microRNAs 在年齡相關(guān)性黃斑變性發(fā)病機制中的研究進展

張麗麗， 高自清

（蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院眼科， 安徽 蚌埠233004）

年齡相關(guān)性黃斑變性 （age－related macular degeneration， AMD） 是我國50 歲以上人群致盲性疾病之一， 是一種視網(wǎng)膜黃斑區(qū)的退行性病變，預(yù)計到2020 年會影響全球1.96 億人［1］。 研究表明， 氧化應(yīng)激、 炎癥和新生血管生成等在AMD 的疾病發(fā)展過程中起關(guān)鍵作用［2］。 也有研究表明，microRNAs （miRNAs） 調(diào)控序列的改變或miRNAs信號通路的失調(diào)可能成為AMD 發(fā)生、 發(fā)展的關(guān)鍵因素［3］。

1 miRNAs 簡介

miRNAs 是一類大約由17～25 個核苷酸組成的小分子非編碼單鏈RNA， 通過降解mRNA 或抑制翻譯來調(diào)控基因的表達， 導(dǎo)致復(fù)雜的病理生理學機制［4］。 自1993 年發(fā)現(xiàn)以來， miRNAs 已被證明在造血系統(tǒng)、 神經(jīng)系統(tǒng)、 胚胎組織發(fā)育等的病理生理過程中發(fā)揮重要作用， 并成為研究的熱點［5－6］。 近年來， miRNAs 在眼睛發(fā)育、 眼內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和眼部疾病中的作用研究表明， 其異常表達與眼部疾病發(fā)生、 發(fā)展及預(yù)后存在著密切聯(lián)系［7］。有研究表明， miRNAs 參與視網(wǎng)膜病理性新生血管形成［8］。 并且近年來體內(nèi)外研究顯示miRNAs 可能與AMD 的發(fā)生直接相關(guān)。

2 miRNAs 在AMD 中的作用

AMD 有兩個分期： 早期和晚期。 早期AMD的特征在于視網(wǎng)膜色素上皮細胞（RPE） 的改變，以在RPE 和布魯赫膜之間形成玻璃疣及病理沉積物的出現(xiàn)為主要表現(xiàn)［9］。 晚期AMD 包括干性和新生血管性（濕性） 兩種類型， 干性AMD 以玻璃膜疣、 RPE 異常和地圖樣萎縮改變?yōu)橹饕卣鳎?而濕性AMD 則是以脈絡(luò)膜血管異常生長為主要病理特點［10］。 特異性miRNAs 表達失調(diào)和生物學機制的改變均與視網(wǎng)膜疾病有關(guān)， 包括AMD［11－12］。 由于病理性新生血管形成在AMD 晚期發(fā)揮關(guān)鍵作用， 探討miRNAs 對其調(diào)控作用可能有助于這一疾病的診治。 有研究發(fā)現(xiàn)， miR－126、 miR146a、miRNA－23 ～27 ～24 簇等多種miRNAs 參與了眼新生血管內(nèi)皮細胞形成過程［8］。 有研究揭示了許多miRNAs 在脈絡(luò)膜新生血管（CNV） 形成中的重要功能［3］， 與目前的藥劑不同， 這些miRNAs 可以靶向調(diào)控CNV 生成過程中的多種組分， 可能成為現(xiàn)有治療濕性AMD 的抗血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）藥物的替代物。

2.1 miR－126 miR－126 定位于表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域7 （EGFL7） 中， 是一種具有血管內(nèi)皮特異性表達的基因， 其異常表達與血管內(nèi)皮損傷及病理性新生血管形成有關(guān)［13］。 有研究證實miR－126可通過促進絲裂原活化蛋白激酶（MAPK） 和磷脂酰肌醇3 激酶（PI3K） 的表達影響多種腫瘤的新生血管形成［14］。 Zhou 等［15］研究發(fā)現(xiàn)， miR－126可通過抑制細胞內(nèi)新生血管信號抑制劑Spred－1 的表達， 而加強VEGF 和成纖維細胞生長因子的作用， 從而促進 血 管形成。 Fish 等［16］研究表明，miR－126 過表達可通過調(diào)控VEGF／PI3K／AKT 通路， 從而促進血管形成、 腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移。Wang 等［17］研究表明， miR－126 在激光誘 導(dǎo) 的CNV 小鼠眼中下調(diào)， miR－126 表達下降與VEGF－A、KDR （激酶插入結(jié)構(gòu)域受體） 和Spred－1 的mRNA 和蛋白水平增加有關(guān)， miR－126 水平的恢復(fù)可逆轉(zhuǎn)CNV 小鼠模型中的這些因子mRNA 及蛋白的增加并抑制CNV 形成， 揭示了miR－126 在CNV中的關(guān)鍵作用。 miR－126 可降低VEGF－A 水平來影響其下游途徑， 從而減輕CNV 的嚴重程度， 進而影響AMD 的發(fā)展。 由此可見， miR－126 在病理性新生血管形成中具有雙向調(diào)節(jié)作用。

2.2 miR－184 miR－184 在RPE 中高度表達， 并且在神經(jīng)發(fā)育和細胞凋亡過程中起重要作用［18］。研究發(fā)現(xiàn)， RPE 細胞中miR－184 通過靶基因Ezrin（EZR） 和溶酶體相關(guān)膜蛋白1 （LAMP－1） 共同參與吞噬泡的形成， 在成人RPE 細胞中， miR－184 的抑制導(dǎo)致了EZR 蛋白的上調(diào)， 并下調(diào)了LAMP－1 的表達， 從而誘發(fā)EZR－LAMP－1 蛋白表達水平降低， 影響正常RPE 細胞的吞噬活性； 通過AMD 患者與正常人RPE 細胞中miR－184 對比發(fā)現(xiàn)， miR－184 在AMD 患者的表達水平下調(diào)， 表明視網(wǎng)膜變性可能是miR－184 表達下調(diào)導(dǎo)致RPE功能失調(diào)而引起的［18］。 AKT2 是PI3K 通路的主要下游效應(yīng)物， 可以激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR） 通路［19］。 AKT／mTOR 通路的激活可以刺激RPE 的去分化、 增殖、 遷移和肥大， 被認為是AMD 形成中重要的病理過程。 有研究表明， AKT2是miR－184 的直接靶標， miR－184 可能是通過抑制AKT2／mTOR 信號通路促進RPE 的分化， 而在AMD 患者的黃斑－脈絡(luò)膜區(qū)RPE 細胞中發(fā)現(xiàn)AKT2上調(diào)， 尤其在干性AMD 患者中， 表明基于miR－184 的輔助療法和mTOR 阻滯劑（如雷帕霉素）可能成為AMD 治療的潛在方法［20］。

2.3 miRNA－23 ～27 ～24 基因簇 CNV 中的免疫炎癥反應(yīng)和病理性血管生成是AMD 患者視力喪失的關(guān)鍵因素。 miRNA－23 ～27 ～24 基因簇編碼的miRNAs 在內(nèi)皮細胞中高度表達。 在CNV 中，miRNA－23 ～27 ～24 基因簇上調(diào)， 其中miR－23 和miR－27 通過靶向Sprouty2 和Sema6A 調(diào)控MAPK和VEGF， 促進血管生成， 并且Sprouty2 和Sema6A在血管生成途徑中具有負反饋作用［21］。 miR－23a抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的RPE 細胞凋亡是通過靶向上調(diào)的FAS 來發(fā)揮作用的， 在AMD 患者中發(fā)現(xiàn)miR－23a 表達下調(diào)可能加速AMD 的病變進程［22］。Zhou 等［23］發(fā)現(xiàn)miR－24 在內(nèi)皮細胞中過表達可抑制壓力纖維和片狀偽足的形成， 從而抑制肌動蛋白細胞骨架路徑中多個組分的形成， 并且在血管內(nèi)皮細胞的遷移、 增殖及新生血管的形成過程中起到抑制作用。 由于AMD CNV 形成過程中也涉及內(nèi)皮細胞的增殖、 遷移等病理過程， 所以miR－24可能在濕性AMD 中發(fā)揮重要作用。 由此可見， 對miRNA－23～27～24 基因簇的調(diào)控可能于新生血管性AMD 疾病具有重要的治療意義。

2.4 miR－150 巨噬細胞是AMD 的主要浸潤性炎性細胞， 是導(dǎo)致老年人失明的重要因素之一［24］。在衰老巨噬細胞中， 上調(diào)的miR－150 參與調(diào)控衰老巨噬細胞所引起質(zhì)膜脂質(zhì)的廣泛破壞， 顯著降低內(nèi)皮細胞功能， 并特異性抑制內(nèi)皮細胞中多種血管生成調(diào)節(jié)因子CXCR4、 DLL4 和FZD4 的表達而不會改變VEGF、 VEGFR－1 和VEGFR－2 的表達水平［25］。 此外， Wang 等［26］研究發(fā)現(xiàn)， miR－150在小鼠巨噬細胞和AMD 患者的人外周血單個核細胞（PBMC） 中表達均上調(diào)， 通過靶向調(diào)控硬脂酰CoA 去飽和酶2 （Scd2） 干預(yù)巨噬細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和病理性新生血管生成。 此發(fā)現(xiàn)為衰老巨噬細胞病理性改變提供了潛在機制， 并可能成為新的治療靶標和候選生物學標志物。 因此， 內(nèi)皮細胞miR－150 是眼部新血管形成的內(nèi)源性抑制劑，可能成為病理性眼部新生血管形成的靶向治療藥物。

2.5 miR－146a miR－146a 是一種與進展性、 年齡相關(guān)性、 炎癥性、 神經(jīng)退行性等疾病有關(guān)的miRNA［27］。 miR－146a 已在AMD 患者的血漿和視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)， 并在用脂多糖（LPS） 刺激的單核細胞中被上調(diào)［28－29］。 多項研究已經(jīng)證實， miR－146a是先天免疫反應(yīng)的關(guān)鍵抑制因子， 在受影響的人神經(jīng)細胞如星形膠質(zhì)和小膠質(zhì)細胞中上調(diào)， 導(dǎo)致補體因子H （CFH） 下調(diào)， 從而促進AMD 的進展［30］。 靶向miR－146a 已被建議作為減緩AMD 進展的潛在治療策略［31］。 但有研究發(fā)現(xiàn)， miR－146a可干擾白介素－1 受體相關(guān)激酶－1 （IRAK1） 和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6 （TRAF6） 的表達， 并且直接下調(diào)IL－6 水平， IRAK1 和TRAF6 是核因子－κB （NF－κB） 通路的調(diào)控因子， 阻礙其翻譯可抑制促炎細胞因子的釋放［32］。 因此， miR－146a 也可能是新生血管性AMD 和炎癥的保護性調(diào)節(jié)因子［33］。 miR－146a 與CFH 在AMD 發(fā)病機理中的潛在作用尚不明確仍需進一步研究。

2.6 miR－155 miR－155 不僅參與血管生成， 還調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜中的炎癥反應(yīng)， 并成為AMD 治療干預(yù)的主要候選者［34］。 miR－155 的表達是由AMD 相關(guān)炎性細胞因子誘導(dǎo)的， 包括TNF－α、 IFN－β、IFN－γ 等［35］。 研究表明， miR－155 與miR－146a具有大約45%的序列同源性， 可通過CFH 3′非翻譯區(qū)（3′－UTR） 中部分重疊互補RNA 結(jié)合位點調(diào)節(jié)大腦和視網(wǎng)膜CFH 的表達［36］。 Kutty 等［37］通過對暴露于炎癥細胞因子混合物的人RPE 細胞中miRNA 表達的研究發(fā)現(xiàn)， RPE 細胞中miR－155 表達與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄活化因子1 （STAT1） 的表達同時增加， 而該過程均可被 Janus 家族激酶（JAK） 抑制劑有效抑制， 說明這些炎性細胞因子可能通過激活JAK／STAT 信號傳導(dǎo)途徑來上調(diào)miR－155 的表達而影響CNV 的嚴重程度。 在濕性AMD 的CNV 模型中， 下調(diào)的miR－155 通過PI3K／Akt 途徑減少了視網(wǎng)膜新生血管形成［38］。 miR－155在視網(wǎng)膜變性疾病中的作用有待進一步研究， 因為其參與炎癥反應(yīng)、 補體激活和新生血管形成，這些都是AMD 發(fā)病的主要機制。

2.7 miR－181a miR－181a 在視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜組織中大量表達。 一項體外研究發(fā)現(xiàn)， 缺氧增加了miR－181a 在脈絡(luò)膜內(nèi)皮細胞中的表達， 并提示miR－181a 通過抑制細胞遷移和增殖而起到抗血管生成作用［39］。 然而， miR－181a 在體內(nèi)病理生理性血管形成過程中的作用尚未得到證實。 在病理條件下， 視網(wǎng)膜內(nèi)皮細胞分泌的促血管生成因子和抗血管生成因子失衡， 并且VEGF 的過表達在眼部血管生成的發(fā)病機制中起著重要作用。 有研究表明， VEGF 和Bcl－2 在血管生成活性之間存在互惠關(guān)系， 后者是一種抗氧化劑和抗凋亡的駐留線粒體蛋白， VEGF 介導(dǎo)的血管生成和內(nèi)皮細胞存活率的提高與Bcl－2 的表達有關(guān)， Bcl－2 在體內(nèi)增強VEGF 表達和新生血管形成［40］。 研究表明， 在人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細胞（HREC） 中， miR－181a 過表達顯著下調(diào)了Bcl－2 和VEGF 的表達； 除了Bcl－2，miR－181a 還可直接靶向調(diào)控MAPK1， 由于VEGF在內(nèi)皮細胞中作為MAPK1 的有效激活劑， MAPK1可負責傳遞VEGF 依賴性的抗凋亡信號； 在HREC中， miR－181a 的過表達顯著抑制了MAPK1 的表達， 表明miR－181a 通過干擾MAPK1／VEGF 信號發(fā)揮抗血管生成作用［41］。 因此， miR－181a 對MAPK1 信號的調(diào)節(jié)可能為異常眼部新生血管形成提供一個治療窗口。

3 小結(jié)與展望

AMD 是一種與年齡相關(guān)的多因素疾病， 也是我國老年人中樞性視力喪失的主要原因。 許多研究表明， miRNAs 在AMD 發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用， 通過不同機制參與到AMD 的病程發(fā)展中，因此不僅是AMD 新標志物的潛在候選者， 也有可能成為AMD 的潛在治療新靶點。 但絕大部分miRNAs 的功能尚不清楚。 因此， 仍需進一步深入研究miRNAs 在AMD 疾病中的具體作用機制。