銀屑病相關(guān)的MicroRNA和細(xì)胞因子反饋表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀

李珺瑩，聶振華，張理濤

（天津市中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院，天津300120）

銀屑病是一種免疫介導(dǎo)的慢性炎癥性皮膚病，其發(fā)病與免疫、遺傳和環(huán)境等多種因素有關(guān)。盡管其發(fā)病機(jī)制仍有待全面闡明，但表觀遺傳網(wǎng)絡(luò)的失衡已被證明與銀屑病的發(fā)病及病情進(jìn)展關(guān)系密切[1]。微小核糖核酸（MicroRNA/miRNA）是一類長度為18～25個核苷酸組成的小分子非編碼RNA，通過促進(jìn)靶mRNA的降解和（或）抑制其翻譯過程而發(fā)揮負(fù)調(diào)控基因表達(dá)的作用，參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡等生物過程，并與銀屑病的發(fā)病相關(guān)[2]。目前，已報道有超過250個miRNA在銀屑病中異常表達(dá)[3]。銀屑病中miRNA的異常表達(dá)與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及細(xì)胞因子相關(guān)，且相互調(diào)節(jié)形成正/負(fù)反饋表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。

1 銀屑病相關(guān)的miRNA表達(dá)網(wǎng)絡(luò)

1.1 miR-21，轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β 和腫瘤壞死因子（TNF） miR-21是銀屑病中上調(diào)表達(dá)最多的miRNA之一，其在銀屑病發(fā)病中起重要作用[4]，也被認(rèn)為是銀屑病患者血液中的潛在標(biāo)志物[5]。miR-21的靶點(diǎn)之一是SMAD7，其是TGF-β1信號通路的拮抗劑[6]。TGF-β在銀屑病患者的血清和皮膚中表達(dá)增加，與皮膚炎性反應(yīng)相關(guān)。

而TGF-β1活化也觸發(fā)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞（KC）中miR-21的轉(zhuǎn)錄，因此，miR-21通過抑制SMAD7蛋白過度表達(dá)而維持自身的表達(dá)，形成正反饋回路[6]。

此外，miR-21下調(diào)角質(zhì)形成細(xì)胞中的金屬蛋白酶抑制劑（TIMP）-3。TIMP-3抑制TNF轉(zhuǎn)化酶，即去整合素-金屬蛋白酶17，該酶將TNF轉(zhuǎn)化為其可溶性活化TNF結(jié)構(gòu)，激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活劑3（STAT3），而STAT3是一個眾所周知的miR-21轉(zhuǎn)錄激活因子[7]。目前miR-21抑制劑已顯示治療銀屑病有效[4]。

1.2 miR-31和核轉(zhuǎn)錄因子（NF）-κB、Notch通路 miR-31在銀屑病患者血液和皮膚中的表達(dá)增加，在KC的增殖和分化、調(diào)節(jié)炎性介質(zhì)過程中發(fā)揮重要作用[2-3，8-10]。NF-κB是銀屑病發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵介質(zhì)，其參與多種免疫和炎性途徑，參與KC的增殖分化[10]。miR-31增強(qiáng)NF-κB的信號傳導(dǎo)，調(diào)節(jié)炎性介質(zhì)（TNF-α、IL-1、IL-6、IL-17 和 IL-22）的產(chǎn)生和刺激白細(xì)胞趨化。而在初始KC中，上述炎性介質(zhì)又增加了miR-31的表達(dá)[10]。絲氨酸/蘇氨酸激酶（STK）40是miR-31的靶點(diǎn)之一，miR-31通過NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對STK40起負(fù)調(diào)控作用；干擾miR-31后炎性趨化因子配體（CXCL）1/5/8、及IL1-β、IL-8的分泌和表達(dá)明顯降低，起到抑制局部炎性反應(yīng)的作用。研究證明miR-31還通過激活NF-κB抑制蛋白磷酸酶6（PPP6C）的表達(dá)促進(jìn)KC增殖。這樣，miR-31表達(dá)的增加活化了NF-κB信號通路，而活化的NF-κB產(chǎn)生的細(xì)胞因子又刺激了miR-31的表達(dá)，從而miR-31通過這種正反饋回路維持了其表達(dá)和NF-κB通路的持續(xù)活化[10]。

1.3 miR-155和TNF-α及干擾素（IFN）-γ 研究表明銀屑病皮損中miR-155的表達(dá)上調(diào)，與細(xì)胞增殖等多種過程關(guān)系密切[2-3，11]。miR-155的啟動子有3個NF-κB結(jié)合位點(diǎn)，NF-κB增強(qiáng)了miR-155的表達(dá)。miR-155通過抑制IL-4的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞向Th1 表型[2，12-13]分化。在 T 細(xì)胞活化期間，miR-155 的表達(dá)增加，可能導(dǎo)致慢性皮膚炎性反應(yīng)中CD4+細(xì)胞異常分化成幾個T細(xì)胞亞群[14]。在原代角質(zhì)形成細(xì)胞培養(yǎng)中，miR-155由TNF-α和IFN-γ誘導(dǎo)產(chǎn)生，這種誘導(dǎo)可能由NF-κB通路介導(dǎo)[15]。作為一種促炎性反應(yīng)的miRNA，miR-155也誘導(dǎo)TNF-α的產(chǎn)生。細(xì)胞因子信號抑制物（SOCS）1是細(xì)胞因子信號抑制物家族的成員之一，其是miR155的靶標(biāo)之一[15]。SOCS蛋白是STAT介導(dǎo)的細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路中至關(guān)重要的受體。SOCS1通過IFN-γ等，迅速啟動細(xì)胞內(nèi)信號，并向下游 IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ 等細(xì)胞因子傳遞。

miR-155的另一個靶標(biāo)是磷酸酶和張力蛋白同源基因（PTEN）[11，16]。PTEN 是一種抑癌基因，可以負(fù)性調(diào)控PI3K/AKT等信號通路，抑制細(xì)胞的生長和增殖。銀屑病皮損中PTEN的表達(dá)顯著降低，可能誘導(dǎo)PI3K/AKT信號通路活化，導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞的過度增殖和凋亡異常[11，17]?？偟膩碚f，前炎性因子如 TNF-α和 IFN-γ增加了 miR-155的表達(dá)，而miR-155通過靶向SOCS1和PTEN[11]，對細(xì)胞因子信號的進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)。通過這樣的正反饋通路，miR-155促進(jìn)了銀屑病皮膚炎性反應(yīng)的維持。此外研究發(fā)現(xiàn)miR-155在銀屑病皮損中表達(dá)增高，通過抑制其靶基因CTLA-4的表達(dá)可促進(jìn)新生血管的生成和介導(dǎo)炎性反應(yīng)而參與銀屑病的發(fā)病[3]。

1.4 miR-146a和NF-κB通路及IL-17 研究發(fā)現(xiàn)miR-146a是一個NF-κB途徑依賴性基因，其啟動因子有2個與NF-κB結(jié)合的位點(diǎn)。在慢性皮膚炎性反應(yīng)期間，其在抑制KC的先天免疫反應(yīng)中起著重要作用[18]。研究表明，miR-146a的靶點(diǎn)是IL-1受體相關(guān)激酶（IRAK）-1和TNF受體相關(guān)因子（TRAF）6，這2種蛋白是是NF-κB途徑的活化劑。此外，miR-146a靶向CARD10，一種G蛋白偶聯(lián)受體，也是一種NF-κB途徑的信號激活劑?？傊?，KC中的miR-146a表達(dá)受到正/負(fù)反饋回路效應(yīng)的影響；NF-κB增強(qiáng)了miR-146a的表達(dá)，同時其靶向調(diào)節(jié)NF-κB途徑的幾個增強(qiáng)子。目前研究顯示miR-146a在銀屑病皮損和外周血單核細(xì)胞中表達(dá)升高，特別是在CD4+CD25+T淋巴細(xì)胞中也升高，這說明miR-146a可能通過影響調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞（CD4+CD25+Treg）的功能在銀屑病發(fā)病中起到一定作用。

而有研究表明，miR-146在KC中持續(xù)增加，下調(diào)炎性趨化因子包括IL-8和CCL-20的表達(dá)，并與Toll樣受體（TLR）相關(guān)[19]。近期研究顯示，miR-146a遺傳缺陷的小鼠會導(dǎo)致皮膚炎性反應(yīng)的早期發(fā)作和惡化[20]，而miR-146a可抑制IL-17介導(dǎo)的皮膚炎性反應(yīng)?？梢姡琺iR-146a在銀屑病炎性反應(yīng)中的作用似乎更加復(fù)雜，其前體的多態(tài)性（G到C的變化）與銀屑病發(fā)病密切相關(guān)。此外，miR-146a在銀屑病炎性反應(yīng)中的作用似乎不僅僅是通過筆者所描述的反饋回路。首先，除了miR-146a，miR-146b在皮膚炎性反應(yīng)和增殖中也有調(diào)節(jié)作用[21]。第二，最近有研究表明miR-146a參與了EGF信號通路，直接靶向FERMT1，F(xiàn)ERMT1通過EGF信號調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖[21-22]。

1.7 miR-99a與IGF-1R miR-99家庭成員在調(diào)節(jié)皮膚和口腔黏膜上皮細(xì)胞的增殖和遷移中起著重要作用。銀屑病皮損中miR-99a的表達(dá)減少[2-3]。已知胰島素樣生長因子1受體（IGF-1R）與銀屑病的發(fā)病機(jī)制相關(guān)，在銀屑病中其表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)銀屑病皮損中基底層細(xì)胞的增殖。miR-99a直接靶向IGF1RmRNA從而促進(jìn)細(xì)胞緩慢增殖并誘導(dǎo)其分化。

此外，miR-99家族可以靶向IGF1信號通路中的另外兩種蛋白質(zhì)：Akt和mTOR[40]。有趣的是，在初始KC中，IGF1可增加miR-99a的表達(dá)。此外，發(fā)現(xiàn)miR-99a主要在表皮上部表達(dá)，IGF1R則主要在表皮的基底層表達(dá)，這可能是與miR-99a和IGF1R之間以正/負(fù)的方式相互作用有關(guān)。

1.8 miR-197和IL-22RA1/IL-17RA 與正常皮膚相比，在銀屑病皮損中miR-197表達(dá)下調(diào)[2-3]。目前發(fā)現(xiàn)miR-197可減少表皮細(xì)胞的增殖和遷移，并促進(jìn)KC分化。IL-22受體的亞單位IL-22RA1是KC中miR-197的有效靶點(diǎn)。IL-22RA1亞單位在銀屑病中過度表達(dá)。miR-197抑制IL-22RA1的表達(dá)可以部分解釋銀屑病皮損的過度增殖和角化不全的特征。此外研究還發(fā)現(xiàn)IL-22通過STAT3通路與KC中的受體結(jié)合，激活miR-197[23]。KC中miR-197的另一個有效靶點(diǎn)是IL-17受體的亞單位IL-17RA[24]。IL-17A，IL-17RA配體，是皮膚炎性反應(yīng)中表達(dá)上調(diào)最多的細(xì)胞因子之一。其主要由Th17和γδ-T細(xì)胞[25]分泌。IL-17A在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮了重要作用[26]。IL-17通過IκB激酶和應(yīng)激活化蛋白激酶的連接分子（CIKS）信號通路，促進(jìn)體內(nèi)KC的增殖并減少其分化。研究表明，miR-197抑制KC中IL-17RA，降低了CCL20的表達(dá)，而CCL20是T淋巴細(xì)胞和樹突細(xì)胞的化學(xué)誘導(dǎo)劑[24，27]。IL-17A通過與miR-197啟動子結(jié)合來增強(qiáng)miR-197表達(dá)[25]。因此，在KC中IL-22、IL-17的級聯(lián)反應(yīng)與miR-197之間存在正/負(fù)反饋回路調(diào)節(jié)模式。

2 銀屑病發(fā)病相關(guān)的其他miRNA的研究進(jìn)展

既往的研究中已經(jīng)報道了多種miRNA在銀屑病發(fā)病中有不同的作用，在近幾年的研究中，也發(fā)現(xiàn)了一些新的miRNA參與了銀屑病的發(fā)生發(fā)展過程，見表1。

表1 銀屑病中異常表達(dá)的miRNA及其靶基因和生物功能

3 結(jié)語

盡管miRNA研究是皮膚病學(xué)的一個新領(lǐng)域，但是有越來越多的證據(jù)表明其在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。不同的miRNA通過特定的細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路影響細(xì)胞因子的表達(dá)，參與銀屑病發(fā)病的不同環(huán)節(jié)并發(fā)揮調(diào)控作用。在銀屑病中多個差異表達(dá)的miRNA可能形成一個“表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)”共同促進(jìn)銀屑病的發(fā)生發(fā)展。這些異常表達(dá)的miRNA可能是銀屑病潛在的疾病標(biāo)志物以及治療的新靶點(diǎn)?？傊?，銀屑病領(lǐng)域相關(guān)miRNA調(diào)控的機(jī)制精細(xì)復(fù)雜，研究以miRNA為靶點(diǎn)的藥物而阻斷疾病的發(fā)生發(fā)展有著重要的意義，值得醫(yī)者們進(jìn)一步深入研究。