微RNA-206與肺部疾病的研究進展

張璐璐， 武倩男， 霍如婕， 田新瑞

（山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，山西 太原 030001）

微RNA（microRNA，miRNA）是一組非編碼RNA小分子，長度約22個核苷酸，通過與靶信使RNA（messenger RNA，mRNA）的3’非翻譯區(qū)（non-translational region，UTR）結(jié)合[1]，可阻斷靶基因mRNA的翻譯或促其降解，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達[2]。研究表明，miRNA表達失調(diào)與自身免疫性疾病、心臟疾病、精神分裂癥和癌癥均密切相關(guān)[3]。miRNA-206（miR-206）是miRNA家族中的一員，也是唯一被發(fā)現(xiàn)在脊椎動物骨骼肌中特異性表達的miRNA[4]，與多種呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。本文將綜述近年miR-206與呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)的研究進展。

miR-206與支氣管哮喘

哮喘是常見的慢性呼吸道疾病，其病理生理特征包括慢性氣道炎癥、氣道平滑?。╝irway smooth muscle，ASM）功能異常及氣道重塑，表現(xiàn)為可逆性氣流受限、氣道高反應(yīng)性，長期反復(fù)發(fā)作導(dǎo)致肺功能下降，降低患者生活質(zhì)量與預(yù)期壽命[5]。miR-206通過調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄在多個環(huán)節(jié)影響哮喘的發(fā)病進程。

一、miR-206與哮喘氣道炎癥

哮喘是由多種炎性細胞和細胞因子參與的慢性氣道炎癥性疾病，包括肥大細胞、嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞、巨噬細胞和上皮細胞[6]。miR-206通過調(diào)控輔助性T（helper T,Th）細胞17、Th2細胞及氧化應(yīng)激影響哮喘氣道炎癥。Th17細胞及其分泌的細胞因子白介素（interleukin，IL）-17可促發(fā)哮喘氣道炎癥并介導(dǎo)炎癥和感染的發(fā)生，IL-17參與多種炎癥反應(yīng)，在哮喘患者的氣道和血漿中，Th17細胞百分比及IL-17水平與疾病嚴重程度呈正相關(guān)[7]。錢琴芬等[8]研究發(fā)現(xiàn)，緩解期哮喘患兒miR-206與IL-17 mRNA表達與健康兒童無明顯差異。哮喘急性發(fā)作期患兒外周血單 個 核 細 胞 （peripheral blood mononuclear cell，PBMC）中miR-206表達水平較健康兒童降低，而IL-17 mRNA水平則較健康兒童升高。miR-206表達水平與患兒病情嚴重程度呈負相關(guān)，miR-206表達低的患兒病情更為嚴重。miR-206可能是構(gòu)成以IL-17 mRNA為沉默目標(biāo)的RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體的重要組份，參與哮喘發(fā)病。Th2細胞及其分泌的細胞因子如IL-4、IL-5和IL-13等的表達上調(diào)在過敏性氣道炎癥中起重要作用，也是Ⅱ型免疫性哮喘的主要標(biāo)志[9]。K?l??等[10]通過系統(tǒng)生物學(xué)工具計算，發(fā)現(xiàn)上調(diào)（miR-27b與miR-23b）和沉默（miR-206、miR-106b和miR-203）的組合會影響Th2細胞介導(dǎo)的氣道炎癥反應(yīng)。采用特異性miR抑制劑阻斷miR-27b和miR-23b表達，激 活劑誘導(dǎo)miR-206、miR-106b和miR-203過表達，可以降低Th2特異性細胞因子IL-5、IL-13的表達，減輕氣道炎癥?？梢妋iR-206可通過抑制IL-17與Th2從而減少氣道炎癥，考慮miR-206作為潛在治療靶點控制哮喘發(fā)作。此外炎癥過程常伴隨氧化應(yīng)激反應(yīng)的異常[11]。Wang等[12]發(fā)現(xiàn)PM2.5可促進哮喘小鼠肺組織中miR-206的表達。miR-206可靶向超氧化物歧化酶1（superoxide dismutase 1，SOD1）的3’-UTR抑制其表達，從而導(dǎo)致活性氧（reactive oxygen species，ROS）的積累，進一步促進炎癥反應(yīng)，加重哮喘癥狀。miR-206在哮喘氣道炎癥中的具體作用及機制尚需進一步的研究來確定。

二、miR-206與哮喘氣道重塑

哮喘氣道重塑的過程主要包括上皮細胞損傷，ASM細胞（ASM cell，ASMC）增殖和成纖維細胞活化及血管重塑等一系列復(fù)雜改變[13]。轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor β 1，TGF-β1）在哮喘患者氣道中高表達，是氣道結(jié)構(gòu)細胞重構(gòu)的促進因子，通過影響氣道結(jié)構(gòu)細胞的體積、分化、增殖、凋亡促進哮喘氣道重塑[14]。在相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)miR-206和TGF-β1在哮喘的病理生理過程中密切相關(guān)。Pan等[2]在 大 鼠ASMC模 型 中 發(fā) 現(xiàn)TGF-β1通 過 激 活Smad2/3途徑抑制miR-206表達，上調(diào)組蛋白脫乙酰酶4（histone deacetylase 4，HDAC4），引起細胞周期蛋白D1（cyclin D1）高表達，導(dǎo)致ASMC增殖。miR-206過度表達可通過抑制TGF-β1的表達，降低ASMC增殖。加入二甲雙胍激活腺苷一磷酸（adenosine monophosphate，AMP）激活的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK），通過抑制miR-206/HDAC4/細胞周期蛋白D1途徑，特別是針對HDAC4，抑制TGF-β1介導(dǎo)的ASMC增殖。miR-206調(diào)控平滑肌增殖的作用可能是哮喘氣道重塑的機制之一。

三、miR-206與哮喘神經(jīng)調(diào)控

哮喘的許多臨床表現(xiàn)與氣道神經(jīng)激活或調(diào)節(jié)相關(guān)，如咳嗽、打噴嚏和喘息等，此外支氣管收縮和黏液分泌也受神經(jīng)調(diào)控[15]。ASM神經(jīng)失調(diào)就會對哮喘產(chǎn)生影響，Goodwin等[16]研究發(fā)現(xiàn)音猬因子（sonic hedgehog，Shh）信號可影響ASM神經(jīng)調(diào)控功能。Shh信號轉(zhuǎn)導(dǎo)一方面誘導(dǎo)ASM形成與肺分支形態(tài)發(fā)生，另一方面與miR-206和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）功 能 級 聯(lián) 以 協(xié) 調(diào)ASM的形成和神經(jīng)支配來影響肺部炎癥性疾病的進展。BDNF是重要的ASM來源的神經(jīng)營養(yǎng)信號，將外部神經(jīng)元軸突延伸到遠端肺。miR-206是BDNF基因表達的直接轉(zhuǎn)錄后抑制劑，Shh信號激活可阻斷miR-206表達，從而提高BDNF蛋白表達水平，提高ASM神經(jīng)敏感性，在氣道高反應(yīng)性中發(fā)揮作用[17]。Clifford等[18]也提及Shh信號可阻斷ASM中miR-206表達，該信號在ASM神經(jīng)調(diào)控過程中激活可增加BDNF蛋白表達水平，影響ASM的神經(jīng)支配和分支形成，從而與過敏性氣道疾病密切相關(guān)。

四、miR-206與哮喘病情預(yù)測

哮喘患者急性發(fā)作癥狀會迅速惡化，一般持續(xù)數(shù)小時、數(shù)天或數(shù)周，部分患者會突發(fā)呼吸道阻塞造成不可逆性后果甚至死亡，必須得到及時診治，提高對哮喘發(fā)作風(fēng)險的認識可有效降低病死率[19]。Kho等[20]發(fā)現(xiàn)隨著miR-206循環(huán)閾值增加，血液中的豐度降低，哮喘急性發(fā)作風(fēng)險降低。并且通過邏輯回歸模型分析miR-206在哮喘惡化狀態(tài)的評估優(yōu)于臨床評分，當(dāng)miR-206與miR-146b、miR-720組成3-miRNA聯(lián)合模型時，與哮喘惡化臨床評分模型聯(lián)合應(yīng)用，可更好地預(yù)測哮喘病情的嚴重程度。

miR-206與其他miRNA、臨床評分模型聯(lián)合應(yīng)用時可大幅提高哮喘急性發(fā)作風(fēng)險的預(yù)測能力，使臨床醫(yī)師更有效認識哮喘病情嚴重程度，及時予以對癥處理。

miR-206與肺癌

肺癌是全球發(fā)病率最高的腫瘤，其5年生存率僅為16.6%[21]。對肺癌患者采取有效的治療可提高生存率、改善生存質(zhì)量、減輕經(jīng)濟負擔(dān)。根據(jù)組織學(xué)肺癌可分為小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）和非SCLC（non-SCLC，NSCLC）。其中與miR-206相關(guān)性研究較多的為NSCLC。

一、miR-206抑制肺癌生長

miR-206在NSCLC中表達常下降，對NSCLC的遷移和侵襲具有負調(diào)控作用。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transformation，EMT）是NSCLC快速生長和轉(zhuǎn)移的重要過程，其特征為E-鈣黏著蛋白和咬合蛋白丟失，細胞角蛋白下調(diào)，波形蛋白和纖連蛋白（fibronectin，F(xiàn)N）上調(diào)，以及通過細胞骨架重組獲得成纖維細胞樣形態(tài)[22]。miR-206過表達可抑制TGF-β1/Smad3途徑與細胞間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化因子（cellularmesenchymal-epithelial transition factor，C-MET）途 徑 影 響EMT，抑制NSCLC的遷移和侵襲過程。Smad3是TGF-β1的中心信號分子，可通過誘導(dǎo)EMT使早期腫瘤轉(zhuǎn)化為浸潤性惡性腫瘤[23]。C-MET由MET基因編碼，不僅在胚胎生長、器官發(fā)育和炎癥反應(yīng)中起關(guān)鍵作用，而且在腫瘤發(fā)生過程中調(diào)控癌細胞的侵襲性生長[24]。Zhang等[23]發(fā)現(xiàn)miR-206可通過TGF-β1/Smad3途徑調(diào)節(jié)EMT相關(guān)因子抑制癌細胞轉(zhuǎn)移，并結(jié)合Smad3的CAGACA框抑制致癌性Trib2啟動子的活性，從而誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡并抑制腫瘤細胞生長。Chen等[25]研究發(fā)現(xiàn)miR-206過表達可以通過靶向C-MET通路及其下游磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR)途徑來抑制肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）誘導(dǎo)的肺癌EMT、轉(zhuǎn)移和血管生成。簡而言之，miR-206可能是NSCLC的抑制因子，在未來腫瘤治療中可作為潛在靶點進一步研究。

二、miR-206減少腫瘤產(chǎn)生耐藥

表皮生長因子受體 （epithelial growth factor receptor，EGFR）在NSCLC發(fā)生中起關(guān)鍵作用，吉非替尼等EGFR酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitors，TKI）可顯著提高EGFR突變患者的緩解率與生存率，但大部分患者在用藥一段時間后會出現(xiàn)對TKI的獲得性耐藥[26]。因此，抑制對TKI的耐藥性在NSCLC治療方面起至關(guān)重要的作用。Jiao等[27]研究發(fā)現(xiàn)miR-206可通過靶向C-MET/Akt/胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，Erk）途徑與抑制EMT來避免HGF誘導(dǎo)的吉非替尼耐藥。此外Yang等[28]研究表明miR-206可通過靶向Janus激酶1（Janus kinase 1，JAK1）/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）途徑恢復(fù)IL-6誘導(dǎo)的EGFR突變肺癌細胞中吉非替尼的敏感性。可見miR-206可通過多種途徑抑制腫瘤進展，成為未來腫瘤治療的新靶點。

miR-206與慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種慢性、進行性、不可逆性阻塞性肺部疾病，其特征是持續(xù)呼吸道癥狀與氣流受限，通常由于氣道和（或）肺泡大量接觸有害顆粒或氣體引起的慢性炎癥反應(yīng)[29]。研究發(fā)現(xiàn)miR-206在COPD中表達上調(diào)，可通過影響骨骼肌尤其是呼吸肌降低患者肺功能與活動耐力，影響患者預(yù)期壽命與生活質(zhì)量，也可以靶向調(diào)節(jié)肺微血管內(nèi)皮細胞凋亡。

一、miR-206影響COPD骨骼肌功能

肌肉功能障礙是COPD常見并發(fā)癥，影響呼吸肌和非呼吸肌組，導(dǎo)致患者肺功能降低、運動耐力差，且與COPD的預(yù)后不良和死亡率增加密切相關(guān)[30]。miR-206在骨骼肌中特異性較強，在損傷和再生病理過程中起重要作用。肌肉損傷一方面可致miR-206激活，從而促進新的肌纖維形成[4]，另一方面可通過肌肉質(zhì)量的減低、肌肉池中釋放相關(guān)miRNA，使其濃度升高[31]。Donaldson等[31]研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，COPD患者血漿中骨骼肌特異性miRNA升高，緩解期COPD患者由于肌纖維增生或肌肉萎縮肌肉池破環(huán)釋放miRNA導(dǎo)致外周循環(huán)中的miR-206水平顯著升高。Carpi等[32]也發(fā)現(xiàn)COPD患者肺組織、肢體肌肉、股外側(cè)肌中miR-206水平上調(diào)，COPD患者血漿中miR-206與患者日?；顒恿砍史幢?，且在較晚期COPD患者中血漿炎癥細胞因子也會增加肌肉消耗，與miR-206有一定相關(guān)性。

二、miR-206調(diào)節(jié)COPD血管重塑

吸煙是引起COPD的重要危險因素[33]，可促進COPD血管重塑過程。Notch3蛋白是調(diào)節(jié)血管形態(tài)發(fā)生和功能的關(guān)鍵信號分子，僅在血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）中表達，在血管重塑中起重要作用[34]。研究發(fā)現(xiàn)香煙會影響miR-206水平，香煙煙霧提取物（cigarette smoke extract，CSE）可促進細胞凋亡，上調(diào)肺微血管內(nèi)皮細胞中miR-206的表達，而miR-206抑制劑可逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象。在COPD患者和經(jīng)CSE處理后的人肺微血管內(nèi)皮細胞（human pulmonary microvascular endothelial cell，HPMEC）中miR-206表達增高，并通過直接靶向Notch3和VEGFA mRNA 3’-UTR促進PMEC凋亡，加速COPD血管重塑過程[35]。

miR-206與肺動脈高壓

肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PAH）指肺動脈壓力異常升高[36]，其特征是肺血管收縮與肺動脈平滑肌細胞（pulmonary artery smooth muscle cell，PASMC）過度增殖，導(dǎo)致血管重構(gòu)[37]。目前發(fā)現(xiàn)miR-206可通過血管重構(gòu)影響PAH的發(fā)生。低氧誘導(dǎo)的PAH小鼠中miR-206表達較低。

缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）高表達會引起PASMC顯著增殖，PAH發(fā)病率增高。白延平等[38]研究發(fā)現(xiàn)miR-206通過直接抑制HIF-1α表達而抑制PASMC增殖。Yue等[39]發(fā)現(xiàn)miR-206可能是缺氧誘導(dǎo)PAH早期的觸發(fā)因素，在低氧誘導(dǎo)的肺組織和PASMC中miR-206水平顯著下降。miR-206通過轉(zhuǎn)錄后水平抑制PASMC中的HIF-1α/四個半結(jié)構(gòu)域蛋白1（four and a half LIM domains protein 1，F(xiàn)HL-1）途徑，影響PAH發(fā)生、發(fā)展。短期缺氧后，血清中miR-206處于較高水平，隨著時間的推移逐漸降低，表明短期缺氧后血清中miR-206水平的變化具有時間依賴性。然而，短期缺氧后血清與肺組織中的miR-206表達水平呈反向變化，可能是血清中miR-206表達水平反映了身體整體狀態(tài)，因此血清中的miR-206可作為低氧血癥的非特異性標(biāo)志物。Notch3蛋白是調(diào)節(jié)血管形態(tài)發(fā)生和功能的關(guān)鍵信號分子，僅在VSMC中表達，在血管重塑中起重要作用[34]。miR-206還可抑制Notch3蛋白表達，在低氧誘導(dǎo)的PAH小鼠中miR-206表達較低而Notch-3蛋白水平較高，miR-206可以作為調(diào)節(jié)Notch3功能的潛在PAH治療分子[40]。

miR-206與其他

miR-206與其他肺部疾病也有一定關(guān)聯(lián)。支氣管肺發(fā)育不良（broncho-pulmonary dysplasia，BPD）為引起持續(xù)性呼吸窘迫的慢性肺部疾病，由肺損傷和修復(fù)之間不平衡引起，其特征是肺泡破裂和周圍肺部微血管再生，是早產(chǎn)兒死亡的主要原因[41]，其中FN1是細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的組成部分，廣泛分布在血管和平滑肌細胞層，參與多種生物學(xué)過程，在多種疾病中異常表達[42]，對BPD的發(fā)生也起重要作用。miR-206在模擬BPD小鼠和BPD患者中均下調(diào)。Duan等[43]在大鼠Ⅱ型肺泡上皮細胞（alveolar epithelial typeⅡcell，AECⅡ）實驗中發(fā)現(xiàn)miR-206可在AECⅡ中表達，其作用既可抑制AECⅡ增殖并促進其凋亡，也可抑制AECⅡ中FN1表達，一定程度上阻止了BPD發(fā)展。Zhang等[44]體外細胞實驗中也發(fā)現(xiàn)miR-206可以調(diào)控FN1的轉(zhuǎn)錄和翻譯，并直接靶向FN1的3’-UTR抑制FN1表達，以抑制細胞遷移和黏附，延緩BPD進展。

Zhou等[45]研究發(fā)現(xiàn)膿毒癥誘導(dǎo)急性肺損傷（acute lung injury，ALI）的AECⅡ中連接蛋白43（connexin 43，Cx43）表達增加可促進肺泡氣血屏障通透性增加。miR-206通過靶向Cx43 mRNA 3’UTA以下調(diào)Cx43表達，從而進一步提高肺泡氣血屏障的通透性。miR-206可改善膿毒癥誘導(dǎo)的ALI。miR-206通過轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控相關(guān)基因表達，在許多肺部疾病的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用。對其作用機制的進一步研究將為疾病治療提供新靶點。在未來，可利用miR-206對相關(guān)疾病的影響達到更精準(zhǔn)化的治療，以期提升患者壽命與生存質(zhì)量。