肝臟特異性基因miR-129-5p在肝臟疾病中的研究進展

茍小軍 陳連云 朱一冰

微小RNA(microRNA，miRNA，miR)是一類內(nèi)源性含22～24 個氨基酸的小非編碼RNA，廣泛存在于線蟲、動物、植物以及人類機體中[1,2]。miRNA能特異性結(jié)合mRNA的 3′-非翻譯區(qū)(3′-untranslated region， 3′UTR)，負向調(diào)節(jié)mRNA，從而降低靶蛋白的含量[3,4]。大量研究顯示，miRNAs對人體多種生理和病理活動產(chǎn)生影響，如細胞的生長、分化、凋亡、糖脂代謝以及癌變等[5,6]。近年來，關(guān)于miR-129-5p在各類疾病尤其是腫瘤中的研究受到研究者和專家的青睞，相關(guān)的報道呈增長趨勢[7]。因此，本文就miR-129-5p在肝臟疾病中的作用及相關(guān)機制做一綜述。

一、miR-129-5p基本概況

1.miR-129-5p的生成：miR-129-5p是miR-129的家族成員之一[8]。哺乳動物中，miR-129常包含兩種前體：miR-129-1(基因ID: 406917)和miR-129-2(基因ID: 406918)，兩者均存在“UUUUUGC”序列。分別在miR-129前體miRNA的5′和3′端進行剪切，則形成miR-129-5p和miR-129-3p兩個成熟的miRNA[8，9]。研究顯示，miR-129-5p 是miR-129-1和miR-129-2共同轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，同時是其發(fā)揮作用的主要體現(xiàn)者[10]。

2.miR-129-5p的表達與調(diào)控：2011年，Brest等首次在甲狀腺癌細胞中發(fā)現(xiàn)miR-129-5p參與組蛋白去乙?；敢种苿?histone deacetylase inhibitor，HDACI)的抗腫瘤活性，并促進腫瘤細胞的凋亡。此后，Liu等在肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)中也發(fā)現(xiàn)相似結(jié)果。到目前為止，已證實miR-129-5p參與多種實體腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程，如胃癌、結(jié)腸癌、子宮內(nèi)膜癌等。miR-129-5p不僅能參與腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲、遷移過程，還能調(diào)控細胞對藥物的耐藥性[9～11]。近年來，miR-129-5p在白血病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎以及肝臟等相關(guān)疾病中也得到研究者的廣泛關(guān)注[12]。

與健康的肝細胞比較，HCC細胞中 hsa-miR-129-2 會發(fā)生超甲基化，其表達顯著抑制[13]。胃癌、子宮內(nèi)膜癌、骨肉瘤等疾病細胞中，也發(fā)生超甲基化的現(xiàn)象[14]。若抑制miR-129-2 基因去甲基化，則能增加miR-129-5p 的表達含量。此外，miR-129-5p的表達還會受其他因素的影響，如HepG2細胞中， Myc、Zeste增強子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)和組蛋白去乙?；?(histone deacetylase 3，HDAC3)等組合成復(fù)合體，與Pri-miR-129-2 啟動子部位相連接，miR-129-5p的表達受到抑制[15]。

二、miR-129-5p在肝臟相關(guān)疾病中的研究現(xiàn)狀

1.miR-129-5p參與調(diào)控丙型肝炎病毒:丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV) 是一種嗜肝性RNA病毒，會導(dǎo)致嚴重的肝損傷。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計顯示，全球超過1.8億人感染HCV，且每年新發(fā)生率較高。傳統(tǒng)的治療方案效果欠佳且存在明顯的不良反應(yīng)，而新型的抗病毒藥物也存在一定的局限性。近年來，關(guān)于miRNA與HCV關(guān)系的研究顯示，miR-122a、miR-130a和miR-141會促進HCV的復(fù)制，而miR-448、miR-130a、miR-199a能抑制HCV的感染[16,17]。因此，尋找特異性miRNA以及發(fā)掘多種miRNA之間的關(guān)系，對于基因分型較好的 HCV 感染者來說，具有重要的意義。Shaker等根據(jù)Metavir分期，將145例埃及HCV相關(guān)慢性肝病(HCV-associated chronic liver disease，HCV-CLD)患者分類，發(fā)現(xiàn)在F3和F4階段患者血清中的miR-126、miR-129、miR-203a和miR-223明顯上調(diào)，其中miR-129的AUC為0.643[18]。由此可見，miR-129可能是HCV-CLD疾病分期的生物學(xué)標志物。Renhua等[19]通過“變化到變化”的方法集中研究HCV患者中正、負調(diào)控的miRNA和mRNA。結(jié)果顯示，miR-129會與QKI miRNA的 3′UTR處結(jié)合，從而下調(diào)其翻譯。同時，starBase數(shù)據(jù)庫也顯示，has-miR-129-5p與抑癌藥QKI存在聯(lián)系，且具有較高的皮爾遜相關(guān)系數(shù)。HCV疾病的發(fā)生、發(fā)展非單個基因失調(diào)表達的結(jié)果，而是多個信號途徑影響的結(jié)果。關(guān)于miR-129-5p在HCV中作用的研究才剛剛開始，未來需要深層次的研究miR-129-5p及相關(guān)miRNA在HCV的分子機制，從而尋找到可能應(yīng)用于HCV靶向治療的新型小分子miRNAs。

2.miR-129-5p在乙型肝炎中的作用:乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)是常見的通過血液、體液或母嬰等方式傳播的傳染病之一[20]。鑒于miR-129-5p在肝臟中扮演著重要角色，因此，科研工作者研究miR-129-5p是否也影響著 HBV 病毒表達和復(fù)制。Jian等[21]研究發(fā)現(xiàn)，HBV發(fā)展過程中，miR-129-2靶向其3′UTR，表達下降。進一步研究顯示，轉(zhuǎn)染的miR-129-5p外源性miRNA模擬物mimics中，通過下調(diào)YY1表達含量，上調(diào)性別決定區(qū)Y框蛋白4(sex-determining region Y box 4,Sox4)的轉(zhuǎn)錄，從而促進HBV的復(fù)制。一方面，HBsAg與Sox4直接相互作用阻止Sox4降解，增加其含量；另一方面，具有DNA結(jié)合能力的HMG盒與病毒基因組直接結(jié)合，進一步促進HBV的復(fù)制。由此可見，對于慢性乙型肝炎患者來說，能通過增加miR-129-5p表達量來限制HBV的復(fù)制與增殖。

3.miR-129-5p參與酒精性肝病:酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)是長期酗酒導(dǎo)致的一種慢性肝臟疾病，其發(fā)展包括脂肪變性、脂肪性肝炎、肝硬化，甚至發(fā)展成HCC[22]。隨著人們對ALD發(fā)病機制的深入研究，其機制除了包括早期經(jīng)典的以氧化應(yīng)激(oxidative stress，OS)和脂質(zhì)過氧化為軸心的“二次打擊”學(xué)說，尚有線粒體損傷、能量代謝失衡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、肝循環(huán)障礙、自噬及腸道菌群失調(diào)等[23～25]。基于“腸-肝”軸(gut-liver axis)學(xué)說在ALD中所扮演的角色，Ren等采用PCR檢測了ALD患者中乙狀結(jié)腸活檢標本及乙醇誘導(dǎo)分化的Caco-2細胞中miR-129-5p水平。結(jié)果顯示ALD患者中miR-129-5p表達水平升高，同時miR-129-5p通過抑制乙醇誘導(dǎo)的腸上皮細胞通透性，抑制跨上皮電阻(transepithelial electrical resistance,TER)、緊密連接蛋白occludin和 ZO-1蛋白的表達。

4.miR-129-5p參與調(diào)控肝纖維化:肝纖維化是肝臟對各種慢性損傷因素產(chǎn)生的一種修復(fù)性應(yīng)答反應(yīng)，主要表現(xiàn)為細胞外基質(zhì)(extracellular matrixc，ECM)合成與降解失衡，從而在肝臟中過度沉積[26]。眾所周知，肝星狀細胞(hepatic stellate cell, HSC)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨瘧B(tài)是肝纖維化的中心環(huán)節(jié)[26]。受損的肝臟分泌多種細胞因子，促進HSC活化轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞(myofibroblast，MFB)，MFB合成大量ECM，從而促進肝纖維化的發(fā)展[26,27]?，F(xiàn)已有許多研究證實，miRNAs是一類基因表達調(diào)控因子，參與HSC細胞的增殖、活化與凋亡。TargetScan數(shù)據(jù)庫預(yù)測，人Ⅰ型膠原蛋白(COL-1)與miR-129-5p存在密切的聯(lián)系。研究表明，在系統(tǒng)性硬化癥(systemic sclerosis, SSc)纖維化中，miR-129-5p含量降低，同時伴隨著結(jié)締組織生長因子和COL-1的減少。在OPN誘導(dǎo)的HSC和纖維化組織中，miR-129-5p明顯下降；若上調(diào)其含量，則COL-1和α-SAM的表達減弱，并且促進HSC的增殖。類似地，HSC中轉(zhuǎn)染miR-129-5p模擬物后，COL-1表達降低；相反地，細胞中轉(zhuǎn)染AS-miR-129-5p，COL-1明顯增加。此外，熒光素酶報告基因測定也顯示LX-2細胞中過表達pre-miR-129-5p，通過抑制其轉(zhuǎn)錄后活性直接靶向COL-1α1mRNA的3′-UTR[27]。以上研究提示，miR-129-5p能直接與膠原蛋白的mRNA直接結(jié)合，從而調(diào)控HSC地增殖、凋亡。

5.miR-129-5p參與調(diào)控HCC:HCC是最常見的消化系統(tǒng)腫瘤之一，其術(shù)后復(fù)發(fā)和肝內(nèi)轉(zhuǎn)移發(fā)生率也較高。目前，關(guān)于miR-129-5p在肝病中的生物學(xué)作用及臨床治療的相關(guān)研究主要集中在HCC中。微陣列技術(shù)報告顯示，與正常對照組比較，HCC組織中miR-129水平會出現(xiàn)失調(diào)。Liu等在肝癌細胞中上調(diào)miR-129-5p，腫瘤細胞的凋亡增加；體內(nèi)研究也顯示，增加其表達，腫瘤的體積會明顯縮小，且遷移能力降低。進一步研究顯示，miR-129-5p能與3′UTR兩個位點相結(jié)合，降低含纈酪肽蛋白(valosine-containing proteins，VCP)的表達，抑制IκBα的降解。IκBα是NF-κB的抑制劑，因此，miR-129-5p可能協(xié)同VCP，通過激活NF-κB信號通路影響癌細胞的生長、凋亡和遷移。此外，HCC組織和細胞PCR檢測顯示，miR-129-5p與核富集豐富轉(zhuǎn)錄本1(nuclear enriched abundant transcript 1,NEAT1)的表達呈負相關(guān)，而過表達NEAT1通過調(diào)節(jié)VCP/IκB抑制miR-129-5p的表達，促進HCC細胞的增殖。從TCGA數(shù)據(jù)庫中篩查出50例正常組織和274例HCC組織，結(jié)果顯示，鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅳ(calcium calmodulin-dependent protein kinase Ⅳ, CAMK4)可能是miR-129-5p另一種靶基因，且miR-129-5p高表達組的生存率高于miR-129-5p低表達組別。CAMK4在肝癌組織、HepG2和BEL-7402細胞中均呈低表達狀態(tài)，抑制細胞增殖、遷移和侵襲，并促進細胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，miR-129-5p通過抑制有絲分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)的激活，降低CAMK4的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制腫瘤。在線靶基因預(yù)測發(fā)現(xiàn)，高遷移率族蛋白 1(high mobility group box 1，HMGB1)是 miR-129-5p 的靶基因，并有研究證實，HCC中前列腺癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(prostate cancer associated transcript 1, PCAT-1)能充當(dāng)內(nèi)源性RNA直接與miR-129-5p結(jié)合，并逆轉(zhuǎn)HMGB1的表達。PCAT-1/miR-129-5p/HMGB1也許是HCC診斷和治療的潛在靶標。這些研究結(jié)果使我們對 HCC 的分子機制有了進一步的了解，也使我們意識到miR-129-5p在臨床應(yīng)用方面存在巨大潛力。

三、展 望

綜上所述，現(xiàn)今對肝臟疾病的研究通過 miRNA 已漸漸深入到基因水平，自發(fā)現(xiàn)miR-129-5p以來，其在肝病發(fā)生、發(fā)展中的作用及關(guān)鍵機制正被探索著。本文主要總結(jié)了miR-129-5p在HBV、HCV、ALD、肝纖維化以及HCC中的表達及調(diào)控機制，即miR-129-5p能調(diào)控細胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡等生物學(xué)過程，最終調(diào)控肝臟疾病的發(fā)生與發(fā)展。這為肝臟相關(guān)疾病的診斷與治療提供了新的思路與理論依據(jù)。目前，腫瘤藥物QKI等在肝臟疾病中研究應(yīng)用，增強了人們開發(fā)miR-129-5p干預(yù)藥物的信心。此外，miR-129-5p激動劑、拮抗劑以及敲基因技術(shù)等相繼被開發(fā)，在肝臟疾病模型中使用研究。

目前人們對miR-129-5p認識并不全面。一方面，miR-129-5p在肝病診斷研究尚處于初期階段，其相關(guān)報道較少，且可能由于研究方法的不同，結(jié)果上不一致；另一方面，miR-129-5p調(diào)節(jié)肝臟疾病具體的機制仍知之甚少，對miR-129-5p的研究主要集中在其調(diào)控某一個基因?qū)Ω尾“l(fā)生、發(fā)展的影響，如CAMK4、VCP等，對相關(guān)信號通路的研究卻相當(dāng)稀少；如何干預(yù)疾病某一環(huán)節(jié)以更好地誘導(dǎo)其逆轉(zhuǎn)或抑制其發(fā)展過程，仍有待于深入研究。除此之外，在調(diào)控肝臟生理及病理功能中，miR-129-5p并非單一的miRNA，故miR-129-5p與多種miRNAs之間的相互關(guān)系有待于進一步探索與思考。