miR-150 與肺部疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

蔡 茜 陳思睿 朱應(yīng)群

1.湖南省長(zhǎng)沙市第三醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，湖南長(zhǎng)沙 410015；2.湖南省長(zhǎng)沙市第三醫(yī)院急癥醫(yī)學(xué)科，湖南長(zhǎng)沙 410015

微RNA（microRNA，miRNA）為近些年生物標(biāo)志物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。它是一類(lèi)廣泛存在于真核細(xì)胞中、長(zhǎng)度為21～25 個(gè)核苷酸、高度保守進(jìn)化的內(nèi)源性非編碼單鏈小分子RNA，幾乎存在于全部生物體中。其中，存在于人體中的miRNA 超過(guò)2500 個(gè)，雖然只占人類(lèi)基因的2%，卻有約1/3 的mRNA 受其調(diào)控[1]。研究表明，miRNA 通過(guò)和靶基因mRNA 的3’UTR端結(jié)合形成完全或不完全互補(bǔ)，通過(guò)翻譯抑制或切割裂解的方式在轉(zhuǎn)錄和翻譯層面負(fù)向調(diào)控基因的表達(dá)，進(jìn)而影響機(jī)體穩(wěn)態(tài)和疾病中各類(lèi)細(xì)胞的變化過(guò)程[2-3]。已有研究證實(shí)，miRNA 參與調(diào)節(jié)了細(xì)胞的增殖、分化、遷徙、凋亡以及血管增生等過(guò)程[4]。miR-150 在節(jié)肢動(dòng)物、線蟲(chóng)綱動(dòng)物及哺乳動(dòng)物中廣泛存在，是高度保守的miRNA 家族中的一員。miRNABase 及PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)資料中顯示，hsa-miR-150 定位于19q13.33，共22 個(gè)核苷酸序列[5]。miR-150 作為miRNA家族中的一員，目前已在各領(lǐng)域取得一些成果，可以在循環(huán)血中檢測(cè)到。研究表明，miR-150 通過(guò)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-βⅡ型受體（transforming growth factor beta receptorⅡ，TGFBRⅡ）調(diào)控上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞的分化[6]，并能通過(guò)靶向抑制程序性細(xì)胞死亡蛋白4（programmed cell death 4，PDCD4）來(lái)促進(jìn)細(xì)胞遷移，侵襲和增殖等[7]。本文將針對(duì)miR-150 與肺部疾病的關(guān)系及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 miR-150 與肺癌

肺癌是最常見(jiàn)的惡性腫瘤，在全球癌癥相關(guān)死因中位居第一[8-9]。目前主要研究的是miR-150 與非小細(xì)胞肺癌（non-small-cell lung carcinoma，NSCLC）的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，miR-150 在NSCLC 細(xì)胞中出現(xiàn)顯著上調(diào)，作為致癌基因在肺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。通過(guò)抑制miR-150-5p 可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，下調(diào)miR-150 的表達(dá)可導(dǎo)致絲氨酸激酶（serine kinase，AKT）信號(hào)通路失活，從而抑制NSCLC 細(xì)胞的活性和腫瘤細(xì)胞的移動(dòng)遷徙性[10]。抑癌基因肝激酶B1（liver kinase B1，LKB1）是位于19p13.3 的一段基因片段，基因全長(zhǎng)23 kb，主要編碼絲/蘇氨酸蛋白激酶。LKB1在NSCLC 細(xì)胞的增殖調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用[11]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-150-5p 靶向LKB1 的細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，LKB1 的過(guò)表達(dá)可減輕miR-150-5p 的促瘤功能，表明miR-150-5p 在NSCLC 中可能通過(guò)抑制抑癌基因LKB1 而促進(jìn)肺癌[12]。以上研究均表明，miR-150-5p能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移，減少細(xì)胞凋亡。miR-150 還參與了肺腺癌中表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor tyrosine kinases inhibitor，EGFR-TKI）耐藥[13]。在NSCLC 組織中miR-150 過(guò)表達(dá)具有預(yù)后價(jià)值，NSCLC 患者血清中miR-150 水平明顯高于非癌組織，且與臨床TNM 分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，miR-150 高表達(dá)患者的生存率明顯低于其余患者[14]。以上研究均表明，miR-150 在NSCLC 中表達(dá)上調(diào)，有促進(jìn)腫瘤的作用，并與腫瘤的耐藥、轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，與患者生存率呈負(fù)相關(guān)。

2 miR-150 與急性肺損傷

急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是一種嚴(yán)重的短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的彌漫性肺損傷，表現(xiàn)為急性發(fā)作的頑固性低氧血癥和呼吸窘迫，嚴(yán)重時(shí)常導(dǎo)致死亡，常由于嚴(yán)重的感染、創(chuàng)傷、休克等因素所導(dǎo)致。嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、壞死和纖維化。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁外壁的組成成分，為一種內(nèi)毒素，與感染導(dǎo)致肺部損傷高度相關(guān)。在ARDS 患者和經(jīng)LPS處理的人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞（human pulmonary microvascular endothelial cell，HPMEC）中，miR-150-5p 表達(dá)下調(diào)。過(guò)表達(dá)miR-150-5p 可抑制HPMEC 凋亡，降低HPMEC 中促炎細(xì)胞因子（白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-1β 和腫瘤壞死因子α）的表達(dá)，從而減輕肺損傷[15-16]，有保護(hù)氧化應(yīng)激后肺上皮細(xì)胞的作用[17]。進(jìn)一步的研究表明[18]，miR-150 通過(guò)直接靶向AKT3 表達(dá)或調(diào)節(jié)核因子（nuclear factor，NF）-κB 通路，緩解經(jīng)LPS 誘導(dǎo)的急性肺損傷，這可能是治療ARDS 的一種有前景的治療策略。

膿毒癥和ARDS 的一個(gè)重要特征是血管通透性的增加。血管生成素（angiogenin-2，Ang-2）導(dǎo)致血管通透性增加，過(guò)量的Ang-2 生成與這些疾病的患者死亡率相關(guān)。miR-150 作為一種新型的Ang-2 可生成抑制因子[19]，在解決膿毒癥導(dǎo)致的血管損傷和降低死亡率方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。在與野生型小鼠的對(duì)比研究中[19]，miR-150 基因敲除小鼠在發(fā)生敗血癥后迅速死亡。在LPS 誘導(dǎo)的野生型內(nèi)皮細(xì)胞和小鼠肺損傷期間Ang-2 僅短暫升高，而在miR-150 缺失的內(nèi)皮細(xì)胞及小鼠體內(nèi)，Ang-2 水平持續(xù)升高，從而導(dǎo)致血管通透性不可逆轉(zhuǎn)的增加。并且，通過(guò)向野生型小鼠血管注射化學(xué)合成的miR-150 模擬物上調(diào)miR-150 的表達(dá)，能夠降低Ang-2 水平，降低小鼠膿毒癥的死亡率。在多個(gè)臨床研究中發(fā)現(xiàn)[20-22]，ARDS 患者的急性生理與慢性健康狀況評(píng)分Ⅱ和血清miR-150 表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，miR-150 表達(dá)水平在ARDS 患者的血清中顯著降低，并且與疾病嚴(yán)重程度和ARDS 28 d 生存率呈負(fù)相關(guān)。以上研究均表明，miR-150 在急性肺損傷及膿毒癥中起到保護(hù)作用。

3 miR-150 與肺動(dòng)脈高壓

肺動(dòng)脈高壓（pulmonary hypertension，PH）是由多種已知或未知原因引起的肺動(dòng)脈壓力異常升高的病理生理狀態(tài)。它的出現(xiàn)，往往提示疾病進(jìn)展、病情惡化、死亡風(fēng)險(xiǎn)加大。PH 是以肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞（pulmonary artery smooth muscle cell，PASMC）不受控制的細(xì)胞增殖為特征的快速進(jìn)展的血管疾病，嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生右心功能衰竭，最終導(dǎo)致死亡。研究證明[23-24]，miRNAs 參與調(diào)控肺血管的重構(gòu)及血管生成，并參與低氧性PH 的形成和發(fā)展。通過(guò)臨床研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[25]，特發(fā)性PH 患者的血管內(nèi)皮細(xì)胞miR-150 的水平降低，并可作為患者生存的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮靶向miR-150 在缺氧小鼠中可預(yù)防疾病，而敲除miR-150 可促進(jìn)小鼠發(fā)生缺氧性PH。該研究表明miR-150 可降低促凋亡、促炎癥和促纖維化基因的表達(dá)，從而降低PH。

缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）是具有螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，可激活那些編碼參與低氧穩(wěn)態(tài)反應(yīng)蛋白質(zhì)的基因，也可以調(diào)控細(xì)胞對(duì)氧氣的感知和調(diào)控。Chen 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-150 在缺氧處理的PASMCs 中下調(diào)，上調(diào)miR-150表達(dá)能減弱缺氧處理的PASMC 的增殖和遷移。該研究以熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)miR-150 可直接調(diào)控HIF-1α 的表達(dá)，過(guò)表達(dá)HIF-1α 后，miR-150 對(duì)PASMC增殖和遷移能力的抑制作用減弱。說(shuō)明miR-150 可能通過(guò)下調(diào)HIF-1α 來(lái)抑制PASMC 的過(guò)度增殖和遷移。循環(huán)血miR-150 表達(dá)水平還與PH 患者的生存率相關(guān)[27]，miR-150 水平越低，PH 患者的2 年生存率越低。以上的研究結(jié)果均表明，miR-150 對(duì)于PH 的發(fā)生、發(fā)展起到負(fù)向調(diào)控的作用，miR-150 可能通過(guò)抑制PASMCs 的增殖和遷移等機(jī)制，起到降低PH 的作用。

4 miR-150 與其他肺部疾病

Xue 等[28]通過(guò)建立香煙煙霧（cigarette smoke，CS）相關(guān)的慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）小鼠模型，發(fā)現(xiàn)與正?？諝庵械膶?duì)照小鼠比較，在CS 相關(guān)COPD 小鼠的肺部miR-150 出現(xiàn)顯著下調(diào)。上調(diào)miR-150 的表達(dá)后，CS 相關(guān)COPD小鼠肺泡灌洗液的中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分類(lèi)計(jì)數(shù)減少，白細(xì)胞介素-6、腫瘤壞死因子α 和白細(xì)胞介素-8 等促炎癥因子的表達(dá)和NF-κB 轉(zhuǎn)錄活性受到抑制。研究表明miR-150 在COPD 中表達(dá)下調(diào)，其可能影響肺部促炎癥因子表達(dá)及氣道上皮細(xì)胞增殖，進(jìn)而促進(jìn)COPD 的發(fā)生、發(fā)展。在COPD 發(fā)生、發(fā)展中，miR-150 起到負(fù)向調(diào)控作用。

肺癌、肺結(jié)核等多種肺部及全身疾病均可合并胸腔積液。Wang 等[29]通過(guò)高通量測(cè)序和qRT-PCR 研究肺腺癌、結(jié)核和其他良性病變胸腔積液中的miRNA，發(fā)現(xiàn)在3 組胸腔積液中有171 個(gè)差異表達(dá)的miRNA，并通過(guò)qRT-PCR 驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)有11 個(gè)顯著差異性表達(dá)的miRNA。其中3 個(gè)miRNAs，包括miR-148a-3p、miR-451a 和miR-150-5p，在結(jié)核性和其他良性病變胸腔積液中差異表達(dá)。這些不同的miRNA 表達(dá)譜可能有希望作為鑒別診斷胸腔積液的生物標(biāo)志物，但需要更大樣本量的進(jìn)一步驗(yàn)證。Kishore 等[30]發(fā)現(xiàn)，在結(jié)節(jié)病患者中，肺泡灌洗液中miR-150 值越高，肺活量及第一秒用力呼氣量與用力肺活量比值越低。該研究表明miR-150 與肺通氣功能呈負(fù)相關(guān)，肺泡灌洗液中miR-150 越低，結(jié)節(jié)病患者的肺通氣功能越好。

現(xiàn)在關(guān)于miRNA 的相關(guān)研究仍然為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，在發(fā)病機(jī)制、診斷和預(yù)后的判斷方面，miRNA起到了一定的作用。miR-150 的研究主要集中在肺癌、急性肺損傷等方面。在PH、COPD 等領(lǐng)域的研究有待進(jìn)一步深入開(kāi)展。目前研究發(fā)現(xiàn)，在非小細(xì)胞肺癌中，miR-150 有促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、耐藥等正向調(diào)控作用，而在其他肺部疾病發(fā)生中，miR-150 則有負(fù)向調(diào)控作用。相信隨著miR-150 調(diào)控機(jī)制研究的進(jìn)一步開(kāi)展，可以為呼吸系統(tǒng)疾病的診治提供新的方法，為靶向藥物的研發(fā)提供新的思路。