miRNA在銀屑病發(fā)病機(jī)制及治療作用中的研究進(jìn)展

謝 治(綜述)， 李麗麗(審校)

銀屑病是一種常見的T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥性皮膚病。全世界銀屑病患病率為2%～3%[1]。銀屑病的免疫學(xué)特征是角質(zhì)形成細(xì)胞的異常增殖和分化，以及淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞浸潤，其中T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和部分炎性細(xì)胞因子[包括腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、干擾素-γ(interferon-γ，IFN-γ)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)和白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1、IL-17和IL-22等]起主導(dǎo)作用[1]。除了免疫因素外，銀屑病已被證實(shí)具有遺傳易感性，且易受環(huán)境因素的影響。微小RNA(microRNA，miRNA)是一種小的非編碼RNA分子，在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮RNA沉默和基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。在銀屑病病程中，miRNA在調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細(xì)胞過度增殖、分化、凋亡和非典型免疫激活中的關(guān)鍵作用已有廣泛共識，具有治療潛力[2]。因此，本文就miRNA在銀屑病發(fā)病機(jī)制及治療作用中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 miRNA的作用及與免疫系統(tǒng)的關(guān)系

miRNA通過與靶信使RNA的特異互補(bǔ)結(jié)合在轉(zhuǎn)錄后水平抑制或降解基因表達(dá)，從而在各種生理過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[2]。據(jù)推測，33%的人類基因受miRNA調(diào)控，目前已經(jīng)確定2 000多個人類miRNA，通過調(diào)控不同的表達(dá)模式在發(fā)育、分化、器官發(fā)生、干細(xì)胞和種系增殖、生長控制和細(xì)胞凋亡中發(fā)揮作用[3]。miRNA是參與細(xì)胞功能調(diào)節(jié)的重要分子。其作用機(jī)制完全基于靶向作用于翻譯抑制的同源信使RNA，同時已發(fā)現(xiàn)未翻譯的信使RNA的3′末端具有miRNA結(jié)合位點(diǎn)，這可能是翻譯抑制機(jī)制的關(guān)鍵[4]。有研究證明了miRNA在生理和病理過程中的許多關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用，包括代謝、分化、炎癥、癌癥和免疫等方面[5]?；罨腃D4+T輔助細(xì)胞(Th細(xì)胞)是免疫反應(yīng)的關(guān)鍵介質(zhì)，被募集到外周免疫系統(tǒng)以介導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。Th細(xì)胞活化和分化的失調(diào)與炎癥疾病有關(guān)。根據(jù)細(xì)胞因子產(chǎn)生和轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)活化的不同，Th細(xì)胞分為功能不同的亞群(Th1、Th2、Th17、Foxp3+T調(diào)節(jié)細(xì)胞、T濾泡輔助細(xì)胞、Th9和Th22細(xì)胞等)，其中Th17細(xì)胞對于免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能尤為重要。在生理條件下，Th17細(xì)胞聚集在腸道、皮膚和肺的黏膜表面，發(fā)揮保護(hù)性免疫功能。目前已知Th17細(xì)胞涉及幾乎所有的自身免疫及免疫相關(guān)性疾病，包括多發(fā)性硬化癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、炎癥性腸病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和銀屑病等[6]。miRNA生物合成產(chǎn)生的干擾或特定miRNA的缺失會導(dǎo)致一系列疾病狀態(tài)，例如CD4+T細(xì)胞中的整體miRNA缺失導(dǎo)致Th17細(xì)胞產(chǎn)生的IL-17減少，研究表明存在特異性調(diào)節(jié)IL-17表達(dá)的miRNA[7]。另有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-221和miRNA-222作為IL-23下游的負(fù)反饋調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)腸道炎癥Th17細(xì)胞反應(yīng)，以限制促炎反應(yīng)的程度[8]。這些研究表明miRNA在免疫系統(tǒng)的發(fā)育和調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用。

2 miRNA與銀屑病

銀屑病病因尚未完全明確，目前研究認(rèn)為是由遺傳及環(huán)境因素通過復(fù)雜的相互作用所引起。免疫因素在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，如銀屑病患者血液和皮損中Th17和Th1細(xì)胞數(shù)量升高，與疾病活動度呈正相關(guān)。全基因組分析研究已經(jīng)確定了多個與銀屑病相關(guān)的染色體位點(diǎn)[9]。然而，全基因組關(guān)聯(lián)研究卻發(fā)現(xiàn)大多數(shù)信號都存在于人類基因組的非編碼區(qū)[10]。最近研究表明，miRNA在銀屑病發(fā)病機(jī)制中起重要作用，其主要在翻譯水平上調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)[11]。銀屑病發(fā)病與角質(zhì)細(xì)胞過度增殖及角質(zhì)細(xì)胞與T淋巴細(xì)胞之間相互作用受損有關(guān)。大量研究結(jié)果表明，多種miRNA在銀屑病皮損和血漿中表達(dá)失調(diào)[12]，這些分子可能參與了銀屑病的發(fā)病機(jī)制。因此，miRNA有可能成為銀屑病治療的重要靶點(diǎn)。

2.1銀屑病中上調(diào)的miRNA

2.1.1 miRNA-146a miRNA-146a在銀屑病患者皮損的皮膚角質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)，被確定為先天免疫反應(yīng)和炎癥的負(fù)性調(diào)節(jié)因子。miRNA-146a可通過靶向多個基因(IRAK1、CCL5、IL-8、NUMB和FERMT1等)而抑制炎癥反應(yīng)[13]。因此，過表達(dá)miRNA-146a或局部應(yīng)用miRNA-146a模擬物有助于減少炎癥，有效緩解模型鼠的銀屑病癥狀，表明miRNA-146a具有治療銀屑病的潛力[14]。最新研究發(fā)現(xiàn)銀屑病皮損中角質(zhì)形成細(xì)胞galectin-7的表達(dá)下調(diào)，通過miRNA-146a/ERK途徑抑制IL-17A誘導(dǎo)的角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生炎癥介質(zhì)的作用減弱，也是導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞過度增殖和皮膚炎癥的機(jī)制之一[15]。

2.1.2 miRNA-146b Hermann等[14]的研究證實(shí)miRNA-146b在銀屑病病變中的表達(dá)也增加，且在健康人的皮膚中，miRNA-146a的表達(dá)大約是miRNA-146b的2倍。它們在角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中被促炎細(xì)胞因子TNF-α和IFN-γ刺激上調(diào)，可以抑制角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的增殖，但是對成纖維細(xì)胞的抑制作用更強(qiáng)。研究還表明miRNA-146b可能輔助miRNA-146a抑制銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞增殖和炎癥反應(yīng)。另有研究表明，miRNA-146a/b直接靶向IRAK1和CARD10調(diào)控SERPINB2的表達(dá)，從而調(diào)控其在角質(zhì)形成細(xì)胞中的抗炎作用[16]，進(jìn)一步證明miRNA-146a/b的治療潛力。

2.1.3 miRNA-383 Wang等[17]通過大鼠銀屑病模型研究，發(fā)現(xiàn)miRNA-383可通過靶向結(jié)合LCN2的3′UTR，并抑制JAK/STAT通路激活。同時miRNA-383過表達(dá)或LCN2基因敲除可減輕銀屑病樣癥狀，抑制炎癥反應(yīng)，降低JAK3和STAT3的表達(dá)，終止角質(zhì)形成細(xì)胞增殖，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，從而抑制大鼠模型中銀屑病的進(jìn)展。該研究為銀屑病的治療提供了潛在的靶點(diǎn)。

2.1.4 miRNA-210 miRNA-210(缺氧的標(biāo)志性miRNA)在銀屑病患者的外周血單個核細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞中顯著上調(diào)[18]。另有研究表明，miRNA-210促進(jìn)Th17和Th1細(xì)胞分化并抑制Th2細(xì)胞分化，從而引起銀屑病外周血和皮損的免疫失衡和炎癥反應(yīng)；此外，miRNA-210還能增強(qiáng)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和趨化因子分泌，進(jìn)一步促進(jìn)銀屑病皮損的形成。因此，miRNA-210在銀屑病皮損的形成和免疫失衡中起著重要作用，為銀屑病治療提供了潛在的靶點(diǎn)[19]。

2.1.5 miRNA-381-3p 小細(xì)胞外囊泡(small extracellular vesicles,sEVs)是來源于各種細(xì)胞的30～200 nm的囊泡，是細(xì)胞間的通訊介質(zhì)。Jiang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)細(xì)胞因子處理的角質(zhì)形成細(xì)胞和銀屑病患者的CD4+T細(xì)胞的sEVs中miRNA-381-3p的表達(dá)顯著增加，并參與誘導(dǎo)Th1/Th17的極化，同時miRNA-381-3p靶向于E3泛素連接酶UBR5的3′UTR，穩(wěn)定了RoRγt蛋白的表達(dá)。綜上，銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞通過sEVs將miRNA-381-3p轉(zhuǎn)移到CD4+T細(xì)胞，誘導(dǎo)Th1/Th17極化，促進(jìn)銀屑病的發(fā)展。因此，角質(zhì)形成細(xì)胞來源的sEVs或其所包含的miRNA有作為治療銀屑病藥物的潛質(zhì)。

2.1.6 miRNA-155 miRNA-155是一種中樞調(diào)節(jié)性miRNA，同時參與了多個對功能性表皮發(fā)育至關(guān)重要的基因調(diào)控[21]。miRNA-155在增殖的角質(zhì)形成細(xì)胞中表達(dá)，在角質(zhì)形成細(xì)胞分化過程中受到抑制。促炎細(xì)胞因子IL-17、IFN-γ和IL-1β等誘發(fā)銀屑病患者皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞中miRNA-155表達(dá)顯著上調(diào)，阻斷miRNA-155可能是未來治療銀屑病的潛在策略[22]。小干擾核糖核酸(small interfering RNA,siRNA)介導(dǎo)的miRNA-155表達(dá)下調(diào)，顯著抑制銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，通過抑制PTEN信號通路，促進(jìn)銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞的凋亡[23]。miRNA-155還可通過靶向3′UTR抑制GATA3的表達(dá)，而GATA3則是通過靶向IL-37的啟動子區(qū)域而激活I(lǐng)L-37的轉(zhuǎn)錄，因此IL-37的表達(dá)也降低。miRNA155/GATA3/IL-37調(diào)控軸還參與調(diào)控TNF-α刺激下角質(zhì)形成細(xì)胞IL-6和CXCL8的產(chǎn)生，從而影響銀屑病的發(fā)展。因此，miRNA-155/GATA3/IL-37可能是治療銀屑病的有效靶點(diǎn)[24]。

2.2銀屑病中下調(diào)的miRNA

2.2.1 miRNA-145-5p miRNA-145-5p通過靶向MLK3起到抗炎和抗增殖作用，而在銀屑病皮損中miRNA-145-5p的表達(dá)顯著下調(diào)[25]。上調(diào)miRNA-145-5p還可以激活Wnt/β-catenin信號通路，從而抑制銀屑病的進(jìn)展[26]。

2.2.2 miRNA-149 miRNA-149通過靶向TWEAK受體，抑制TWEAK所誘導(dǎo)產(chǎn)生的炎癥因子IL-6及磷酸化P38的產(chǎn)生，而銀屑病中高水平的IFN-γ抑制miRNA-149，從而促進(jìn)銀屑病的炎癥反應(yīng)。因此，通過輸入外源性miRNA-149干擾IFN-γ和TWEAK通路之間的聯(lián)系是一種潛在的治療銀屑病方法[27]。

2.2.3 miRNA-193B-3p miRNA-193B-3p在銀屑病患者的皮損，特別是表皮角質(zhì)形成細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)。Huang等[28]通過細(xì)胞和動物實(shí)驗證實(shí)，miRNA-193B-3p通過直接靶向ERBB4，對銀屑病的發(fā)病起負(fù)調(diào)控作用。抑制miRNA-193b-3p的功能加速了銀屑病的進(jìn)展，因而針對miRNA-193b-3p的治療方法可能用于銀屑病的治療。

2.2.4 miRNA-125a Raaby等[29]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-125a在銀屑病患者皮損組織中表達(dá)下調(diào)，并能將皮損與非皮損組織區(qū)分開。Su等[30]通過細(xì)胞試驗表明miRNA-125a可通過負(fù)調(diào)控IL-23R/JAK2/STAT3信號通路抑制角質(zhì)形成細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。同時皮損皮膚組織中miRNA-125a還與銀屑病患者皮損體表面積、銀屑病面積和嚴(yán)重程度指數(shù)評分、光療以及TNF-α、IL-1β和IL-17的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。因此，miRNA-125a有助于監(jiān)測銀屑病，并有可能成為該疾病的治療靶點(diǎn)。

3 miRNA對銀屑病的潛在治療作用

3.1miRNA的治療應(yīng)用所面臨的問題 繼識別出對銀屑病具有治療潛質(zhì)的miRNA后，如何將miRNA輸送到體內(nèi)已成為新的研究熱點(diǎn)。但由于miRNA核糖的2′-OH部分對核酸酶高度敏感，這使得裸miRNA一旦進(jìn)入體內(nèi)就會被消化清除。用2′-O-甲基、2′-O-氟、2′-O-甲氧基乙基等不同基團(tuán)替換2′-OH基團(tuán)，可通過增加對核酸酶降解的抗性，使其穩(wěn)定性和基因沉默表現(xiàn)均顯著增強(qiáng)[31]。Cai等[32]研究表明上述這些化學(xué)修飾增加了miRNA的非靶向結(jié)合，這也是miRNA傳遞研究所面臨的另一個問題。例如，某些miRNA具有多條調(diào)控通路，可通過miRNA編輯、甲基化、生物鐘等方式導(dǎo)致多個脫靶結(jié)合和多個基因沉默，這可能導(dǎo)致細(xì)胞膜破壞和細(xì)胞功能紊亂。特定載體共價結(jié)合miRNA，并與配體結(jié)合，可作為靶向輸送miRNA進(jìn)入體內(nèi)的策略。但這種輸送技術(shù)也面臨許多問題，例如miRNA與載體的弱共價結(jié)合，使得它們可能在血液中分離；多聚陽離子納米載體也有可能激活先天免疫反應(yīng)，并在肝腎組織中累積，從而導(dǎo)致肝腎毒性[33]。綜上，理想的miRNA治療制劑需具有準(zhǔn)確的細(xì)胞內(nèi)定位、良好的細(xì)胞內(nèi)作用效果、肝腎和血液較高的清除率、較強(qiáng)的跨生物膜屏障能力等特點(diǎn)，這也是miRNA輸送技術(shù)目前所面臨的挑戰(zhàn)。

3.2miRNA局部途徑用藥的輸送技術(shù)進(jìn)展 皮膚是通過局部途徑給藥的最可行的器官。局部給藥已成為新型藥物給藥系統(tǒng)中熱門的研究領(lǐng)域[31]。因此，通過局部途徑輸送miRNA具有治療多種皮膚病的潛力。miRNA的局部遞送可通過不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如細(xì)胞穿透肽(cell-penetrating peptides，CPP)、核酸金納米顆粒、脂質(zhì)體制劑等。

3.2.1 CPP輸送技術(shù) 細(xì)胞表面的蛋白聚糖和CPP之間的靜電相互作用有助于CPP進(jìn)入細(xì)胞。有研究證實(shí)，環(huán)孢素A工程化的CPP聚精氨酸可促進(jìn)環(huán)孢素A穿過角質(zhì)層[34]。另外，通過化學(xué)修飾方法，CPP與其他藥物遞送載體的連接以及開發(fā)多功能藥物遞送系統(tǒng)，除了最大程度地降低細(xì)胞毒性、免疫原性和溶血等副作用外，還可提高藥物負(fù)載能力、生物膜通透性和組織吸收效率[35]。因此，CPP局部應(yīng)用可有效地遞送miRNA。

3.2.2 核酸金納米顆粒輸送技術(shù) 通過硫和金粒子的強(qiáng)金屬-配體相互作用的共價金共軛也是一種可用于基因沉默核苷酸的有效傳遞手段。有研究設(shè)計了一種共價連接的miRNA-金納米顆粒載體，發(fā)現(xiàn)這種方法與用非靶向序列功能化的對照顆粒處理的細(xì)胞相比，靶向蛋白的表達(dá)降低了52%[36]。因此，miRNA與金納米顆粒的共價結(jié)合可以用于遞送miRNA，例如靶向銀屑病皮損中的異常miRNA，可使用未修飾的RNA核酸進(jìn)行非共價結(jié)合策略，通過載體設(shè)計敲除。

3.2.3 脂質(zhì)體輸送技術(shù) 用于局部遞送miRNA的另一個重要工具是脂質(zhì)體。miRNA的負(fù)電荷和囊泡的正電荷有利于兩者的結(jié)合。用聚乙二醇包覆這些脂質(zhì)體或?qū)Π邢虿糠诌M(jìn)行化學(xué)修飾可幫助它們逃避免疫系統(tǒng)的識別，從而提高治療效果。Kulkarni等[37]研究報道，在新西蘭白兔耳廓損傷動物模型中，使用纖維蛋白-脂質(zhì)體復(fù)合物攜帶基因進(jìn)行局部注射，傷口愈合時間較對照組明顯縮短。

4 小結(jié)

綜上所述，銀屑病的發(fā)病機(jī)制可能為皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間相互作用的結(jié)果。銀屑病中致病相關(guān)的上調(diào)的miRNA可以使用相應(yīng)抑制劑，而下調(diào)的miRNA可以運(yùn)用模擬物進(jìn)行補(bǔ)充治療。該治療方案極有潛力，但目前仍缺乏基于多細(xì)胞模型、人體內(nèi)研究和使用miRNA靶向結(jié)合銀屑病標(biāo)準(zhǔn)治療法的研究。深入研究銀屑病發(fā)病機(jī)制的表觀遺傳機(jī)制將會促進(jìn)未來miRNA相關(guān)制劑在銀屑病治療中的應(yīng)用。