microRNA在眼部的表達(dá)及研究進(jìn)展

索金珊，王欣玲

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院眼科，中國(guó)醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院，遼寧省晶狀體學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng) 110005）

人類基因組中大約50%的DNA可以轉(zhuǎn)錄為RNA，其中只有不到2%的RNA翻譯成蛋白質(zhì)（mRNA），其余的98%不能翻譯成蛋白質(zhì)，這些不能翻譯成蛋白質(zhì)的RNA稱之為非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA），微小RNA（microRNA，miRNA）是一類內(nèi)源性非編碼 RNA，由20～22個(gè)核苷酸組成。miRNA通過(guò)完全或不完全互補(bǔ)配對(duì)，結(jié)合到靶mRNA的3'非翻譯區(qū)（untranslated regions，UTR），引起靶mRNA的降解或翻譯抑制，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)［1］。越來(lái)越多的研究者不斷地研究和探索發(fā)現(xiàn)在眼部正常組織及眼部相關(guān)疾病中miRNA的差異性表達(dá)，為眼部組織生長(zhǎng)發(fā)育及眼部組織疾病的研究提供了一個(gè)新的平臺(tái)。

1 miRNA在眼表及相關(guān)疾病中的表達(dá)

METLAPALLY等［2］首次測(cè)定了人類眼球不同發(fā)育階段鞏膜上miRNA的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)胎兒鞏膜上的miR-7b、miR-214、let-7c、let-7e、miR-103、miR-107和miR-98較成年人成倍增加，在不同發(fā)育階段鞏膜組織中miRNA表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在形覺(jué)剝奪誘導(dǎo)的近視小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，let-7a和miR-16呈倍數(shù)變化且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［3］，其中l(wèi)et-7a參與核因子Kappa B亞基（nuclear factor kappa B subunit，NF-κβ）信號(hào)通路，調(diào)控鞏膜基質(zhì)主要成分I型膠原蛋白的形成。

研究［4］發(fā)現(xiàn)，在角膜術(shù)后角膜上皮miR-151a-3p、miR-138-5p、miR-146b-5p、miR-194-5p、miR-28-5p和miR-181a-2-3p表達(dá)改變，在角膜鱗狀上皮miR-151a-3p、miR-195-5p、miR-185-5p和miR-194-5p表達(dá)改變，同時(shí)發(fā)現(xiàn)圓錐角膜上皮基底細(xì)胞層S100鈣結(jié)合蛋白A2（S100 calcium-binding protein A2，S100A2）高表達(dá)。miR-184（+8C＞A）和miR-184（+3A＞G）2個(gè)雜合子區(qū)突變后發(fā)現(xiàn)伴隨圓錐角膜病變［5］。但是在780例圓錐角膜患者中僅發(fā)現(xiàn)2例miR-184突變者，只能說(shuō)miR-184突變是圓錐角膜一個(gè)可能的原因。

在角膜炎中miR-183、miR-96和miR-182 能夠通過(guò)調(diào)節(jié)角膜內(nèi)神經(jīng)分布和內(nèi)在免疫細(xì)胞功能在銅綠假單胞菌角膜炎中發(fā)揮作用，敲除后，角膜炎癥反應(yīng)減輕［6］；miR-155［7］的表達(dá)加重單純皰疹性角膜炎的嚴(yán)重性；75個(gè)miRNA特異性表達(dá)于真菌感染的角膜上皮，miR-511-5p、miR-142-3p、miR-155-5p和miR-451a等表達(dá)可能在真菌感染的角膜上皮中參與調(diào)控?fù)p傷愈合過(guò)程，miR-451a表達(dá)增加與其靶基因、巨噬細(xì)胞遷移運(yùn)動(dòng)減少呈現(xiàn)一致性，可能具有很重要的調(diào)節(jié)功能［8］。

SEO等［9］發(fā)現(xiàn)在堿燒傷角膜損傷模型中，與血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-3（vascular endothelial growth factor receptor-3，VEGFR-3）3'端非編碼區(qū)連接的miR-466能夠抑制血管和淋巴管的形成。CAKMAK等［10］局部應(yīng)用貝伐單抗和舒尼替尼降低角膜新血管形成中VEGFR-2和VEGF-A的水平。miR-15b、miR-16和miR-126水平在舒尼替尼和貝伐單抗組中差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

MATTHAEI 等［11］發(fā)現(xiàn)在遲發(fā)性Fuchs角膜營(yíng)養(yǎng)不良（corneal endothelial dystrophy，F(xiàn)ECD）角膜內(nèi)皮中有78個(gè)miRNA表達(dá)下調(diào)，編碼內(nèi)切核糖核酸酶的DICER1呈現(xiàn)差異性低表達(dá)。

2 miRNA與晶狀體及相關(guān)疾病

研究［12］發(fā)現(xiàn)，在正常嬰兒及先天性白內(nèi)障患兒的中央?yún)^(qū)晶體上皮細(xì)胞中miR-182、miR-204和miR-124表達(dá)存在明顯差異。WANG等［13］在H2O2誘導(dǎo)的人晶狀體上皮細(xì)胞-B3（human lens epithelial cells-B3，HLE-B3）細(xì)胞氧化應(yīng)激白內(nèi)障模型中發(fā)現(xiàn)上調(diào)的miR-34a-5p和miR-630以及下調(diào)的miR-335-3p與年齡相關(guān)的核性白內(nèi)障的進(jìn)展有關(guān)。而在體外miR -181a的下調(diào)可能涉及抑制凋亡相關(guān)基因caspase-3（CASP-3），B細(xì)胞淋巴瘤相X蛋白（B-cell lymphoma associated protein X，Bax）和環(huán)氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達(dá)，以及抑制丙二醛（malondialdehyde，MDA）的產(chǎn)生減弱H2O2誘導(dǎo)的人晶狀體上皮細(xì)胞凋亡［14］。miR-211通過(guò)上調(diào)腫瘤蛋白p53和 Bax削弱了晶狀體上皮抗氧化應(yīng)激能力，促進(jìn)晶狀體上皮細(xì)胞的凋亡并抑制其分化［15］。這些miRNA在年齡相關(guān)性白內(nèi)障形成中扮演重要角色。

HOFFMAN等［16］分析發(fā)現(xiàn)，在小鼠白內(nèi)障手術(shù)后miR-184和miR-204在調(diào)控后發(fā)性白內(nèi)障的形成過(guò)程中有重要作用。miR-204-5p的在混濁組織明顯下調(diào)，而高水平miR-204-5P通過(guò)作用于下游的靶基因Smad4（small mother against decapentaplegic 4）而參與轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）TGF/Smad信號(hào)通路可促進(jìn)人晶狀體上皮細(xì)胞鈣黏素E的表達(dá)，抑制波形蛋白、平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)［17］。在不同類型的白內(nèi)障中miRNA可能扮演不同的角色，其結(jié)果影響了晶狀體細(xì)胞的凋亡和代謝，進(jìn)而影響晶狀體的透明性。

3 miRNA與視網(wǎng)膜及相關(guān)疾病

FENG等［18］發(fā)現(xiàn)，在激光誘導(dǎo)的大鼠脈絡(luò)膜新生血管組織中miR-539-5p可通過(guò)直接抑制趨化因子受體7（chemokine receptor 7，CXCR7）抑制體外人類視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞（human retinal microvascular endothelial cells，HRMECs）存活和血管形成，并在體內(nèi)抑制激光誘導(dǎo)的脈絡(luò)膜新生血管。H2O2處理的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞中miR-125b誘導(dǎo)表達(dá)，在氧化應(yīng)激過(guò)程中糖代謝受抑制，而miR-125b的過(guò)表達(dá)通過(guò)己糖激酶2途徑導(dǎo)致細(xì)胞糖代謝紊亂［19］。

目前大量有關(guān)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（retinoblastoma，RB）的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA能夠靶向作用于相同或不同的信號(hào)通路直接或間接地影響RB的發(fā)展，如miR-29a能夠抑制腫瘤的增殖、遷移和侵襲［20］，而miR-498等能加速RB的進(jìn)程［21］。

WANG等［22］發(fā)現(xiàn)基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和MMP-9同時(shí)靶向于miR-296-3p，miR-296-3p通過(guò)抑制細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，對(duì)脈絡(luò)膜惡性黑素瘤細(xì)胞產(chǎn)生抑制腫瘤的作用。

在糖尿病性視網(wǎng)膜病變研究中，miR-21能下調(diào)過(guò)氧化物酶體增殖劑激活受體-α（peroxisome proliferator-activated receptor-α，PPAR-α）水平，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血管損傷和細(xì)胞凋亡［23］。miR-200b/c通過(guò)抑制血管生成抑制蛋白2（vasohibin2，VASH2）對(duì)高葡萄糖誘導(dǎo)的HRMECs功能障礙具有保護(hù)作用［24］。這些miRNA可能為糖尿病性視網(wǎng)膜病變的患者提供更加精準(zhǔn)的治療方案，改善患者的生活質(zhì)量。

ANASAGASTI等［25］通過(guò)對(duì)視網(wǎng)膜色素變性小鼠視網(wǎng)膜miRNA的研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)最顯著的miRNA是miR-6240和miR-6970，顯著下調(diào)的是miR-20b-5p和miR-19b-3p。

4 miRNA與青光眼

在青光眼研究［26］中發(fā)現(xiàn)miR-450 可以通過(guò)改變生肌決定因子（myoblast determination，MyoD）家族蛋白來(lái)調(diào)節(jié)小梁網(wǎng)的牽拉力。

WECKER等［27］發(fā)現(xiàn)房水中miR-451a、miR-21和miR -16的水平與血漿中的高度一致，而房水中表達(dá)豐度前20的miRNA（如miR-184、miR-4448、miR-30a、miR-29a、miR-29c、miR-19a、miR-30d、miR-205、miR-24、miR-22和miR-3074）水平與血漿中反向相關(guān)。研究［28］發(fā)現(xiàn)在原發(fā)性開(kāi)角型青光眼（primary open-angle glaucoma，POAG）中，miR-125b-5p、miR-302d-3p和miR-451a在POAG表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，miR-122-5p可能靶向3種青光眼相關(guān)基因，參與黏著斑、緊密連接和TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)通路。

在青光眼視網(wǎng)膜中miR-181c、miR-497、miR-204、let-7a、miR-29b、miR-16、miR-106b和miR-25表達(dá)下調(diào)，與細(xì)胞外基質(zhì)、免疫系統(tǒng)、細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo)通路、蛋白酶級(jí)聯(lián)通路有關(guān)［29］。上調(diào)的miR-93-5p能夠通過(guò)蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白（protein kinase B/mammalian target of rapamycin，PKB/Mtor）途徑抑制N-甲基-D天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）誘導(dǎo)的青光眼中視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞自噬作用［30］。miRNA通過(guò)作用于與房水生成及房水排出相關(guān)的組織及通路來(lái)影響眼壓的波動(dòng)及視神經(jīng)的狀態(tài)，從而在青光眼的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

隨著基因測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，miRNA在眼部生物功能和致病機(jī)制的研究更加深入，這些miRNA在眼部組織及疾病中的角色仍然是研究者們探索的熱點(diǎn)，需要研究者理性地對(duì)待基因測(cè)序，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地進(jìn)行科學(xué)探索，為眼部疾病的診斷和治療提供新的思路和方法。