microRNA在纖維化疾病中的研究進展及與宮腔粘連疾病的關系*

劉艷媚王祥珍

microRNA在纖維化疾病中的研究進展及與宮腔粘連疾病的關系*

劉艷媚①王祥珍②

microRNA（miRNA）是一類單鏈小分子RNA，能通過轉錄后水平調節細胞的蛋白表達，廣泛參與多種生理和病理過程。miRNA在纖維化疾病的發生發展中起著重要的作用。宮腔粘連（intrauterine adhesion，IUA）是子宮內膜損傷后的纖維化病變，宮腔和/或宮頸管部分或全部閉塞，致月經改變、腹痛、不孕與復發性流產等。本文將綜述miRNA在纖維化疾病中的意義，探索其與宮腔粘連疾病形成的關系，探討宮腔粘連的發病機制。

microRNA； 纖維化； 宮腔粘連

First-author’s address：Guangdong Medical College，Zhanjiang 524000，China

microRNA是一類長約19～25 nt的非編碼小分子RNA，通過與靶基因序列部分或完全結合，調控基因表達，參與調節細胞的發育、增殖、分化、凋亡及癌變過程。宮腔粘連又稱為Asherman綜合征，是由宮腔操作、感染、放射等導致的子宮內膜脫落，子宮壁相互粘連而形成的纖維組織增生性疾病。纖維化疾病是多種因素引起的病理改變，子宮內膜纖維化或瘢痕化、缺損變薄、再生及修復不良、容積縮小，內膜容受性明顯下降，胚胎著床困難，嚴重影響育齡女性生殖健康。已有研究證實 miRNA參與器官組織的纖維化形成，并在特定時期特異性表達于特定部位。近年隨著miRNA的研究深入，其與組織纖維化的基因表達調控研究日益成為焦點，也為臨床治療纖維化疾病提供了新的靶點。目前有關宮腔粘連疾病的研究多集中在診斷和治療方面，對宮腔粘連的發病機制研究甚少。

1　miRNA的概述

1993年，Lee等[1]在研究秀麗隱桿線蟲的早期發育遺傳篩選時發現了一種控制細胞發育時序的長度約為22 nt的lin-4 RNA，是最早被發現的miRNA。2000年，Reinha等[2]在線蟲中發現了類似的miRNA：let-7，此后掀起了miRNA研究的熱潮，目前已經在幾乎所有的軟體動物、海膽類、蒼蠅、大鼠以及人類的基因組中發現miRNA[3-4]。據估計，人類miRNA的數量在千余個至數萬個，在生物體的發生、生長、發育和分化等方面都起著重要的作用。并已證實人類超過1/3的基因受miRNA調控[5]。

miRNA對生物疾病發生發展的調控作用機制復雜，一種miRNA可作用于多種信使RNA（mRNA）的轉錄，一種mRNA也可受多種miRNA調節。在細胞核內編碼miRNA的基因轉錄成為原始的miRNA（primary transcripts miRNA，pri-miRNA），接著被核糖核酸酶Drosha剪切成具有莖環結構的 miRNA前體轉錄本（precursor microRNA，premiRNA）。接著在RAN-GTP酶和受體exportin5的協助下被轉運到細胞質中。在胞質中，pre-miRNA被雙鏈RNA專一性內切酶Dicer酶剪切成小片段的雙鏈miRNA，進而與其互補序列結合成22 nt的miRNA-miRNA雙螺旋結構，解旋后一條結合到特異RNA誘導沉默復合體（RNA-induced silencing com-plex，RISC）中，形成非對稱RISC復合物，另解一條被立即降解。RISC 復合物與靶基因mRNA 的3端非翻譯區（3，UTR）完全或不完全互補結合，導致靶mRNA降解或翻譯抑制，調控靶基因表達，從而在廣泛的生物學過程及疾病形成中起重要作用，為臨床藥物作用提供了重要靶點[6]。

2　miRNA致纖維化的作用機制

纖維化的病理過程是以細胞外基質（extracellular matrix，ECM）過度積聚，成纖維細胞增生，正常組織萎縮消失等為特點[7]，使心 、肝、肺、腎等器官發生漸進性疾病，過度的組織重塑和纖維化將最終導致器官功能喪失，為終末期器官衰竭的共同通路。

大量研究證實生長轉化因子TGF-β使成纖維細胞過度增殖分化，ECM 過度積聚，促進纖維化的發生和發展，是致纖維化關鍵因子。TGF-β/Smad信號通路活化是纖維化發生發展過程中的關鍵環節，可在轉錄和轉錄后水平調節纖維化相關miRNA的合成和表達，而 miRNA則可在多水平對TGF-β通路及其下游基因編碼蛋白進行反應性調節，兩者之間存在著精細的自身反饋調節系統。TGF-β1被研究證實參與miR-21、miR-192、miR-491-5p、miR382和 miR-377的上調表達，miR-29和miR-200家族的下調表達[8]。miRNA也可通過調控細胞外基質結構蛋白、基質金屬蛋白酶、結締組織生長因子等纖維化相關基因的表達而促進或抑制纖維化。一個miRNA或miRNA家族可參與多個臟器纖維化，某一個臟器纖維化疾病也可能受多種miRNA調控。如在肝、腎、肺、心肌纖維化的發生發展中，都被研究證實miRNA-29家族起著重要作用[9]。隨著研究深入，學者們發現miRNA不僅參與纖維化的發生過程，還與纖維化程度密切相關。

3　miRNA在各種纖維化疾病中的關系

3.1miRNA與心肌纖維化 心肌纖維化是心肌缺血、梗死、擴張 、肥厚性心肌病和心臟衰竭等心功能嚴重受損的病理基礎，由間質中膠原合成增加，各型膠原比例失調、排列紊亂，導致心肌重構及功能改變。多種心血管疾病模型研究顯示 miRNA表達譜發生明顯改變。Kumarswamy等[10]研究證實TGF-β也能誘導內皮細胞向間質轉化，其部分轉化是通過miR-21介導磷酸化酶和張力蛋白同源物/ Akt信號途徑實現的。miR-21通過抑制SPRYI增進了胞外信號調節激酶/絲裂原活化蛋白激酶通路的作用；在心臟成纖維細胞中，上調miR-21可以通過增強ERK/MAPK通路致成纖維細胞增殖，從而引起心臟重構和纖維化[11]。結締組織生長因子（CTGF）是心肌纖維化的重要因子，抑制miRNA-30的表達，可使CTGF表達增加，而過表達miRNA-30則減少CTGF的表達[12]，表明了miRNA在心肌纖維化進展中發揮著的重要調節作用。

3.2miRNA與肝纖維化 肝纖維化是多種原因引起的肝臟慢性損傷的結果，各種慢性肝病的發生由復雜的信號通路網絡控制，都伴隨著細胞外基質蛋白的沉積和纖維形成，是進一步發展至肝硬化的必經過程。嚴重的肝纖維化將導致肝硬化、肝功能喪失以及門靜脈高壓，最終導致肝衰竭。肝星狀細胞（hepatic stellate cell，HSC）活化是肝纖維化形成的關鍵，HSC被激活后增殖并轉化為成肌纖維細胞，分泌以膠原蛋白為主的ECM，當合成遠遠大于降解時發生肝纖維化。已證實HSC 激活下調了RXRα 和PPARγ基因表達，同時削弱了與其密切相關的腎素－血管緊張素信號轉導途徑。miRNA在影響促纖維化信號通路及HSC激活、增殖及凋亡中存在著特異性表達，參與調控肝纖維化發生發展過程。miRNA也可通過PDGF（血小板源性生長因子）、TGF-β及IGF（胰島素樣生長因子）等多種細胞因子調控通路，協同調控HSC活化增殖相關因子或蛋白，進而參與肝纖維化發生發展。有學者研究表明過表達miRNA-29b可明顯抑制小鼠肝星狀細胞中膠原蛋白表達[13]，可望成為治療肝纖維化的新思路。

3.3miRNA與肺纖維化 肺纖維化是由多因素所致的漸進性不可逆肺間質性病理改變，表現為肺上皮細胞受損、上皮細胞-間充質轉化（EMT）、成纖維母細胞聚集、大量ECM沉積。在博萊霉素誘導的小鼠肺間質纖維化過程中研究發現，miR-29作為Smad3的一個下游基因受TGF-β/Smad信號的負調控[14]。miR-155被證實通過標靶角化細胞生長因子參與調節肺纖維化，其表達水平與纖維化程度有關[15]。在肺特發性纖維化疾病臨床診斷中，miRNA基因芯片技術已逐步得到推廣應用[16]。

3.4miRNA與腎纖維化 腎臟纖維化過程中，細胞外基質ECM維持正常組織的結構和功能的動態平衡被破壞，基質蛋白的產生大于分解，促使ECM沉積。腎臟纖維化是各種慢性腎臟疾病發展至終末期腎病（如有腎小球硬化、腎間質纖維化特征）的不可逆損害。在研究糖尿病腎病小鼠模型時，上調表達的 miRNA-21組中，高葡萄糖誘導的纖維化和炎癥標記物水平也明顯升高，而敲除 miRNA-21組中則表達下調，證明了miRNA-21表達水平與腎間質纖維化密切相關[17]。有研究認為miRNA-21對靶基因是PTEN（磷酸酶與張力蛋白同源物）存在有負性調節作用，miRNA-21的下調還將增加p-AKT（磷酸化蛋白激酶）在小鼠系膜細胞中的表達，促進腎臟纖維化形成[18]。

3.5miRNA與皮膚瘢痕 瘢痕組織是皮膚創傷后過度愈合的纖維結締組織，以成纖維細胞過度增殖、膠原過度合成并沉積為組織病理學改變。成纖維細胞分泌的生長因子可以通過趨向作用、細胞增殖以及血管發生等強化修復組織。miRNA作為調節細胞增殖、發育及分化的重要分子，可能在增生性瘢痕的形成中發揮了重要作用。TGF-β1參與Smad2和Smad3的磷酸化，使兩者從胞質內轉運到核內，從而調控下游特異基因的表達促進成纖維膠原的合成，減少膠原的降解，使細胞黏附于細胞外基質，促進瘢痕疙瘩形成。多項研究表明有多個miRNA參與了瘢痕疙瘩的發生發展過程，尤其下調表達的miRNA有可能成為瘢痕疙瘩診治的新靶點。研究發現在系統性硬化癥患者及博來霉素誘導的皮膚硬化動物模型的組織中，miR-29a表達均明顯下降，進一步實驗發現抑制miR-29a或過表達miR-29a，可使I型、Ⅲ型膠原蛋白mRNA和蛋白水平升高或降低[19]，從而提示miRNA可能成為治療皮膚硬化癥治療的新方向。

4　宮腔粘連的概述

宮腔粘連，主要表現為腹痛、繼發性閉經、月經減少、繼發性不孕、復發性流產等。不孕患者中發生宮腔粘連者可高達43%[20]，嚴重影響婦女的妊娠率和妊娠結局。生理情況下，月經期子宮功能層內膜剝脫，基底層保持完整，并迅速增生修復。宮腔粘連是子宮內膜基底層損傷后異常愈合的結果，粘連形成后，子宮內膜容受性明顯改變，自然受孕率明顯下降，也是體外受精/胚胎移植失敗的重要原因。孕激素作用下的妊娠子宮柔軟、充血，內膜間質疏松、水腫、蛻膜樣改變，妊娠相關的宮腔操作過程中，極易損傷內膜基底層甚至肌層，手術創面在愈合過程中容易形成纖維瘢痕。TGF-β是啟動和終止組織修復的一種細胞因子，過高水平的TGF-β使間質細胞過度增生、分化，細胞外間質和纖維蛋白過度增生，瘢痕化，最終導致粘連的發生。在行人工流產鉗刮術的婦女中，宮腔粘連的發病率及術后復發率極高，尤其是重度宮腔粘連患者。

隨著社會發展，女性對身體素質和生殖健康的逐步重視，以及宮腔鏡的在婦科手術中的推廣普及，宮腔粘連診斷率逐年增高，可通過宮腔鏡判斷宮腔粘連的程度、類型，甚至可判斷粘連的堅韌度。宮腔粘連的治療目的是恢復宮腔正常形態，預防粘連復發，修復損傷的內膜，以及恢復正常生育功能。宮腔鏡下宮腔粘連分離術（transcervical resection of adhesions，TCRA）是宮腔粘連治療的標準術式，有報道稱粘連復發是影響宮腔粘連分解術后妊娠結局的獨立因素，眾多輔助治療方法被研究應用，但缺乏統一的標準。目前臨床上多于術后放置宮內節育器及配合雌孕激素周期治療以預防再粘連形成。

5　宮腔粘連形成的生物學機制

目前有關宮腔粘連相關細胞因子如轉化生長因子-β1（TGF-β1）、基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）、纖溶酶原激活劑抑制因子-1（PAI-1）、組織型纖溶酶原激活劑（tPA）、結締組織生長因子（CTGF）等。TGF-β1是目前公認致纖維化最重要的因子，成九梅等[21]通過臨床實驗，證實重度宮腔粘連患者的TGF-β1表達明顯高于輕、中度患者，提示宮腔粘連的形成及粘連的嚴重程度與TGF-β1的異常表達可能密切相關。TGF-β1主要通過TGF-β1/Smad信號傳導引起纖維細胞增殖和組織纖維化 。

隨著對女性身體素質及生殖健康的日益重視，國內外學者在宮腔粘連的大量研究中一致認為纖維細胞增生活躍可能是宮腔粘連形成的主要機制。子宮內膜損傷或感染后，局部組織是一個纖維蛋白滲出和纖溶同時進行的過程，出現暫時性膠原纖維過度增生，而新的子宮內膜增生被抑制，導致子宮內膜纖維化愈合。也就是說，宮腔粘連本質上是子宮內膜損傷后修復障礙而發生的纖維化病變。

6　展望

宮腔粘連主要引起人工流產術后月經異常和繼發性不孕，臨床上多在宮腔粘連形成后產生癥狀才進行診治，患者不得已承擔著手術的風險和手術的痛苦。目前有關宮腔粘連的研究也都大多集中在診治及預防術后再粘連方面，對發病機制研究甚少。miRNA已被證實參與幾乎所有的纖維化疾病，并顯示miRNA的表達程度與纖維化程度密切相關，筆者有理由推測，miRNA的上調與宮腔粘連的形成可能存在某種關系，進而從新的角度探索宮腔粘連的發生發展，阻斷宮腔粘連形成，促進育齡女性的身心健康。

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The Research Development of MicroRNA in Fibrosis Diseases and Its Relationship with Diseases Caused by Intrauterine Adhesions

LIU Yan-mei，WANG Xiang-zhen.

Medical Innovation of China，2016，13（23）：145-148

MicroRNA （miRNA） is a kind of small single stranded RNA，which can reduce the expression of target genes by the transcription level，widely involved in many physiological and pa-thological processes. miRNA plays an important role in the development of fibrosis.Intrauterine adhesions （IUA） is a kind of fibroid lesions caused by endometrial damage，resulted in the intrauterine and （or） the cervical canal block partly or completely，leads to menstruation disorder，abdominal pain，infertility and recurrent miscarriage，and so on.This article will review the significance of miRNA in fibroid diseases，and to explore its relationship with intrauterine adhesions and its pathogenesis.

microRNA； Fibrosis； Intrauterine adhesions

10.3969/j.issn.1674-4985.2016.23.041

深圳市南山區科技局重點資助項目（2012005）

①廣東醫學院 廣東 湛江 524000

②廣東省深圳市南山區婦幼保健院

王祥珍

2016-01-18） （本文編輯：蔡元元）