外泌體源性miRNA 在系統(tǒng)性硬化癥中的研究進展

徐玲云，夏衛(wèi)杰，原晉湘，馬澤，張峻嶺

（1.天津中醫(yī)藥大學(xué)，天津 301617；2.天津市中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院，天津 300120）

系統(tǒng)性硬化癥（Systemic sclerosis，SSc）是一種自身免疫性結(jié)締組織疾病，其特征為皮膚和內(nèi)臟器官纖維化以及血管病變[1]，全球每1 萬人中約有1 例受其影響[2]。SSc 的發(fā)病機制復(fù)雜，目前尚不完全清楚，除了可能的遺傳與環(huán)境因素外，還包括內(nèi)皮損傷和纖維增生性血管病變、免疫系統(tǒng)異常和成纖維細(xì)胞功能障礙3 大機制[3]。

1 外泌體及微小核糖核酸（microRNA，miRNA）

外泌體是一種具有雙層脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的微小膜泡，由體內(nèi)幾乎所有細(xì)胞分泌，屬于細(xì)胞外囊泡的亞群[4]。胞外刺激、微生物攻擊等條件可誘導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生外泌體，其存在于多種體液中，如血漿、血清、尿液等。外泌體內(nèi)包含蛋白質(zhì)、脫氧核糖核酸（DNA）、信使RNA（mRNA）、miRNA、長鏈非編碼RNA（lncRNA）等分子，可作為信號分子傳遞給受體細(xì)胞，參與細(xì)胞間通信和微環(huán)境的調(diào)節(jié)[5]。外泌體在體內(nèi)鄰近和遠(yuǎn)處的細(xì)胞間傳遞信息并影響靶細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)主要是通過以下3 種機制：各種內(nèi)吞途徑，包括非網(wǎng)格蛋白依賴性內(nèi)吞和網(wǎng)格蛋白依賴性內(nèi)吞；直接與靶細(xì)胞膜融合，傳遞mRNA、miRNA、蛋白質(zhì)、信號分子以及激活受體和下游的轉(zhuǎn)導(dǎo)信號[6]。這些傳遞機制可能在鄰近和遠(yuǎn)處正常細(xì)胞分子程序的旁分泌調(diào)節(jié)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，可用來解釋SSc 相關(guān)纖維化過程擴展到未受影響的細(xì)胞和組織的情況。近年來，miRNA 被認(rèn)為是SSc 纖維化可能的新參與者，能夠調(diào)節(jié)部分纖維化相關(guān)基因[7]。miRNA 是一類小的非編碼RNA，長18～25 個核苷酸，其可通過與靶mRNA 結(jié)合來改變基因表達，導(dǎo)致其降解或阻礙翻譯，從而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后調(diào)控作用[8]。越來越多的證據(jù)表明，miRNA 與免疫性疾病有關(guān)，外泌體中的miRNA 可作為有價值的診斷及治療生物標(biāo)志物[9]。

2 在SSc 中的外泌體分泌miRNA 及作用

在SSc 中，纖維化過程涉及多種途徑，包括眾所周知的信號級聯(lián)反應(yīng)，如轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）和Wnt 信號蛋白/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等[10]。近期研究表明，miRNA 調(diào)節(jié)和靶向包括TGF-β信號通路在內(nèi)的與SSc 纖維化過程有關(guān)的關(guān)鍵細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，在SSc 中部分miRNA 也有改善骨質(zhì)減少的作用[11-12]。

Wermuth 等[13]研究表明，在彌漫性SSc 血清分離的外泌體中，4 個miRNA（let-7g、miR17、miR23b 和miR29a）增加超過5 倍，4 個miRNA（let-7a，miR125b，miR140 和miR146a）降低超過70 倍。其進一步研究表明，從SSc 患者分離的包含miRNA 的外泌體在體外刺激健康人真皮成纖維細(xì)胞的纖維化基因表達和Ⅰ型膠原蛋白及纖維蛋白等產(chǎn)生和分泌。Baral等[14]的小鼠模型實驗證實，間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）衍生外泌體中的miR-196b-5p 在成纖維細(xì)胞中的過表達顯著抑制了Ⅰ型α2 型膠原蛋白的表達。Nakamura 等[15]通過比較SSc 和對照患者成纖維細(xì)胞之間外泌體含量的差異，發(fā)現(xiàn)SSc 成纖維細(xì)胞外泌體源性miR-142-3p，miR-150a 和miR-196a 3 種miRNA 的水平失調(diào)。具體機制有待進一步研究，推測SSc 患者血清miR-142-3p 升高可能是由于對真皮成纖維細(xì)胞中整合素αV（ITGαV）表達增加的負(fù)反饋等原因所致[16]，miR-196a 抑制劑可致正常成纖維細(xì)胞中Ⅰ型膠原的過表達[17]。

Rozier 等[18]研究表明，miR-29a-3p 在調(diào)節(jié)細(xì)胞過程和平衡SSc 中表達改變的因素方面起關(guān)鍵作用。在SSc 成纖維細(xì)胞中，miR-29a-3p 破壞抗凋亡因子[B 淋巴細(xì)胞瘤因子-2（Bcl-2），B 淋巴細(xì)胞瘤因子-XL（Bcl-XL）][19]。SSc 發(fā)病機制中存在異常的DNA 甲基化、miR-29a-3p 靶向DNA 去甲基化酶甲基胞嘧啶雙加氧酶（Tet1）和DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶3A（Dnmt3A）[20-21]，Tet1 在SSc 成纖維細(xì)胞中的表達較高，Dnmt3A 調(diào)節(jié)細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-3（SOCS-3），SOCS-3 的下調(diào)促進了成纖維細(xì)胞向成肌細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和纖維化過程[22]。MiR-29a-3p 還可調(diào)節(jié)SSc 小鼠皮膚中的Ⅰ型和Ⅲ型膠原[23]及靶向血小板衍生生長因子受體-β（Pdgfrb-β），而舒尼替尼（Sunitinib）可抑制Pdgfrb-β 和血管內(nèi)皮生長因子受體（VEGFR）磷酸化，在HOCl 誘導(dǎo)的SSc 模型中逆轉(zhuǎn)纖維化[24]。Bo 等[25]研究表明角質(zhì)形成細(xì)胞衍生的外泌體遞送miR-16-5p 對博來霉素處理的小鼠皮膚纖維化的影響，指出外泌體源性miR-16-5p 顯著抑制了TGF-β1 對成纖維細(xì)胞增殖、遷移和Ⅰ型膠原表達的增強作用以及抑制了內(nèi)源性SMAD 家族成員3（Smad3）的表達。相關(guān)證據(jù)表明Smad3 在人皮膚纖維化組織和衍生的成纖維細(xì)胞中上調(diào)[26]。Li 等[27]對5 例彌漫性皮膚SSc 進行中性粒細(xì)胞外泌體源性miRNA 和lncRNA 進行測序分析，發(fā)現(xiàn)3 組lncRNA-miRNA-mRNA 對，包含has-miR-1268a、has-miR-299-3p、has-miR-512-3p。Has-miR-1268a參與Wnt 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和白細(xì)胞介素-23（IL-23）信號通路，Wnt 通路被認(rèn)為是纖維化疾病中持續(xù)成纖維細(xì)胞活化的重要介質(zhì)，通過β-catenin 和TGF-β 引發(fā)纖維反應(yīng)[10]，而白細(xì)胞介素-23（IL-23）則被發(fā)現(xiàn)參與SSc 成纖維細(xì)胞膠原失調(diào)[28]。Has-miR-299-3p、has-miR-512-3p 參與IL-23、AMP 活化蛋白激酶（AMPK）和NOTCH 信號通路，SSc 患者中NOTCH信號轉(zhuǎn)導(dǎo)被激活，并在纖維化中起重要作用[29]。Chouri等[30]研究表明，miR-483-5p 在內(nèi)皮細(xì)胞中的過表達增強了α-平滑肌肌動蛋白（α-SMA）和平滑肌22A（SM22A）這2 種已知的肌成纖維細(xì)胞分化標(biāo)志物的轉(zhuǎn)錄水平，表明細(xì)胞經(jīng)歷肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變。此外，miR-483-5p 降低了Friend 白血病病毒整合位點-1（Fli-1）的表達，F(xiàn)li-1 是細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的負(fù)調(diào)節(jié)因子，已知在SSc 皮膚中被抑制。最后他們提出血清外泌體miR-483-5p 是SSc 中纖維化的調(diào)節(jié)劑，是疾病早期階段新的分子標(biāo)志物。

一個建立的SSc 模型顯示股骨礦物質(zhì)密度顯著降低，小梁骨微結(jié)構(gòu)異常[31]。Tsk/小鼠IL-4/IL-4Rα信號通路的下調(diào)可以挽救纖維化和骨質(zhì)疏松癥表型，表明IL-4 信號傳導(dǎo)有助于SSc 的病理過程[32]。Chen 等[33]研究表明，移植后供體間充質(zhì)干細(xì)胞將miR-151-5p 轉(zhuǎn)移到SSc 小鼠的受體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞上以抑制IL4Rα 表達，從而下調(diào)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）途徑激活以增強成骨分化并減少脂肪源分化，由此指出miR-151-5p 是系統(tǒng)性硬化癥的治療靶點。

與其他疾病如腫瘤比較，有關(guān)外泌體miRNA在SSc 的研究相對較少。目前關(guān)于外泌體miRNA在SSc 中的應(yīng)用研究多關(guān)于其參與疾病纖維化進程方面，也有提及循環(huán)血漿miRNA 在SSc 相關(guān)性肺動脈高壓中的應(yīng)用[34-35]。未來研究旨在揭示外泌體miRNA 在SSc 等自身免疫性疾病中的確切作用機制等，并進一步在體外或動物模型中擴大研究，以確保外泌體miRNA 用于診斷、治療及預(yù)防并發(fā)癥的安全有效。