miRNA 146b在多種疾病中的作用及其機制研究進展

邢子禾，張榮雪，李楊，陳京燕，錢暉

（江蘇大學醫學院，江蘇鎮江212013）

miRNA 146b（簡稱 miR-146b，其人類同源性miRNA也被稱為 hs-miR-146b-5p）同 miRNA 146a均是miRNA 146家族中的一員。鼠miR-146b由位于19號染色體19qC3位置的MIRNA146B基因編碼，而鼠miR-146a由位于11號染色體的11qA5位置的MIRNA146A基因編碼，兩者結構差異僅是兩個位于3′端的核苷酸，該區域對目標識別的影響較小［1］。因此，miR-146a和 miR-146b可通過靶向性結合同一轉錄產物達到同樣的抑制翻譯的目的，并具有相似的調節通路。miR-146b可抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移，miR-146b在甲狀腺乳頭狀癌（thyroid papillary carcinoma，PTC）、乳腺癌、前列腺癌、彌漫性大B細胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma，DLBCL）和膠質瘤中的表達均發生顯著變化。此外，miR-146b在小兒中耳炎等感染性疾病，阿爾茨海默病、視網膜黃斑變性等退行性疾病中亦發揮關鍵影響。本文將對miRNA146b在上述不同疾病中扮演的雙重角色及相關作用機制進行綜述。

1 miR-146b與腫瘤

miR-146b可能在腫瘤中發揮雙重作用。一方面，miR-146b高表達與部分類型腫瘤的侵襲性行為有關；另一方面，其高表達又可抑制一些種類腫瘤的轉移。Hurst等［2］將 miR-146a／b定義為“metastamir”，即調節轉移的miRNAs，因其參與了如上皮間質轉化（epithelial interstitial transformation，EMT）、細胞凋亡和血管生成等過程，而這些均為腫瘤轉移級聯式反應的關鍵步驟。

1.1 miR-146b與 PTC

甲狀腺癌是常見的內分泌惡性腫瘤，而PTC是最常見的甲狀腺癌。對miR-146b在PTC中的作用的研究起步較早。PTC腫瘤組織中miR-146b的表達水平較相鄰未受侵襲的正常甲狀腺組織升高了11～19倍，而有甲狀腺外浸潤的 PTC患者和BRAFT1799A突變基因陽性的PTC患者，miR-146b的表達水平更是顯著上升［3］。此外，BRAF基因突變PTC侵襲性強的表型較其他表型中的miR-146b表達水平更高［4］。

Hardin等［5］發現，miR-146b在 PTC的 EMT過程中僅一過性表達上調，同時RNA干擾試驗證明若miR-146b表達抑制，則腫瘤細胞增殖和侵襲能力隨之增強，提示EMT過程初始出現的miR-146b一過性升高可能是細胞嘗試抑制EMT的表現。而Geraldo等［6］采用熒光素酶報告基因分析顯示，TGF-β細胞因子超家族的細胞內信號轉導分子（SMAD4）是miR-146b的一個直接靶基因，且抑制miR-146b后PTC細胞中的SMAD4表達上調，而SMAD4作為將TGF-β信號轉導至細胞核內的介質參與調節TGF-β抗增殖信號通路，提示miR-146b可能通過SMAD4抑制PTC細胞的異常增殖。此外，有研究表明miR-146b可抑制表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）和趨化因子受體 4（chemokine receptor 4，CXCR4）的表達，而 EGFR在甲狀腺未分化癌中表達上調，CXCR4可提高細胞運動、遷移與侵襲能力，促進基質降解和細胞間黏附及血管生成，在多種高轉移性腫瘤中高表達［7］。但尚未發現miR-146b表達水平和預后間有明顯的聯系［8］。

綜上，一方面miR-146b高表達與PTC腫瘤發生相關，另一方面miR-146b抑制PTC侵襲性行為。miR-146b有很大潛力成為PTC診斷及判斷PTC分化程度、轉移和侵襲能力的分子學標志物。

1.2 miR-146b與乳腺癌

近年來，miR-146b與乳腺癌發病的關系也成為研究熱點。研究發現乳腺腺泡祖細胞中的miR-146b表達升高超過72倍，較 miR-146a變化更明顯［9］。根據 Garcia等［10-11］的研究，miR-146b在乳腺癌中過表達，且其結合位點同miR-146a一樣位于BRCA1突變基因的3′UTR，攜帶該突變基因的患者對乳腺癌的易感性明顯增強。其中，miR-146b在基底樣乳腺腫瘤和三陰性（即HER2、ER、PR均陰性）的乳腺腫瘤的上皮細胞株中表達最高，后者往往攜帶BRCA1突變基因。

Hurst等［12］的研究顯示，miR-146b在乳腺癌轉移抑制因子1（breast cancermetastasis suppressor 1，BRMS 1）高表達細胞中的表達水平很高，BMRS1通過上調miR-146b進而抑制乳腺癌轉移。同時，因為EGFR過表達提示乳腺癌高侵襲力、高轉移性及預后不良，而EGFR是miR-146b的一個已知靶點，所以他們進一步實驗證明了miR-146b可下調乳腺癌細胞中EGFR的表達，從而參與抑制乳腺癌侵襲性行為。

綜上，一方面miR-146b在乳腺癌中高表達，且與乳腺癌惡性程度正相關，另一方面miR-146b參與抑制乳腺癌的轉移。

1.3 miR-146b與其他腫瘤

雜交分析實驗顯示，miR-146b在前列腺癌細胞株中低表達，而在正常前列腺組織中的表達水平較高［13］。在將miR-146b轉染到前列腺癌細胞后，前列腺癌細胞增殖、浸潤和轉移明顯減少，提示miR-146b在前列腺癌中具有抑癌作用［14］。

在DLBCL患者尤其是預后差的患者中，miR-146b的表達水平較低，且miR-146b低表達可作為預測DLBCL患者應用CHOP方案治療后療效的獨立指標［15］。此外，Andrade等［16］還發現 miR-146b綜合來看較為適合作為分子標志物應用于臨床DLBCL的診斷——其鑒別診斷老年性EB病毒陽性試驗顯現出65.2%的敏感性，91.4%的特異性，75%的陽性預測率，86.9%的陰性預測率以及曲線下面積（ROC）為 0.8849。總之，miR-146b與 DLBCL的診斷、預后和療效評估息息相關。

此外，還有許多研究顯示 miR-146b在膠質瘤［17-20］、肺癌［21-22］等多種腫瘤中有類似的抑制腫瘤侵襲性行為的作用。

2 miR-146b與炎癥相關疾病

早前有研究發現MIR-146A基因敲除小鼠表現出過度的炎癥反應［23］，經脂多糖、腫瘤壞死因子（TNF）-α、白細胞介素（IL）-1β作用后，單核細胞中miR-146a和 miR-146b的表達會顯著提高［24］，提示miR-146家族可能通過調節細胞因子相關信號通路抑制炎癥反應。

2.1 miR-146b與感染性疾病

近年來，在細菌性（如兒童中耳炎［25］、膿毒癥［26］等）、病毒性（如 EB病毒感染、病毒性心肌炎［27］等）及其他共10余種感染性疾病中也發現了miR-146b表達的明顯變化。下面以膿毒癥為例說明。

Pfeiffer等［26］用含 10 ng／mL脂多糖（來源于銅綠假單胞菌）等固定成分的培養基培養人臍帶靜脈內皮細胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）和人末梢單核細胞（human peripheral mononuclear cell，HPMEC）建立體外膿毒癥細胞模型（培養4 h后兩種細胞內TNF-α，IL-6和IL-8表達均升高），檢測到體外膿毒癥細胞模型中miR-146b的表達是正常HUVEC和HPMEC細胞的1～1.5倍，抑制其表達后 TNF-α，IL-6，IL-8及熱休克蛋白（HSP 10）表達均下調，提示miR-146b可能通過影響膿毒癥相關細胞因子及HSP 10促進膿毒癥的發生發展。該結論目前尚需進一步采用系統的體內實驗或體外動物實驗驗證。

2.2 miR-146b與退行性疾病

目前已在阿爾茲海默癥和老年性視網膜黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）在內的各類退行性疾病中發現miR-146b高表達，且miR-146b高表達與IFN、TNF、IL等炎癥介質呈現出不同程度的關聯，有望成為新的診斷標志物和藥物治療靶點。如AMD患者的眼部炎癥與淋巴細胞、巨噬細胞浸潤到眼后室并分泌 IFN-γ、TNF-α、IL-1β等炎癥介質有關。這些前炎癥細胞因子可觸發視網膜色素上皮細胞的炎癥反應。失控的炎癥反應導致視網膜色素上皮細胞功能喪失可能是AMD和其他視網膜退行性疾病發病的重要因素。Kutty等［28］的研究顯示，使用 IFN-γ、TNF-α、IL-1β共同處理人視網膜色素上皮細胞后，細胞中miR-146a和miR-146b的表達分別增加50倍和8倍。且這種變化呈時間依賴性、濃度相關性，miR-146b的反應比miR-146a提前16 h左右。與此同時，將上述細胞分別使用IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IFN-γ+TNF-α、TNF-α+IL-1β、IFN-γ+IL-1β、IFN-γ+TNF-α+IL-1β和空白對照處理，然后檢測細胞中miR-146a和miR-146b的表達量，結果顯示IL-1β是誘導miR-146a高表達的關鍵，而miR-146b的表達增加依賴于IFN-γ的存在，提示AMD中miR-146a和miR-146b表達的調控機制有所不同。

3 miR-146b調節機制的研究現狀及展望

miR-146b在不同疾病中扮演多重角色，其作用機制錯綜復雜，得到多數學者相互論證后支持的常見調節信號通路如下。

首先，依據上述 Kutty等［28］的研究結果，IL-1β和TNF-α是通過激活NF-κB信號通路引起視網膜色素上皮細胞中miR-146a的表達增加，而INF-γ則通過激活JAK／STAT信號轉導通路上調視網膜色素上皮細胞中miR-146b的表達。已知JAK／STAT信號轉導通路是信號轉導子和轉錄激活子（STAT）經非受體酪氨酸激酶（JAK）磷酸化后發生二聚化，然后穿過核膜進入核內調節相關基因的表達。IFN-γ主要通過誘導STAT-1同源二聚體（又稱IFN-γ反應因子，簡稱GAF）形成傳導信號。而miR-146-NF-κB負反饋調節環的存在使得miR-146a和miR-146b又可通過下調NF-κB或STAT的活化來抑制細胞因子，從而抑制炎癥反應（圖1A）。在乳腺癌中亦發現了 STAT3介導的炎性機制［29］。MIR146B是STAT3的一個直接靶基因，STAT活化在正常組織和非轉化細胞中誘導miR-146b表達，但在腫瘤細胞中抑制其表達。miR-146b通過抑制NF-κB從而抑制IL-6（IL-6有NF-κB依賴性），最終抑制STAT3的激活。而在腫瘤細胞中STAT3活化又抑制miR-146b的表達，致使miR-146b抑制STAT3激活的過程減弱，即STAT3激活正常進行。而正常活化的STAT3又進一步抑制miR-146b的表達，在腫瘤細胞中建立了一個正反饋回路（圖1B）。

圖1 miR-146b和JAK／STAT通路

其次，miR-146b還參與了Ras／Raf-MAPK通路和 PI3K／Akt通路（圖 2）。正常情況下，Ras／Raf-MAPK信號通路是從Ras蛋白到Raf蛋白（如BRAF蛋白）到絲裂原胞外激酶（MEK）再到胞外信號調節激酶（ERK）層層激活來轉導信號，而已知可激活Ras蛋白的EGFR是miR-146b的一個靶點，故預測miR-146b可通過靶向調節EGFR影響MAPK通路，從而調控細胞增殖。而磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）既可以被受體酪氨酸激酶RTK家族（例如EGFR）激活，也可以被活化的RAS蛋白磷酸化，而RAS蛋白本身受RTK激活調控，故可認為RAS是RTK對PI3K激活的另一條支路。miR-146b可以從這兩種途徑參與到PI3K／Akt通路中，刺激細胞增殖并抑制細胞凋亡。但BRAF致癌基因突變后，不管受miR-146b調節的上游 Ras激酶是否給予激活指令，BRAF突變基因表達的BRAF蛋白一直處于激活狀態。且大量研究數據表明PTC中BRAF突變蛋白與miR-146b表達均升高，推測兩者在PTC發病機制中可能存在協同作用。

圖2 miR-146b與Ras／Raf-MAPK通路和PI3K／Akt通路

此外，不得不提的是FOXP3-miR-146-NF-κB負反饋調節環［30］。

研究顯示乳腺癌及前列腺癌中，叉頭／翼狀螺旋轉錄因子3（FOXP3）與核轉錄因子（NF-κB）交互作用后顯著誘導miR-146a／b高表達從而抑制腫瘤細胞增殖并增強細胞凋亡［31-32］。功能分析表明FOXP3誘導miR-146表達，miR-146下調 NF-κB的活化，而這一下調過程是通過抑制miR-146的兩個靶基因——白介素1受體相關激酶（interleukin-1 receptor associated kinase，IRAK1，涉及 Toll樣／IL-1信號通路）和腫瘤壞死因子受體相關因子6（tumor necrosis factor-related receptor 6，TRAF6，參與調節炎癥和凋亡的蛋白質家族）的表達實現的［30-32］。染色質免疫沉淀試驗顯示，FOXP3通過直接與miR-146a的啟動子區域結合，誘導miR-146a／b表達，但miR-146b不存在這一結合過程［32］。FOXP3誘導miR-146b表達的具體機制有待進一步研究。

總之，miR-146b在腫瘤及炎癥過程中的調節機制錯綜復雜，除上述所述外還涉及多個信號轉導通路［33-35］，目前研究揭示的僅僅為冰山一角，不管是疾病共性的調節機制還是疾病個性的調控途徑都有待于進一步的研究。