潰瘍性結腸炎中miRNA的研究進展

吳慧華　吳子剛　王愛英

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潰瘍性結腸炎中miRNA的研究進展

吳慧華吳子剛王愛英

摘要：潰瘍性結腸炎(UC)是一種病因未明的慢性非特異性腸道炎癥性疾病，近年來其發病率呈上升趨勢。UC的發病機制復雜，可能是遺傳易感性、腸道微生物等外源物質引起宿主反應以及免疫影響三者相互作用的結果，近年來發現miRNA也與其發病關系密切。此文對UC的發病機制、UC中miRNA的表達以及miRNA在其發病中可能的作用的研究進展作一綜述。

關鍵詞：潰瘍性結腸炎；miRNA；診治

作者單位：100191北京大學第三附屬醫院消化內科(吳慧華，王愛英)；518000廣東深圳，北京大學深圳醫院消化內科(吳子剛)

潰瘍性結腸炎(UC)是一種病因未明的慢性非特異性腸道炎癥性疾病，病變主要位于黏膜及黏膜下層。臨床表現主要為腹痛、腹瀉、黏液膿血便，病情常呈慢性反復發作。近年來UC在世界各國的發病率均呈上升趨勢，在中國的發病率也逐年增加[1]。目前普遍認為UC的發病是由多種因素共同作用的結果，其中免疫機制是其發病的重要因素之一[2-6]。

小分子非編碼核糖核酸(miRNA)是一類內生的、長度為20～24個核糖核苷酸的小核糖核酸(RNA),是由發夾結構的70～90個堿基大小的單鏈RNA前體經過核糖核酸酶(主要為Dicer酶)加工后生成。miRNA對靶基因的調控主要取決于它與靶基因轉錄體序列互補配對的程度[7]。生物信息學分析表明，miRNA在細胞增殖、分化、凋亡、免疫反應等一系列程序中發揮重要作用，提示細胞生命活動中眾多的信號轉導途徑可能由miRNA參與調節。多項研究顯示，每種miRNA可調節數百種mRNA的表達，對超過30%的蛋白編碼基因進行轉錄后調控，廣泛參與個體發育、細胞增殖、分化、炎性反應、纖維化和凋亡等過程[8-10]，可能導致人類多種疾病，如腫瘤、自身免疫學疾病、糖尿病、心血管疾病和肝臟疾病等[11-12]。

1miRNA在UC腸黏膜中的表達

miRNA微陣列分析和同步定量聚合酶連鎖反應(Q-PCR)表明，與健康人群相比較，活動期UC結腸上皮細胞中miR-192低表達，而miR-21高表達；緩解期UC中miR-192表達不變，而miR-375、miR-422表達增高[13]，表明不同miRNA在活性和非活性IBD組織中的表達有所差異。Wu等[13]研究發現，UC患者活動期腸道黏膜有11種miRNA的表達不同，其中3種表達明顯下降(miR-192、miR-375和miR-422b)，8種則明顯上升(miR-16、miR-21、miR-23a、miR-24、miR-29a、miR-126、miR-195和let-7f)。在緩解期UC患者中miR-192沒有顯著變化，而miR-375、miR-422表達水平卻較正常對照組顯著升高，并且利用qRT-PCR方法證實了在人的結腸黏膜組織中miR-21是表達水平最高的UC相關性miRNA。另有研究顯示，UC患者在非活動期也存在miRNA的異常表達[14]。因此，miRNA表達譜有望成為UC的有效診斷工具和治療靶點[15]。Takagi等[16]應用miRNA芯片分析方法，根據篩選結果對其中7種miRNA(let-7a、let-7c、let-7d、let-7g、miR-21、miR-155、miR-923)采用qRT-PCR進行驗證，結果顯示與正常對照組相比較，在活動期UC患者結腸黏膜組織中miR-21及miR-155的表達水平明顯升高，提示這兩種miRNA可能參與了腸道黏膜炎性反應和免疫反應，其具體機制尚需進一步研究。Fasseu等[14]研究通過檢測活動期、靜止期UC患者及正常對照組結腸黏膜中miRNA的表達發現，在UC患者中(無論是活動期還是緩解期)miR-29a、miR-29b、miR-126*、miR-127-3p和miR-324-3p均升高，而miR-188-5p、miR-25、miR-320a和miR-346均下降；在緩解期UC患者中miR-196a表達明顯下降；在活動期UC患者中miR-7、miR-31、miR-135b、miR-223表達升高；說明miRNA在病情靜止期的UC患者中仍有變化，提示miRNA可能在UC病程的各階段均發揮重要作用。研究還表明在UC患者的結腸黏膜miRNA中miR-29a、miR-29b、miR-126、miR-127-3p、miR-324-3p均表達升高。因此，不同疾病類型的miRNA表達不同，對疾病具有鑒別意義；靜止期和活動期UC中miRNA表達的不同可以鑒別患者所處的疾病狀態，了解疾病復發的情況。

2miRNA在UC患者外周血中的表達

有研究報道在人體血清中穩定存在一定水平的miRNA[17-19]。血清miRNA來源于凋亡或壞死的細胞、細胞的主動分泌和循環細胞的裂解等[20]；成熟的miRNA在細胞內被脂質或脂蛋白包被成外切酶體，然后分泌至胞外并進入血液，進入血液的外切酶體可經內吞作用進入受體細胞并去包被，釋放出miRNA并發揮生物學功能[21-22]。血清中的miRNA多數是與蛋白和脂蛋白形成微粒而存在，miRNA存在于微粒中能免于被RNA水解酶降解[23-24]。miRNA具有在血清中長期穩定存在，耐RNA酶降解，可在煮沸、反復凍融、酸堿環境下長期保存等特性，使其在各種處理下均不會造成血清miRNA的損失[25]，其來源和存在的穩定性為其成為診斷和監測疾病的新標志物奠定了研究基礎。UC患者外周血中miRNA特異性表達譜的研究可應用于診斷學指標的篩選。盡管腸鏡活檢能夠較直觀地反映結腸組織病變狀況，但內鏡是一種侵入性診斷方法，相比之下，循環血miRNA更易獲取，也易于被患者接受，操作簡單方便，用于UC的監測更具有臨床意義。

研究顯示，活動期UC患者外周血中miR-505、miR-103-2、miR-362-3p表達差異具有顯著統計學意義，且11種miRNA在UC活動期和緩解期有不同的表達，但結果與腸黏膜中的表達并不完全吻合，提示外周血與腸黏膜的miRNA表達差異及功能尚需進一步研究[26]。也有研究顯示，UC患者外周血中miR-16、miR-21、miR-28-5p、miR-151-5p、miR-155和 miR-199a-5p的表達與健康人群相比較，差異有顯著統計學意義，其中UC患者的miR-155表達最高[27]。Wu等[26]分析了活動期和非活動期UC患者外周血中miRNA的表達譜，其中12種表達升高，miR-505*表達下降，提示UC患者外周血中miRNA的不同類型具有差異表達。Paraskevi等[27]的研究也得出類似結論。Wu等[13,26]對UC患者外周血中的miRNA進行檢測，結果顯示miR-28-5p、miR-151-5p、miR-199a-5p、miRplus-E1271等在活動期UC患者的外周血中表達上調；miR-103-2、miR-362-3p和miR-532-3p在活動期和緩解期UC中均上調；而miR-505均下調。Dalal等[28]研究發現，miR-28-5p、miR-151-5p、miR-199a-5p、miR-340*和miRplus-E1271在活動期UC患者外周血中表達升高；而miR-103-2*、miR-362-3p和miR-532-3p在活動期和緩解期UC中均升高，而miR-505*均下降。也有研究比較了UC患者與健康者之間外周血中miRNA的表達，發現其中miRNA-28-5p、miRNA-151-5p、miR-199a-5p、miRNA-340、miR-plus-E1271、miR-3180-3p、miR-plus-E1035、miR-plus-E115和miR-plus-F1159在UC患者外周血中表達升高[29-30]。

上述研究均認為通過比較外周血中miRNA表達水平的差異可以區分活動期UC、緩解期UC及健康對照者，提示相關miRNA可能成為UC的臨床診斷標志物。在臨床實踐中，UC的診斷主要以內鏡下表現為依據，對于內鏡表現不典型者診斷困難，血清miRNA為診斷UC提供了一種非侵入性檢測方法，有輔助診斷的意義，并可進一步鑒別UC不同的疾病狀態及表現類型。

3miRNA可能參與的免疫機制

研究表明，UC與T細胞的凋亡和功能異常密切相關，T細胞凋亡與腸道黏膜穩定和免疫耐受的關系密切。UC黏膜中T細胞凋亡明顯減少并存在增殖缺陷，其可能是UC重要的發病機制[31-32]，而T細胞的凋亡和功能異常與miRNA的表達密切相關[33-34]，因此miRNA的表達可能參與UC的發病過程。

相關研究表明，miR-21可以抑制活化的T細胞凋亡，過表達miR-21可促進T細胞介導的炎性反應，能通過調節PDCD4來調控異常的T細胞反應，還可能通過白細胞介素-2(IL-2)和Bcl-2基因影響T輔助細胞導致其功能缺陷，這可能是UC重要的發病機制[35-38]。Sheedy等[36]研究表明，miR-21通過PDCD4表達，負向調控TLR4通路，在活動期UC患者腸黏膜中表達升高，表明miR-21可能參與UC的發病過程。

4結語和展望

隨著對miRNA與UC的發生發展關系的深入研究，有助于為UC的診斷和治療提供新的切入點，開辟更多的臨床診斷治療途徑。但由于miRNA在多種疾病中的表達水平都有明顯改變，同一種疾病也會出現多種miRNA的不同表達，因此進一步探明多種miRNA形成的動態調節網絡是一個復雜的過程，需要更多的研究找出相關路徑的關鍵點。未來針對miRNA的臨床研究需要進一步擴大樣本量，就不同亞型與UC活動度和病變部位進行深入研究，以期指導臨床應用。

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(本文編輯：周駿)

·綜述·

收稿日期：(2014-04-18)

通信作者：王愛英，Email： wangaiy@sina.com

DOI:10.3969/j.issn.1673-534X.2015.03.007