miRNA-126與消化系統疾病關系的研究進展

miRNA-126與消化系統疾病關系的研究進展

岑俊威曾駿成周宇

【摘要】微小RNA(miRNA)是一群短序列非編碼蛋白質的單鏈小分子RNA。近年來研究發現其廣泛參與體內細胞增殖、分化、凋亡和炎癥等多種重要生命活動的調控。miRNA-126在多種消化系統疾病中出現異常表達，如炎癥性腸病(IBD)、肝炎、結直腸癌等，而這些疾病的病因及發病機制目前尚未完全明確，治療方法也有限。因此，對miRNA-126的研究可能為消化系統疾病的發病機制闡明和診療提供新方向。該文擬對miR-126在消化系統部分疾病中的研究進展進行綜述。

【關鍵詞】miRNA-126；消化系統疾病；炎癥；腫瘤

作者簡介：通訊周宇，醫學博士，教授，主任醫師，博士研究生導師，博士后合作導師，消化內科學科帶頭人。現任廣東醫學院內科學和診斷學教研室主任、廣東醫學院附屬醫院大內科、消化內科和消化內鏡中心主任。任廣東省消化病學會常委和消化內鏡學會委員、湛江市消化病學會主任委員和消化內鏡學會副主任委員；廣東省醫師協會消化內科、消化內鏡和內科學等分會常委；廣東省抗癌協會腫瘤內鏡學專業常委。從事消化系統疾病臨床診治近30年，擅長于消化系統常見病、危重病和疑難病的診治，特別擅長開展消化內鏡診療技術。近年除開展常規消化內鏡診療技術外，還開展消化道腫瘤的黏膜切除術(EMR)及黏膜下剝離術(ESD)、經口內鏡肌切開術(POEM)、內鏡下經食管黏膜下遂道腫物剝除術(STER) 、內鏡下胃固有肌層腫物全層摘除穿孔修補術、消化道吻合口狹窄內鏡下切開術等內鏡治療技術。主持國家、省廳級科研課題共10多項，其中國家自然科學基金面上項目2項，廣東省自然科學基金課題3項，廣東省社會發展項目1項，第二負責人參與國家自然科學基金面上項目1項。已發表科研論文50多篇，其中近3年發表SCI論文13篇，以第一作者或通信作者發表的SCI論文11篇。近年主要從事非編碼RNA與消化系統疾病的研究工作。重點研究miRNA和LncRNA與炎癥性腸病(IBD)和大腸癌的關系。

收稿日期：(2015-07-06)

DOI:10.3969/g.issn.0253-9802.2015.10.002

基金項目：寧波市自然科學基金資助項目(2015A610219)

Research progress on the relationship between miRNA-126 and digestive system diseasesCenJunwei,ZengJuncheng,ZhouYu.DepartmentofGastroenterology,AffiliatedHospitalofGuangdongMedicalUniversity,Zhanjiang524000,China

Correspondingauthor,ZhouYu,E-mail:ahdg2005@126.com

Abstract【】miRNA is a class of small, non-coding RNA molecules with short sequence. Recent studies have demonstrated that miRNA widely participates in regulating multiple vital biological processes, such as cell proliferation, differentiation, apoptosis and inflammation, etc. miRNA-126 is abnormally expressed in a variety of digestive system diseases, such as inflammatory bowel diseases (IBD), hepatitis and colorectal cancer, etc. However, the etiology and pathogenesis of these diseases have not been fully elucidated. Corresponding treatments yield limited efficacy. Therefore, study of miRNA-126 might provide a novel direction for clarifying the pathogenesis, diagnosis and treatment of digestive system diseases. In this review, we summarized the research progress in terms of the function of miRNA-126 in certain digestive system diseases.

【Key words】miRNA-126; Digestive system disease; Inflammation; Tumor

在許多消化系統疾病的發病過程中，有報道存在微小RNA(miRNA)的異常表達，但目前多種疾病的發病機制尚未完全闡明[1-2]。近年越來越多的研究發現，miRNA廣泛參與機體的正常生理和病理過程的調控，包括細胞的增殖、生長、分化、凋亡以及腫瘤細胞的侵襲和轉移等，并起著重要的調節作用。miRNA-126已被證實參與炎癥和腫瘤形成過程[3]。本文主要對miRNA-126與消化系統疾病的關系研究作一綜述。

一、 miRNA-126結構與功能

miRNA-126(亦被稱為miRNA-126-3p)及其互補的miRNA-126*(被稱為miR-126-5p或miR-123)的編碼基因位于類表皮生長因子域7基因(EGFL7)的第7個內含子中，是一個長度為22個核苷的非編碼蛋白質的單鏈小分子RNA。成熟的miRNA-126的基因序列為：5′-UCGUACCGUGAGUAAUAAUGCG-3′，能夠與RNA介導沉默復合體結合，通過靶mRNA 3′-UTR的miRNA辨別位點，調節靶mRNA的降解或者翻譯抑制。

miRNA-126及其母基因EGFL7主要表達于內皮細胞，在血管形成中起重要作用。有研究表明，miRNA-126無自身的啟動子，它的轉錄是隨著EGFL7的某一個轉錄本而進行，而EGFL7有全長(S1)、從EGFL7的第2個內含子開始的轉錄本(S2)、從EGFL7的第7個外顯子開始的轉錄本(S3)三個轉錄本，在不同的組織或細胞，表達模式不同，因此miRNA-126的表達也有所差異，和EGFL7的表達模式密切相關。

二、miRNA-126與消化系統非腫瘤性疾病的關系研究

miRNA-126在多種消化系統炎癥性疾病中均發現存在異常表達，如炎癥性腸病(IBD)、肝炎、肝纖維化和胰腺炎等，且均在其發病機制的調控中起不同的作用。下面將分別探討一下miRNA-126與消化系統炎癥疾病的相互關系。

1. miRNA-126與腸道炎癥性疾病的關系

IBD是一種慢性復發性炎癥性疾病，目前認為基因、環境、黏膜免疫等因素參與其發病過程，包括克羅恩病(CD)和潰瘍性結腸炎(UC)，但從臨床癥狀、基因、基因的表達和免疫學特性等方面均表明CD和UC是兩種不同的疾病。Paraskevi等[4]發現，在CD患者血液中，miRNA-126的表達水平是正常對照組的2.84±0.28倍，而正常對照組和UC患者血液相比較，miRNA-126的表達水平是正常組的0.96±0.36倍。這表明CD和UC外周血miRNA-126的表達水平不同。

Feng等[3]報道在活動期UC患者結腸組織中miRNA-126表達顯著上調，且miRNA-126可通過調控NF-κB的抑制蛋白IκBα的表達，間接上調NF-κB，從而激活NF-κB通路并參與UC的發生、發展；其研究還發現，與正常組織相比，miRNA-126在UC活動期大腸組織表達上調，在UC緩解期組織和腸易激綜合征組織等大腸組織表達無明顯變化，提示miRNA-126參與UC炎癥活動過程。

也有研究表明，miRNA-126在腸道炎癥中扮演著抗炎的作用。在人結腸來源的CCD-18Co細胞通過不同劑量(0～100 μg GAE/ml)的紅酒多酚刺激，可減少由脂多糖誘導的炎癥因子(如NF-κB、ICAM-1、VCAM-1及PECAM-1)mRNA的表達；同時發現，當紅酒多酚的濃度達到最大時，miRNA-126的表達量升高了2.79倍； 應用miRNA-126-antagomir轉染至CCD-18Co細胞后發現，隨著miRNA-126表達量的下降，NF-κB、ICAM-1、VCAM-1以及PECAM-1 mRNA的表達量均不同程度地上調，而紅酒多酚可部分逆轉這一現象。結果表明，由紅酒提取的多酚所致miRNA-126的上調在結腸來源的CCD-18Co細胞中可能有抗炎作用[5]。Banerjee等[6]在氧化偶氮甲烷的大鼠模型實驗中發現，石榴多酚不僅能抑制NF-κB和mTOR mRNA和蛋白質的表達，且在使miRNA-126表達上調的同時抑制miRNA-126的下游靶基因磷酸化的PI3K/AKT和VCAM-1 mRNA及蛋白的表達水平，表明石榴多酚可能部分通過調節miRNA-126調控的通路起著抗炎的作用。

2.miRNA-126與肝炎(乙型和丙型)、肝纖維化的關系

活化的肝星狀細胞(HSC)在慢性肝炎、肝纖維化中起重要的作用。miRNA-126在活化的HSC中表達明顯降低，恢復miRNA-126的表達可下調I型膠原纖維和平滑肌肌動蛋白的表達。同時miRNA-126過表達可抑制HSC的遷移，并通過與靶基因CRK(一種能促進HSC活化的蛋白)的3′-UTR結合，抑制其翻譯或降解，進而影響HSC的活化來調控肝纖維化的發展[8]。Feng等[9]研究發現在HSC系列的LX-2細胞中，miRNA-126可通過結合于NF-κB的抑制基因IκBα的3′-UTR而抑制其翻譯或表達，上調NF-κB的表達量而激活NF-κB通路下游的基因TGF-β1和I型膠原纖維的表達，進而調控肝纖維化的發生、發展過程，說明miRNA-126可能通過調控HSC，參與肝纖維化過程。

三、miRNA-126與消化系統常見腫瘤的關系研究

miRNA-126被發現在多種腫瘤中存在異常表達，已有研究報道，在食管癌、胃癌、原發性肝細胞癌、胰腺癌、結腸癌等消化系統常見腫瘤中，miRNA-126的表達水平均有不同程度的降低，且miRNA-126可通過調控多種下游靶基因(如VEGF-A、IRS-1、GOLPH3、DNMT-1、PLK2、PI3KR2、Crk、LRP6、CXCR4、Sox2等)抑制腫瘤的形成、上皮間質轉化過程、腫瘤細胞的生長、增殖、侵襲能力、遷移和增加腫瘤細胞的凋亡等，參與腫瘤的發生、發展過程，說明miRNA-126能通過不同的靶基因作用于不同的信號通路，調控多種細胞病理生理活動，可能起抗腫瘤作用。

1. miRNA-126與食管癌的關系

有研究發現，miRNA-126在食管癌組織中表達下調，與其預后不良有關，其機制之一可能通過DNA甲基轉移酶1(DNMT1)來實現[10]。DNMT1在ESCC中表達上調，可能通過使EGFL7啟動子甲基化，以致miRNA-126的表達量下調，而miRNA-126的過表達能抑制DNMT1的表達或翻譯抑制[11]。miRNA-126的異位表達通過表皮生長因子受體AKT信號通路抑制食管鱗狀細胞癌(ESCC)細胞的增殖和遷移。另有研究發現，在ESCC組織中，胰島素受體底物-1(IRS-1)和高爾基體蛋白-3(GOLPH3)表達均上調，且IRS-1與腫瘤細胞的分化有關，GOLPH3則與腫瘤浸潤的深度、淋巴結轉移和TNM的分期有關[12]。而miRNA-126的過表達能在蛋白水平抑制IRS-1和GOLPH3，從而調控腫瘤細胞的增殖、分化、侵襲和遷移能力，說明miRNA-126與ESCC的發生、發展有關。

2. miRNA-126與胃癌的關系

已有研究報道，miRNA-126在胃癌組織中表達下調。胃癌細胞實驗也發現，miRNA-126通過作用于PLK2、 PI3KR2 和 Crk抑制胃癌細胞的生長、增殖、侵襲及促進其凋亡。miRNA-126還可與其靶基因CrkL(屬于Crk家族)結合而調控胃癌細胞(SGC-7901, MKN-45, MKN-28和SUN-16)的增殖和腫瘤的生成，進而促進胃癌的發生、發展，且與胃癌體積的大小、局部浸潤程度、淋巴結的轉移和TNM的分期有關[13]。也有研究表明，miRNA-126通過結合于VEGF-A的3′-UTR而抑制其翻譯或表達，還能抑制VEGF-A及其下游基因AKT、mTOR及Erk1/2的表達，恢復miRNA-126表達量能下調微血管密度(MVD)從而影響腫瘤血管的生成及腫瘤細胞的生長[2]。說明miRNA-126可能通過調控多個信號通路參與胃癌的發生、發展過程。

3. miRNA-126與肝細胞癌的關系

miRNA-126在肝細胞癌組織中表達下降，其低表達與肝癌患者腫瘤的復發以及預后不良有關；miRNA-126明顯抑制肝細胞癌細胞遷移、侵襲、增殖和集落形成；在體內實驗中還發現miRNA-126可抑制肝細胞癌細胞在肺組織內的定植[14]。miRNA-126還能通過調節靶基因Sox2 LRP6和PIK3R2的表達，抑制肝細胞癌細胞的增殖、遷移、侵襲及腫瘤血管的形成，阻滯細胞周期進程，促進腫瘤細胞的凋亡[15]。

4. miRNA-126與結直腸癌的關系

結直腸癌目前在腫瘤相關性死亡中排名第二位。miRNA-126在結直腸癌組織中表達下調，且miRNA-126的表達下調在有腫瘤細胞轉移或預后不良的患者中更明顯，miRNA-126過表達能抑制結直腸癌細胞的生長、增殖，增加凋亡和抑制其侵襲能力。miRNA-126還可能通過其靶基因IRS1、SLC75A、TOM1、VEGF、CXCR4、AKT/ERK1/2及RhoA/ROCK信號通路調控結直腸癌的發生、發展過程[16-20]。此外，miRNA-126能使結直腸癌細胞對化學治療藥物的敏感性增加[17]。Li等[21]發現miRNA-126可通過靶基因VEGF來調控結直腸癌細胞的多種生命現象，其表達沉默由其母基因EGFL7啟動子的甲基化所引起，而通過5-aza-CdR去甲基化處理后，可恢復miRNA-126的表達而降低VEGF的表達。

綜上所述，miRNA-126目前被認為是抗腫瘤因子，在消化系統常見腫瘤的發生、發展過程中調控腫瘤細胞的生長、增殖、分化、凋亡、侵襲和轉移等多種重要生命現象，并且還與腫瘤患者的預后相關，這說明miRNA-126在未來有可能成為治療腫瘤性疾病的重要靶點之一。

四、結語

雖然已發現miRNA在多種疾病中存在異常表達，但對miRNA調控疾病的發生、發展的機制研究尚未完善及全面。miRNA與疾病的關系尚未完全清楚，還需進一步研究來闡明。明確miRNA在疾病發生、發展中機制將有助于疾病的早期診斷、早期治療以及了解患者的預后情況。目前，miRNA-126在消化系統疾病中起抗炎或抑癌作用，但調控miRNA-126表達量變化的內源性和外源性因素目前尚未完全了解，尋找miRNA-126調控因素并探討其與消化系統疾病的關系，將為未來診斷和治療消化系統疾病開辟新的途徑和治療靶點。

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(本文編輯：楊江瑜)

綜 述

作者單位：315020 寧波，寧波大學醫學院附屬醫院(吳祥，高濤，徐義國，朱偉)；315201 寧波，寧波市康寧醫院(周東升，姚琴，張文武)