達(dá)形式，且在同一種疾病的不同階段，表達(dá)量也會(huì)發(fā)生顯著的變化。如食管鱗狀細(xì)胞癌（ESCC）中miR-506在不同的分期和腫瘤狀態(tài)下的表達(dá)水平顯著不同，可作為ESCC診斷和預(yù)后預(yù)測(cè)的重要分子標(biāo)志物[8]。miRNA可以直接或間接影響長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）的表達(dá)以改變細(xì)胞功能，lncRNA可以通過改變加工序列的特異性結(jié)合來影響miRNA表達(dá)。

2miRNA在ARDS的表達(dá)模式

已有相當(dāng)?shù)难芯吭诓煌腁RDS細(xì)胞模型、動(dòng)物模型及患者中篩選出了表達(dá)差異的miRNA，其中，在LPS誘導(dǎo)小鼠建成的ARDS模型中，miR-214、miR-451表達(dá)上調(diào)，而miR-16、miR-23a、miR-24、miR-181a/b、miR-199a則表達(dá)下調(diào)[9]。另一方面，在高潮氣通氣制小鼠ARDS模型中，miR-7b、miR-189、miR-223的表達(dá)上調(diào)，而miR-503、miR-211的表達(dá)下調(diào)[10]。同樣處理的大鼠模型中，miR-30a/b、miR-99a、miR-127、miR-128b、miR-NA-135b、miR-344、miR-346等表達(dá)上調(diào)，而miR-24、miR-26a、miR-126、let-7（a、b、c、f）則表達(dá)下調(diào)[11]。此外，在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，Rao等[12]用金黃色葡萄球菌腸毒素B誘導(dǎo)得到了ARDS模型，并鑒定出miR-20b、miR-31、miR-132、miR-155、miR-222表達(dá)顯著上調(diào)，miR-34a、miR-192、miR-193、let-7e表達(dá)顯著下調(diào)[13]。最后，在ARDS患者血清中，miR-125b的含量顯著下降。而在體外循環(huán)（CPB）導(dǎo)致的急性肺損傷（ALI）患者血液中篩選出11個(gè)miRNA表達(dá)水平改變，特別是miR-499的表達(dá)量明顯下降，而miR-320的表達(dá)量升高[14]。這些結(jié)果都指向了miRNA在ARDS的發(fā)病中具有重要的作用。由于不同模型的miRNA具有不同的差異表達(dá)模式，暫未見其明顯的規(guī)律性，這需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和分析。

3miRNA在ARDS免疫炎癥反應(yīng)中的作用

在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的ARDS疾病進(jìn)程中，miRNA及其靶分子主要參與免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)。miR-185通過增強(qiáng)DNA損傷，調(diào)節(jié)促進(jìn)氧化應(yīng)激相關(guān)的上皮細(xì)胞死亡[15]。miR-200c-3p通過受核因子-κB的依賴性上調(diào)，降低ACE2水平，使血管緊張素Ⅱ水平升高，參與ARDS的發(fā)病過程[16]。miR-155通過TREM-1來增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，miR-181a表達(dá)上調(diào)后，通過Bcl-2表達(dá)介導(dǎo)了ALI [17～18]。

已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，miR-19可以通過抑制巨噬細(xì)胞中p47phox的表達(dá)，從而減輕LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[19]，而miR-146a抑制IRAK-1和TRAF-6的表達(dá)，進(jìn)而減少炎癥介質(zhì)的釋放[20]。miR-223可以通過限制Ly6G+中性粒細(xì)胞的數(shù)量，抑制NLRP3炎癥小體的活性，減輕線粒體損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）誘導(dǎo)的肺損傷[21]。此外，miR-126通過CTCE誘導(dǎo)AKT/Rac1信號(hào)傳導(dǎo)的激活，促進(jìn)肺血管滲透性并減少肺泡水腫[22]。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，miR-7-5p的過表達(dá)可以抑制mTORC2/SGK-1信號(hào)傳導(dǎo)通道的活性，降低ENaC的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)人肺泡上皮鈉通道，有效抑制了ARDS的發(fā)病進(jìn)程，為ARDS的治療提供新的靶點(diǎn)[23]。另一方面，觀察甲型流感病毒（IAV）誘導(dǎo)的ARDS患者，發(fā)現(xiàn)miR-17-5p在支氣管肺泡灌洗液（BALF）和IAV感染的肺上皮細(xì)胞（A549）的細(xì)胞外囊泡（EV）中上調(diào)，從而強(qiáng)烈抑制抗病毒因子Mx1的表達(dá)并顯著增強(qiáng)IAV的復(fù)制，這可能代表著IAV誘導(dǎo)ARDS的潛在機(jī)制之一[24]。此外，在生物標(biāo)志物的探索方面，Zhu等[25]通過巢式病例對(duì)照研究（n= 530）檢查了一組ARDS患者和危重病危險(xiǎn)對(duì)照組的全血miRNA譜，發(fā)現(xiàn)miR-181a和miR-92a是ARDS的風(fēng)險(xiǎn)生物標(biāo)志物，而miR-2424是保護(hù)性生物標(biāo)志物，這些結(jié)果改善了ARDS的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。同樣，Rahmel等[26]收集并分析了ICU入院后24小時(shí)內(nèi)119名ARDS患者的血液樣本和20名接受選擇性腹部非肝臟手術(shù)作為對(duì)照患者的總循環(huán)miRNA表達(dá)譜，鑒定出miR-122在血清中的表達(dá)上調(diào)是ARDS患者30天死亡率的早期和獨(dú)立危險(xiǎn)因素。最后，在治療過程的研究觀察，MSC的治療效果在肺部ARDS（ARDSp）和肺外ARDS（ARDSexp）之間miRNA的表達(dá)模式存在顯著差異[27]。其中，ARDSexp組血漿miR-2121和miR-27b水平顯著低于ARDSp組，而在ARDSp患者中，非存活組的血漿miR-26a和miR-27a水平則顯著低于存活組。這些研究均表明miRNA表達(dá)改變與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)在ARDS起病過程中起著重要作用。

4總結(jié)與展望

miRNA在ARDS中的研究很大程度上依賴于動(dòng)物模型、細(xì)胞模型。雖然從這些模型中得出的結(jié)果能夠指導(dǎo)進(jìn)一步的研究和臨床診治，但并不能直接運(yùn)用于臨床患者。若將當(dāng)前研究擴(kuò)展到人體肺組織甚至人類個(gè)體，則會(huì)提供更為直接、可靠的證據(jù)。綜上所述，miRNA的異常表達(dá)會(huì)影響ARDS的發(fā)展，適當(dāng)干預(yù)miRNA的表達(dá)對(duì)于ARDS的預(yù)防和治療可能非常重要。希望通過研究，能夠采用調(diào)控特定 miRNA的方法，改善ARDS患者的臨床癥狀及預(yù)后。

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（收稿日期：2018-10-22修回日期：2018-11-05）

（編輯：潘明志）