COPD患者血清microRNA表達(dá)譜及相關(guān)生物信息學(xué)分析*

胡雪茹 劉軍輝 申永春 秦江月 文富強(qiáng)

(四川大學(xué)華西醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科, 四川 成都 610041)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)又稱慢阻肺，是一種常見的可預(yù)防和治療的慢性氣道疾病，特征是持續(xù)存在的氣流受限和相應(yīng)的呼吸系統(tǒng)癥狀[1]。2021GOLD報(bào)道，全球范圍到2060年，每年可能有540萬(wàn)以上的人死于慢阻肺和其相關(guān)疾病[2]。國(guó)內(nèi)的流行病學(xué)研究顯示，我國(guó) 20歲及以上成人慢阻肺患病率為8.6%，40歲以上的人群將近1億人，其已成為我國(guó)乃至世界范圍內(nèi)的重大慢性非傳染性疾病，造成了巨大的公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)[3]。早期明確慢阻肺的診斷對(duì)后續(xù)的治療有重要的臨床意義，目前肺功能檢查仍是確診慢阻肺的必備條件，但當(dāng)前基于肺功能的慢阻肺診斷在我國(guó)的臨床實(shí)踐中仍存在較大的挑戰(zhàn)[4],尋找到簡(jiǎn)單易行的慢阻肺診斷標(biāo)志物具有重要的臨床意義。microRNA(miRNA)是一組小的非編碼RNA(長(zhǎng)度大約為22個(gè)核苷酸)，通過(guò)mRNA 降解、抑制蛋白質(zhì)翻譯或通過(guò)這兩種機(jī)制的組合，在轉(zhuǎn)錄后負(fù)調(diào)控基因表達(dá)，是細(xì)胞增殖和分化、發(fā)育和凋亡的多個(gè)生物途徑中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑[5]。miRNA已成為包括神經(jīng)膠質(zhì)瘤、結(jié)直腸癌、肺癌、心力衰竭在內(nèi)的多種疾病的生物標(biāo)志物[6]，在疾病的診斷、分期中具備廣闊的臨床運(yùn)用前景。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，miRNA與慢阻肺的關(guān)系密切，有可能被用作潛在慢阻肺的生物標(biāo)志物。目前研究發(fā)現(xiàn)miRNA可能主要通過(guò)調(diào)控MAPK、Wnt、NF-κB、JAK-STAT等信號(hào)通路參與慢阻肺的發(fā)病機(jī)制[7]，但其在慢阻肺診斷和致病的詳細(xì)機(jī)制中尚未完全被闡釋。因此本研究旨在探索慢阻肺患者血清miRNA差異性表達(dá)譜，并通過(guò)生物信息學(xué)預(yù)測(cè)差異性miRNA的靶基因并進(jìn)一步分析其靶基因在調(diào)控生物學(xué)過(guò)程功能分析、信號(hào)通路、蛋白質(zhì)互作中的機(jī)制，探索miRNA對(duì)慢阻肺的的臨床診斷意義及潛在相關(guān)的分子生物學(xué)機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)的提取及分析 GSE70080的miRNA表達(dá)譜數(shù)據(jù)集從GEO(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)下載[8], GSE70080位于平臺(tái)GPL20591中，其中包括16個(gè)慢阻肺患者和16個(gè)正常血清樣本。從GSE70080數(shù)據(jù)集下載微陣列數(shù)據(jù)的歸一化表達(dá)矩陣。然后用數(shù)據(jù)集中的注釋文件對(duì)探針進(jìn)行注釋。R軟件的“l(fā)imma”包用于識(shí)別差異表達(dá)的miRNA。P<0.05基因被認(rèn)為是差異表達(dá)的基因。受試者曲線及火山圖、熱圖聚類圖使用R軟件的“ggplot2”包進(jìn)行。受試者工作特征(Receiver operating characteristic, ROC)曲線法評(píng)估差異性表達(dá)miRNA對(duì)慢阻肺的診斷價(jià)值。

1.2 靶基因的預(yù)測(cè) 運(yùn)用靶基因預(yù)測(cè)軟件TargetScan、PicTar2和 miRanda分別預(yù)測(cè)差異miRNA的靶基因[9]，再分別取各自在3個(gè)軟件下預(yù)測(cè)所得靶基因的交集，然后利用miTarbase數(shù)據(jù)庫(kù)獲取經(jīng)過(guò)至少3種實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并且靶向關(guān)系類型為具有功能的miRNA-靶基因相互作的靶基因，將軟件預(yù)測(cè)所得結(jié)果與靶向關(guān)系預(yù)測(cè)結(jié)果取并集作為所納入每個(gè)miRNA的靶基因集合，繪制miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)圖。

1.3 靶基因生物信息分析 基因本體(Gene Ontology, GO)分析和京都基因和基因組百科全書(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)信號(hào)通路富集分析在R軟件中使用“GO plot”包進(jìn)行。GO分析包括細(xì)胞成分(CC)、生物過(guò)程(BP)和分子功能(MF)[10]。

1.4 miRNA靶基因的蛋白互作分析 使用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)(https://string-db.org/)和Cytoscape軟件對(duì)差異性表達(dá)miRNA的靶基因進(jìn)行蛋白互作網(wǎng)絡(luò)(Protein protein interaction network, PPI network)分析[11]。

2 結(jié)果

2.1 差異性miRNA表達(dá)分析 對(duì)于慢阻肺組和對(duì)照組的高通量測(cè)序結(jié)果，見圖1。根據(jù)P<0.05篩選出8個(gè)上調(diào)和54個(gè)下調(diào)差異miRNA，與慢阻肺患者相比，miR-655和miR-337在慢阻肺樣本中的表達(dá)增加了近兩倍，miR-645在慢阻肺組織中的表達(dá)平均降低了4倍，見圖2。

圖1 慢阻肺患者與健康對(duì)照者血清miRNA差異性表達(dá)熱圖

圖2 慢阻肺患者與健康對(duì)照者血清miRNA差異性表達(dá)火山圖

2.2 差異性表達(dá)miRNA對(duì)慢阻肺的診斷價(jià)值 ROC曲線分析顯示下調(diào)的54個(gè)miRNA診斷慢阻肺的ROC曲線下面積為0.969，上調(diào)的8個(gè)miRNA診斷慢阻肺ROC曲線下面積是0.938，見圖3。

圖3 差異性表達(dá)miRNA診斷慢阻肺的價(jià)值

2.3 靶基因的預(yù)測(cè)與生物富集分析 通過(guò)3個(gè)靶基因預(yù)測(cè)軟件TargetScan、PicTar2和 miRanda預(yù)測(cè)靶基因,結(jié)合miTarbase數(shù)據(jù)庫(kù)中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，共15099個(gè)靶基因。GO富集結(jié)果見表1，其中下調(diào)差異miRNA的靶基因GO富集的主要生物過(guò)程涉及Wnt、MAPK、NF-KB信號(hào)通路；上調(diào)miRNA的靶基因集合生物過(guò)程主要涉及Wnt信號(hào)通路；在KEGG富集分析中，下調(diào)差異miRNA富集于MAPK信號(hào)通路；上調(diào)差異miRNA富集于Wnt、MAPK信號(hào)通路。見圖4。

表1 差異性表達(dá)miRNA靶基因GO分析結(jié)果

圖4 差異性表達(dá)miRNA靶基因KEGG分析結(jié)果

2.4 miRNA與靶基因網(wǎng)絡(luò)分析 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并且靶向關(guān)系類型為具有功能的miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)圖，見圖5。其中13種miRNA(hsa-miR-140-3p、hsa-miR-206、hsa-miR-337-5p、hsa-miR-574-3p 、hsa-miR-645、hsa-miR-769-5p、hsa-miR-107、hsa-miR-324-5p、hsa-miR-532-3p、hsa-miR-628-3p、hsa-miR-375 和hsa-miR-543)，其中12種下調(diào)，1種 miRNA(hsa-miR-337-5p)在上調(diào)。4個(gè)核心miRNA為：miR-574-3p、hsa-miR-628-3p、hsa-miR-107、hsa-miR-769-5p；多個(gè)miRNA與其靶基因相互作用，其中SLC4A8受7個(gè)miRNA的調(diào)節(jié)。

圖5 miRNA與靶基因網(wǎng)絡(luò)分析圖

2.5 miRNA靶基因PPI分析 將miRNA的靶基因合并，導(dǎo)入STRING數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇高可信度的互作關(guān)系，刪除沒有互作關(guān)系的靶基因點(diǎn)后蛋白互作網(wǎng)絡(luò)，見圖6。根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中結(jié)點(diǎn)的連通性即按Degree對(duì)靶基因進(jìn)行排序，其中前5位分別是ACVR1B、ACVRL1、KRT2、KRT74、KRT82。

圖6 miRNA靶基因編碼蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)分析圖

3 討論

慢阻肺的早期診斷與發(fā)病機(jī)制的探索對(duì)其患者的診治具有重要的臨床意義。本研究通過(guò)現(xiàn)代生物信息學(xué)分析方法研究慢阻肺患者血清樣本中的差異性miRNA，尋找潛在的miRNA生物標(biāo)志物，并通過(guò)生物信息分析基于miRNA的慢阻肺發(fā)病機(jī)制。

慢阻肺差異miRNA的研究在多種樣本中得到證實(shí)，包括血清、肺組織、痰液、肺泡灌洗液，在臨床研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常表達(dá)的miRNA與體外研究中的表達(dá)趨勢(shì)一致，并且觀察到失調(diào)的miRNA與慢阻肺臨床嚴(yán)重程度相關(guān)，并且會(huì)增加穩(wěn)定的慢阻肺患者急性加重的風(fēng)險(xiǎn)。本次研究發(fā)現(xiàn)慢阻肺組和正常對(duì)照組血清中miRNA表達(dá)存在差異,上調(diào)基因有8個(gè)，下調(diào)基因54個(gè)，根據(jù)差異miRNA繪制ROC曲線，曲線下面積均大于0.9(P<0.05)，提示miRNA對(duì)慢阻肺有一定的診斷價(jià)值。其中血清中miR-320表達(dá)增加，這與以往研究一致，研究報(bào)道m(xù)iR-320表達(dá)增加與生存率正相關(guān)，可作為慢阻肺的預(yù)后標(biāo)志物[12]。有研究發(fā)現(xiàn)暴露于煙霧主要影響miRNA的下調(diào)[13]，在本研究中54個(gè)基因表達(dá)下調(diào)，其中miR-106b被報(bào)道可作為反映慢阻肺患者持續(xù)或者全身變化的指標(biāo)[14]。miR-23a、miR-25、miR-145 和 miR-224，與慢阻肺全球倡議 (GOLD) 階段相關(guān)。miR-23a和miR-145在慢阻肺的非頻繁和頻繁加重者之間有顯著差異，miR-23a可能是區(qū)分頻繁加重和非頻繁加重的潛在且有希望的生物標(biāo)志物[15]。6個(gè)差異miRNA(let-7c、miR-125b、miR-324、miR-642、miR-340、miR-532)表達(dá)下調(diào)，與誘導(dǎo)痰中的表達(dá)一致，其中l(wèi)et-7c降低顯著。研究發(fā)現(xiàn)let-7c的主要靶點(diǎn)是腫瘤壞死因子受體Ⅱ(TNFR-Ⅱ)，且痰中l(wèi)et-7c水平與一秒用力呼氣容積(FEV1)呈正相關(guān), 與痰腫瘤壞死因子受體Ⅱ(sTNFR-Ⅱ)的蛋白水平呈顯著負(fù)相關(guān)[16],在慢阻肺小鼠模型中進(jìn)一步證明，TNFR-Ⅱ基因敲除小鼠受到保護(hù)，免受香煙煙霧引起的炎癥和肺氣腫[17]。通過(guò)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，本研究發(fā)現(xiàn)下調(diào)的miRNA-206在肺組織中表達(dá)上調(diào)，且與重度慢阻肺患者的循環(huán)炎癥細(xì)胞因子有關(guān)[18]，如TNF-α、IL-2和IL-5，可通過(guò)調(diào)節(jié)人肺成纖維細(xì)胞MRC-5細(xì)胞中的IRAK1促進(jìn)脂多糖誘導(dǎo)炎癥損傷[19]，其靶基因Notch3和VEGFA被證明在慢阻肺中可增強(qiáng)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡作用[20]。因此miRNA在不同樣本之間可能存在表達(dá)趨勢(shì)的差異，還需要進(jìn)一步探索相關(guān)miRNA在慢阻肺中的確切作用。

有研究報(bào)道m(xù)iRNA具有高穩(wěn)定性、強(qiáng)特異性、高靈敏度和易于在血液中檢測(cè)，因此可用于臨床診斷及預(yù)后評(píng)估[21]。如miR-3620-3p可以區(qū)分慢阻肺和哮喘[22]。Leidinger等[23]表明特定的外周miRNA譜可以區(qū)分肺癌和慢阻肺。miR-146a的表達(dá)與慢阻肺急性加重期的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)；miR-218-5p 與嚴(yán)重慢阻肺有相關(guān)性，但與吸煙狀況無(wú)關(guān)[24]。miR-146a 和 miR-146b 可以預(yù)測(cè)慢阻肺患者慢阻肺急性加重期的風(fēng)險(xiǎn)[25]。miR-1273-3p、miR-126、miR-503、miR-34b/c、miR-342-3p、miR-30e-3p、miR-125a-5p與 FEV1% 呈正相關(guān)，miR-106b-5p、miR-15b、miR-195、miR-24-3p、miR-320a、miR-320b、miR-34a 和 miR-199a-5p 的水平與 FEV1 %負(fù)相關(guān)[26]。綜上，慢阻肺患者血清中存在顯著的miRNA差異性表達(dá)，并且對(duì)慢阻肺具有一定的診斷及預(yù)后價(jià)值。鑒于其樣本可及性，患者配合程度高，miRNA有望成為慢阻肺的診斷標(biāo)志物，并且有助于慢阻肺的嚴(yán)重程度評(píng)估。

miRNA一般通過(guò)其對(duì)靶基因的調(diào)控發(fā)揮其調(diào)節(jié)作用，本研究對(duì)差異性表達(dá)miRNA的靶基因進(jìn)行GO注釋和KEGG pathway分析，其結(jié)果示差異miRNA的靶基因主要參與NF-kB、Wnt、MAPK信號(hào)通路。Wnt 信號(hào)通路包含控制各種發(fā)育和生理過(guò)程的信號(hào)分子家族，研究表明，Wnt/β-連環(huán)蛋白信號(hào)傳導(dǎo)參與肺發(fā)育、體內(nèi)平衡、肺上皮損傷和修復(fù)過(guò)程[27]。慢阻肺的特點(diǎn)是由氣道重塑和慢性支氣管炎組成的小氣道疾病和導(dǎo)致肺氣腫的肺實(shí)質(zhì)破壞引起的慢性氣流受限。研究顯示W(wǎng)nt/β-catenin 信號(hào)在慢阻肺和肺氣腫患者及其動(dòng)物模型中降低，通過(guò)Wnt/β-catenin 信號(hào)的激活可減少空腔擴(kuò)大和膠原含量來(lái)減輕慢阻肺的癥狀[28]。典型Wnt/β-連環(huán)蛋白激活還可導(dǎo)致肺上皮細(xì)胞增殖增加，表明激活Wnt信號(hào)傳導(dǎo)可引起上皮細(xì)胞的修復(fù)機(jī)制[29]。本研究發(fā)現(xiàn)miR-130a上調(diào)，與之前研究表達(dá)一致，研究發(fā)現(xiàn)抑制miR-130a顯著減輕香煙誘導(dǎo)的對(duì)細(xì)胞遷移和增殖的抑制，miR-130a 過(guò)表達(dá)可阻斷香煙刺激引起Wnt 信號(hào)的激活，抑制 miR-130a 可通過(guò) Wnt/β-Catenin 信號(hào)通路減輕香煙煙霧引起的肺損傷[30]。miR-23a、miR-25、miR-145 和 miR-224也被證明參與了Wnt信號(hào)通路[15]。目前研究發(fā)現(xiàn)Wnt信號(hào)通路以不同方式參與慢阻肺中的慢性氣道炎癥、氣道重塑、肺氣腫的發(fā)生發(fā)展[31]，但仍需要進(jìn)一步研究以確定miRNA如何調(diào)控Wnt信號(hào)通路在慢阻肺中的調(diào)節(jié)機(jī)制。

NF-κB作為一種核轉(zhuǎn)錄因子, 與免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)及細(xì)胞的增生、轉(zhuǎn)化、凋亡等病理生理過(guò)程密切相關(guān)。NF-κB的活化是慢阻肺發(fā)病的重要炎癥通路之一, 通過(guò)調(diào)控TNF-α、IL-6、IL-8、IL-12、COX-2、粘附分子、趨化因子、集落刺激因子等參與了炎癥反應(yīng)各階段和早期的免疫反應(yīng)[32]。在嚙齒動(dòng)物中有研究報(bào)道m(xù)iR-30、miR-146、miR-132 和 miR-155參與 NF-κB 通路激活[33]，進(jìn)一步研究證實(shí)在慢阻肺患者的氣道或樣本中NF-κB通路活性標(biāo)志物的增加，包括慢阻肺惡化期間的痰巨噬細(xì)胞以及在穩(wěn)定期慢阻肺患者的支氣管活檢中[34]。如miR-218通過(guò)腫瘤壞死因子受體I(TNFR1)介導(dǎo)的NF-κB激活起作用，參與炎癥和粘蛋白(MUC5AC)過(guò)度產(chǎn)生，而顯著下調(diào)的 MiR-218被認(rèn)為是慢阻肺的保護(hù)因素[24]。香煙煙霧誘導(dǎo)慢阻肺小鼠氣道上皮和肺巨噬細(xì)胞中miR-21表達(dá)上調(diào)，通過(guò)miR-21/SATB1/S100A9/ NF-κB軸在慢阻肺中發(fā)揮致病作用，遂miR-21可作為慢阻肺的潛在治療靶點(diǎn)[35]。因此，抑制NF-κB信號(hào)通路的活化，可能減少氣道細(xì)胞中炎癥基因的表達(dá)，NF-κB抑制劑或調(diào)節(jié)劑可能具有干預(yù)及治療慢阻肺的潛力。參與NF-κB通路的miRNA可能成為慢阻肺治療新靶點(diǎn)。

本文通過(guò)miRNA靶基因的預(yù)測(cè)，進(jìn)一步構(gòu)建了潛在的miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。其中4個(gè)miRNA(miR-574-3p、hsa-miR-628-3p、hsa-miR-107、hsa-miR-769-5p)為核心基因。之前研究報(bào)道m(xù)iR-628-3p在慢阻肺和有無(wú)吸煙患者中表達(dá)下調(diào)，miR-574-5p在香煙煙霧(0.5%)處理3天的人支氣管上皮細(xì)胞，較對(duì)照組表達(dá)下調(diào)[36]，這均與本研究結(jié)果一致，提示吸煙可能影響慢阻肺患者miRNA的表達(dá)。miR-107、miR-769-5p的失調(diào)與各種腫瘤發(fā)展有關(guān)，尚未有研究探索miR-107、miR-769-5p與慢阻肺之間的關(guān)系。本研究中SLC4A8受7種miRNA調(diào)控，可能成為慢阻肺的核心基因。預(yù)測(cè)SLC4A8存在多個(gè)miRNA結(jié)合位點(diǎn)，后續(xù)的的研究需進(jìn)一步探索其在慢阻肺中的作用機(jī)制。通過(guò)PPI分析，ACVR1B、ACVRL1、KRT2、KRT74、KRT82、NR4A1可能是參與慢性阻塞性肺疾病發(fā)生發(fā)展的核心基因。其中ACVR1B是TGF-β配體家族的成員，可控制許多細(xì)胞過(guò)程，研究顯示其表達(dá)水平與肺氣腫的分布具有顯著關(guān)聯(lián)[37]。ACVRL1是一種參與血管生成的內(nèi)皮轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β受體[38]，在肺動(dòng)脈高壓中發(fā)現(xiàn)ACVRL1突變，會(huì)導(dǎo)致 TGF-β/(BMP)信號(hào)受損，改變的BMP受體信號(hào)影響炎癥及其消退、DNA損傷及其修復(fù)以及細(xì)胞代謝的調(diào)節(jié)[39]。NR4A1參與FSTL-1(卵泡抑素樣1)缺陷型肺氣腫的形成[40]，也可通過(guò)NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而以負(fù)反饋方式下調(diào)炎癥因子，減輕氣道炎癥[41]。KRT2、KRT74、KRT82編碼不同角蛋白，其與角質(zhì)形成細(xì)胞活化、增殖和角質(zhì)化相關(guān)，但目前在慢阻肺中的報(bào)道有限，還需要進(jìn)一步研究。綜上所述，繞著這些基因深入研究，有望進(jìn)一步闡明慢阻肺的發(fā)病機(jī)制，為慢阻肺的干預(yù)尋找到新的靶點(diǎn)。

研究已發(fā)現(xiàn)miRNA促進(jìn)肺部發(fā)育、成熟，且在維持肺功能中發(fā)揮重要作用[42]。miRNA可從多個(gè)層面、多個(gè)機(jī)制參與慢阻肺的發(fā)病機(jī)制。慢阻肺一個(gè)重要發(fā)病機(jī)制是由慢性炎癥引起的支氣管上皮細(xì)胞的凋亡和增殖變化。多種miRNA被發(fā)現(xiàn)參與氣道炎癥，如miR-24-3p, miR-93-5p, miR-320a/b, miR-1273-3p，其靶基因主要是促炎基因，富集于NOD樣受體 ( NLR ) 和 Toll樣受體(TLR)通路[43]。此外還有miR-233被證實(shí)可控制肺細(xì)胞中HDAC2的表達(dá)和活性，從而調(diào)節(jié)慢阻肺的肺部炎癥[44]。Izzotti等[45]的研究分析了暴露于香煙煙霧環(huán)境的大鼠肺中126個(gè) miRNAs下調(diào)，其主要調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、增殖、血管生成和基因表達(dá)，提示miRNA可能與慢阻肺的損傷與修復(fù)有關(guān)。Conickx等[24]的研究發(fā)現(xiàn)miR-218-5p的表達(dá)與氣道阻塞密切相關(guān)，在沒有氣流受限的吸煙者的肺中，miR-218-5p在戒煙至少1年后表現(xiàn)出正常的表達(dá)水平，無(wú)論是否吸煙，慢阻肺患者 miR-218-5p的不可逆下調(diào)可能導(dǎo)致持續(xù)的全身和肺部炎癥。miR-195在慢阻肺患者中表達(dá)增加，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)抑制miR-195 可減輕吸煙誘導(dǎo)的肺損傷并阻斷體內(nèi)炎癥過(guò)程，可能為慢阻肺的治療提供新靶點(diǎn)[46]。

免疫失調(diào)是慢阻肺的另一個(gè)重要發(fā)病機(jī)制。Shi等[47]證明miR-203通過(guò)靶基因TAK1和 PIK3CA發(fā)揮免疫反應(yīng)抑制劑的作用，miR-203可能通過(guò)抑制吸煙者的免疫反應(yīng)，促進(jìn)慢阻肺的發(fā)生發(fā)展。據(jù)報(bào)道，慢阻肺患者的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞中的 miRNA表達(dá)譜顯著改變。其中miR-199a-5p對(duì)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞具有特異性，miR-199a-5p可通過(guò)影響Th1-Th17 平衡從而導(dǎo)致慢阻肺的發(fā)生[48]。自噬和細(xì)胞凋亡也在慢性阻塞性中發(fā)揮重要作用。在人支氣管上皮細(xì)胞中miR-21參與香煙煙霧誘導(dǎo)的自噬和細(xì)胞凋亡[49]。過(guò)表達(dá)miR-34a可顯著增加人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡率。Notch1的過(guò)表達(dá)對(duì)由miR-34a升高引起的人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用[50]。差異表達(dá)的miRNA對(duì)慢阻肺也有保護(hù)作用。如miRNA-212-5p在體外細(xì)胞通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制香煙煙霧誘導(dǎo)的慢阻肺相關(guān)基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)對(duì)慢阻肺發(fā)揮保護(hù)作用[51]。miR-483通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和激活α-SMA和纖連蛋白發(fā)揮保護(hù)作用[52]。以上研究表明，miRNA從多個(gè)方面參與了慢阻肺的發(fā)病機(jī)制，未來(lái)需更多的研究明確與發(fā)病機(jī)制相關(guān)的miRNA和其關(guān)鍵通路，為慢阻肺探索新生物標(biāo)志物。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)慢阻肺患者血清中存在差異miRNA，其對(duì)于慢阻肺的診斷有一定幫助。經(jīng)過(guò)靶基因的預(yù)測(cè)及和相關(guān)通路分析，提示miRNA與慢阻肺發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，也為后續(xù)的研究提供了生物信息學(xué)的基礎(chǔ)。