miR-146a及IL-33與肝纖維化的關(guān)系

吳縣斌，蘇東星

(廣西醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院（南寧市第二人民醫(yī)院）消化內(nèi)科，廣西 南寧 530031)

0 引言

肝纖維化(Hepatic fibrosis，HF)是由病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、酒精濫用和金屬中毒等慢性進行性肝病引起的慢性肝損傷、肝臟中過量的細胞外基質(zhì)(ECM)的積累導致的常見且重要的病理學改變，是肝硬化和肝細胞癌發(fā)生發(fā)展的病理基礎(chǔ)[1-2]，肝纖維化雖然是可逆的，但如果不終止進展或逆轉(zhuǎn)，就會發(fā)展為肝硬化，這是導致死亡和發(fā)病的重要原因。到目前為止，唯一有效治療肝硬化的方法是肝移植，肝移植的可用性和適用性高度限制了肝移植。由于缺乏有效的治療，肝纖維化仍然是世界范圍內(nèi)的主要健康問題，如果不能消除病因，肝纖維化會發(fā)展為肝硬化并最終導致肝衰竭或惡性腫瘤。因此，開發(fā)有效的肝纖維化治療方法對于防止發(fā)展為肝硬化至關(guān)重要。

1 肝星狀細胞在肝纖維中的作用

肝纖維化在一定的階段經(jīng)過干預，其進程可逆，因此研究肝纖維化的發(fā)生過程中的分子病理機制及分子調(diào)節(jié)機制，為臨床治療和干預提供靶點，可以有效的避免嚴重不良預后的發(fā)生，但是目前對于肝纖維化的發(fā)病過程中分子調(diào)控機制依然不是十分明確。在肝纖維化發(fā)生過程中，雖然肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSCs)僅占肝臟細胞總數(shù)的5%-8%，但作為ECM的主要產(chǎn)生者發(fā)揮著重要作用[3]。當HSCs活化后即轉(zhuǎn)分化為激活的肌成纖維細胞樣細胞，即可出現(xiàn)更多的遷移和增殖、較少的凋亡，a-平滑肌肌動蛋白的高表達、ECM的表達增加了50倍以上[4]。因此，如何抑制或者逆轉(zhuǎn)HSCs細胞的活化是解決肝纖維化的有效策略。

2 微小RNA與肝纖維的關(guān)系

微小RNA(miRNA)是一類小分子非編碼RNA，長度約為18-26個核苷酸，它可以在轉(zhuǎn)錄后通過與靶向信使RNA (RNA)結(jié)合，通過抑制mRNA的翻譯或直接降解mRNA，從而調(diào)控目標蛋白的表達。迄今為止，已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的miRNA的數(shù)量已達9000多個，其中與人類相關(guān)的miRNA大約有2588種，miRNA在生命活動的多種生理過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用，如細胞分化、增殖、生長調(diào)控、調(diào)亡和應激反應等[5-6]。miRNA的種子序列在不同物種中高度保守，表其調(diào)控在組織和細胞類型特有。單個miRNA具有靶向多個mRNA的潛力，且單個mRNA可被多個miRNA調(diào)控。這種獨特的作用機制使miRNAs能夠調(diào)節(jié)信號通路中的幾組mRNA，這些mRNA可能對不同的細胞過程產(chǎn)生協(xié)同影響[7]。在肝纖維化的進程中，許多膜受體信號通路、核受體信號通路和轉(zhuǎn)錄因子在HSCs中發(fā)生失調(diào)；由于其高特異性的上調(diào)和下調(diào)與肝纖維化相關(guān)，眾所周知，當多個信號通路觸發(fā)HSC激活時，會導致嚴重的肝纖維化[8]。而miRNAs可以在HSC激活時平衡多個生長因子受體信號[9]。miR-21在許多肝臟疾病中過表達，并被認為是幾個纖維化疾病模型中活化的HSC中上調(diào)最顯著的miRNAs之一[10]。例如，miR-21可以通過PTEN/ Akt通路介導肝纖維化過程中的LX-2細胞激活[11]。miR-351可以通過通過靶向VDR誘導HSC激活從而使Col1α1、Col3α1和α-SMA的分泌增加[12]。

3 miR-146a與肝纖維化的關(guān)系

miR-146a是miRNA家族中的一員，也是第一個被發(fā)現(xiàn)具有免疫調(diào)節(jié)作用的miRNA[13]。miR-146a定位于人類基因的5號染色體的LOC285628基因的第二個外顯子區(qū)上，人類成熟的miR-146a的序列為“UGAGAACUGAAUUCCAUGGGUU”，在DNA細胞核中的RNA聚合酶Ⅱ的作用下，轉(zhuǎn)錄形成初始miRNA，初始miRNA在RNA酶Ⅲ的作用下，發(fā)生結(jié)構(gòu)斷裂，形成長約70nt的miRNA前體，出細胞核進入細胞質(zhì)中，在RNA酶Ⅲ Dicer的作用下，再斷裂形成長約22nt，不完全互補的miRNA-miRNA雙鏈，其中一條鏈結(jié)合到其誘導的沉默復合體上，再通過與靶信使RNA 3，URT端的非編碼區(qū)結(jié)合，誘導其轉(zhuǎn)錄后調(diào)控靶基因表達，發(fā)揮其生物學效應，另一條鏈則降解[14]，miR-146a是天然免疫和獲得性免疫的重要調(diào)控因子[15]。研究發(fā)現(xiàn)miR-146a水平的異常與病毒復制、肝細胞再生、炎癥反應，甚至肝細胞癌等肝臟系統(tǒng)疾病的發(fā)生密切相關(guān)[16-18]。目前眾多的研究顯示MiR-146a在肝纖維化過程中均發(fā)揮重要的作用[19]。Yang等[20]研究表明miR146a/b調(diào)節(jié)乙型肝炎感染患者肝纖維化向肝硬化的轉(zhuǎn)化；Zou等[21]研究在CCl4處理的大鼠肝臟中發(fā)現(xiàn)miR-146a-5p的下調(diào)和腸源性內(nèi)毒素的上調(diào)。miR-146a-5p通過抑制HSC中的TGFβ/ Smad和LPS /NF-κB/ Bambi信號傳導途徑來消除肝纖維化，并提示miR-146a-5p是肝纖維化的潛在治療靶點。國外有研究表明，miR-146a/b可以通過作用于toll樣受體家族、GMCSF、M-CSF等信號通路和分子來調(diào)節(jié)巨噬細胞的活化，從而影響肝纖維化的發(fā)生[22]。雖然目前對于miR-146a與肝纖維化的發(fā)生的關(guān)系以及被研究證實，但是具體的調(diào)控機制依然不十分清楚。目前多個研究顯示miR-146a可以通過調(diào)控炎性介質(zhì)發(fā)揮生物學作用[23-24]，其中對白細胞介素-33(IL-33)的調(diào)控作用可能與肝纖維化的發(fā)生具有相關(guān)性。

4 IL33與肝纖維化的關(guān)系

IL-33是白細胞介素-1(IL-1)家族新成員，IL-1家族的細胞因子，如IL-1α、IL-1β及IL-1Ra，通過誘導細胞因子、趨化因子、一氧化氮合酶、基質(zhì)金屬蛋白酶等效應蛋白的表達，在免疫調(diào)節(jié)及炎癥進程中扮演著重要的角色[25]，而免疫功能紊亂及炎癥反應均與肝纖維化的發(fā)生密切相關(guān)[26]。IL-33是一個新近發(fā)現(xiàn)的IL-1家族細胞因子。為了尋找IL-1受體家族的ST2(ST2)受體的配體，Schmitz等[27]對小鼠與人類基因組序列進行生物信息學分析，發(fā)現(xiàn)了這種與IL-1及成纖維細胞生長因子有相似序列的細胞因子，經(jīng)過鑒定其屬于IL-1家族，命名為IL-1F11，即IL-33。人類IL-33的基因位于9p24.1區(qū)域，其cDNA序列編碼由270個氨基酸組成的多肽，IL-33具有雙重作用，其受體為ST2，可作為核因子起調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄作用，又可被分泌到細胞外發(fā)揮細胞因子作用。IL-33肽在核小體表面對接由H2A-H2B二聚體形成的酸性口袋，并通過促進核小體-核小體相互作用調(diào)節(jié)染色質(zhì)緊密口。核定位、異染色質(zhì)結(jié)合和染色體的靶向有絲分裂均被發(fā)現(xiàn)由IL-33 N末端同源域狀螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋基序介導[28]。IL-33主要在內(nèi)皮細胞和上皮細胞中大量表達，當創(chuàng)傷、感染損傷內(nèi)皮細胞或上皮細胞時激活免疫系統(tǒng)[29-30]，因此IL-33和其受體在保證炎癥和組織再生之間的平衡發(fā)揮重要作用，而炎癥與組織再生又與肝纖維化密切相關(guān)。有證據(jù)表明，當發(fā)生急性和嚴重肝損傷時，損傷的肝細胞釋放IL-33可能成為組織保護機制的激活劑，而在慢性肝損傷的情況下，IL-33起促纖維化的作用[31]。Li等[32]采用了RT-PCR、免疫組化及western blotting等方法證明在肝纖維化小鼠和患者的肝組織中IL-33及ST2mRNA明顯升高；另外IL-33的表達趨勢與ST2、膠原蛋白的表達趨勢相同，而且它們的表達隨著纖維化的嚴重程度加重而增加。Tamar等[33]的研究發(fā)現(xiàn)在四氯化碳及硫代乙酰胺誘導的小鼠肝纖維化血清IL-33中表達量明顯升高，肝組織中的IL-33mRNA及蛋白表達量也明顯升高。Tan等[34]的研究證實IL-33的促肝纖維化作用與肝臟固有先天性淋巴樣細胞(ILC2)的活化和擴增有關(guān)。目前眾多研究顯示miR-146a可以通過調(diào)控炎癥介質(zhì)而發(fā)生生物學作用，Song等[35]研究顯示：miR-146a可以通過對白細胞介素-1家族中IL-1β等細胞因子對膿毒癥患者發(fā)生對抗作用。同時進一步的研究顯示miR-146a可以通過調(diào)控IL-33發(fā)揮生物學作用，Shuguang H等[36]研究對miR-146a預處理減少了支氣管肺泡灌洗液中IL-5和IL-13的產(chǎn)生。這些數(shù)據(jù)表明，miR-146a可能通過下調(diào)IL-13表達降低氣道高反應性，并通過調(diào)控IL-5水平介導哮喘的平滑肌收縮和黏液分泌。

5 結(jié)論與展望

總的來說，肝纖維化是嚴重危害人類健康的疾病，HSCs的活化在肝纖維化過程中發(fā)揮了主要的作用，抑制或逆轉(zhuǎn)HSCs的活化是治療肝纖維化的關(guān)鍵之一。肝纖維化發(fā)生過程中miRNA發(fā)揮了重要作用，其中miR-146a在目前研究中與肝纖維化關(guān)系密切，且與IL-33具有明顯的調(diào)控關(guān)系，但其具體的細化調(diào)控機制仍未明確，仍需進一步深入研究探討其機制。