microRNA在眼部的表達及研究進展

索金珊，王欣玲

（中國醫科大學附屬第四醫院眼科，中國醫科大學眼科醫院，遼寧省晶狀體學重點實驗室，沈陽 110005）

人類基因組中大約50%的DNA可以轉錄為RNA，其中只有不到2%的RNA翻譯成蛋白質（mRNA），其余的98%不能翻譯成蛋白質，這些不能翻譯成蛋白質的RNA稱之為非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA），微小RNA（microRNA，miRNA）是一類內源性非編碼 RNA，由20～22個核苷酸組成。miRNA通過完全或不完全互補配對，結合到靶mRNA的3'非翻譯區（untranslated regions，UTR），引起靶mRNA的降解或翻譯抑制，從而在轉錄后水平調控基因表達［1］。越來越多的研究者不斷地研究和探索發現在眼部正常組織及眼部相關疾病中miRNA的差異性表達，為眼部組織生長發育及眼部組織疾病的研究提供了一個新的平臺。

1 miRNA在眼表及相關疾病中的表達

METLAPALLY等［2］首次測定了人類眼球不同發育階段鞏膜上miRNA的表達譜，發現胎兒鞏膜上的miR-7b、miR-214、let-7c、let-7e、miR-103、miR-107和miR-98較成年人成倍增加，在不同發育階段鞏膜組織中miRNA表達差異有統計學意義。在形覺剝奪誘導的近視小鼠模型中發現，let-7a和miR-16呈倍數變化且有統計學意義［3］，其中let-7a參與核因子Kappa B亞基（nuclear factor kappa B subunit，NF-κβ）信號通路，調控鞏膜基質主要成分I型膠原蛋白的形成。

研究［4］發現，在角膜術后角膜上皮miR-151a-3p、miR-138-5p、miR-146b-5p、miR-194-5p、miR-28-5p和miR-181a-2-3p表達改變，在角膜鱗狀上皮miR-151a-3p、miR-195-5p、miR-185-5p和miR-194-5p表達改變，同時發現圓錐角膜上皮基底細胞層S100鈣結合蛋白A2（S100 calcium-binding protein A2，S100A2）高表達。miR-184（+8C＞A）和miR-184（+3A＞G）2個雜合子區突變后發現伴隨圓錐角膜病變［5］。但是在780例圓錐角膜患者中僅發現2例miR-184突變者，只能說miR-184突變是圓錐角膜一個可能的原因。

在角膜炎中miR-183、miR-96和miR-182 能夠通過調節角膜內神經分布和內在免疫細胞功能在銅綠假單胞菌角膜炎中發揮作用，敲除后，角膜炎癥反應減輕［6］；miR-155［7］的表達加重單純皰疹性角膜炎的嚴重性；75個miRNA特異性表達于真菌感染的角膜上皮，miR-511-5p、miR-142-3p、miR-155-5p和miR-451a等表達可能在真菌感染的角膜上皮中參與調控損傷愈合過程，miR-451a表達增加與其靶基因、巨噬細胞遷移運動減少呈現一致性，可能具有很重要的調節功能［8］。

SEO等［9］發現在堿燒傷角膜損傷模型中，與血管內皮生長因子受體-3（vascular endothelial growth factor receptor-3，VEGFR-3）3'端非編碼區連接的miR-466能夠抑制血管和淋巴管的形成。CAKMAK等［10］局部應用貝伐單抗和舒尼替尼降低角膜新血管形成中VEGFR-2和VEGF-A的水平。miR-15b、miR-16和miR-126水平在舒尼替尼和貝伐單抗組中差異均有統計學意義。

MATTHAEI 等［11］發現在遲發性Fuchs角膜營養不良（corneal endothelial dystrophy，FECD）角膜內皮中有78個miRNA表達下調，編碼內切核糖核酸酶的DICER1呈現差異性低表達。

2 miRNA與晶狀體及相關疾病

研究［12］發現，在正常嬰兒及先天性白內障患兒的中央區晶體上皮細胞中miR-182、miR-204和miR-124表達存在明顯差異。WANG等［13］在H2O2誘導的人晶狀體上皮細胞-B3（human lens epithelial cells-B3，HLE-B3）細胞氧化應激白內障模型中發現上調的miR-34a-5p和miR-630以及下調的miR-335-3p與年齡相關的核性白內障的進展有關。而在體外miR -181a的下調可能涉及抑制凋亡相關基因caspase-3（CASP-3），B細胞淋巴瘤相X蛋白（B-cell lymphoma associated protein X，Bax）和環氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）的表達，以及抑制丙二醛（malondialdehyde，MDA）的產生減弱H2O2誘導的人晶狀體上皮細胞凋亡［14］。miR-211通過上調腫瘤蛋白p53和 Bax削弱了晶狀體上皮抗氧化應激能力，促進晶狀體上皮細胞的凋亡并抑制其分化［15］。這些miRNA在年齡相關性白內障形成中扮演重要角色。

HOFFMAN等［16］分析發現，在小鼠白內障手術后miR-184和miR-204在調控后發性白內障的形成過程中有重要作用。miR-204-5p的在混濁組織明顯下調，而高水平miR-204-5P通過作用于下游的靶基因Smad4（small mother against decapentaplegic 4）而參與轉化生長因子（transforming growth factor，TGF）TGF/Smad信號通路可促進人晶狀體上皮細胞鈣黏素E的表達，抑制波形蛋白、平滑肌肌動蛋白的表達［17］。在不同類型的白內障中miRNA可能扮演不同的角色，其結果影響了晶狀體細胞的凋亡和代謝，進而影響晶狀體的透明性。

3 miRNA與視網膜及相關疾病

FENG等［18］發現，在激光誘導的大鼠脈絡膜新生血管組織中miR-539-5p可通過直接抑制趨化因子受體7（chemokine receptor 7，CXCR7）抑制體外人類視網膜微血管內皮細胞（human retinal microvascular endothelial cells，HRMECs）存活和血管形成，并在體內抑制激光誘導的脈絡膜新生血管。H2O2處理的視網膜色素上皮細胞中miR-125b誘導表達，在氧化應激過程中糖代謝受抑制，而miR-125b的過表達通過己糖激酶2途徑導致細胞糖代謝紊亂［19］。

目前大量有關視網膜母細胞瘤（retinoblastoma，RB）的研究發現，miRNA能夠靶向作用于相同或不同的信號通路直接或間接地影響RB的發展，如miR-29a能夠抑制腫瘤的增殖、遷移和侵襲［20］，而miR-498等能加速RB的進程［21］。

WANG等［22］發現基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-2和MMP-9同時靶向于miR-296-3p，miR-296-3p通過抑制細胞增殖、遷移、侵襲和誘導細胞凋亡，對脈絡膜惡性黑素瘤細胞產生抑制腫瘤的作用。

在糖尿病性視網膜病變研究中，miR-21能下調過氧化物酶體增殖劑激活受體-α（peroxisome proliferator-activated receptor-α，PPAR-α）水平，促進炎癥反應，導致血管損傷和細胞凋亡［23］。miR-200b/c通過抑制血管生成抑制蛋白2（vasohibin2，VASH2）對高葡萄糖誘導的HRMECs功能障礙具有保護作用［24］。這些miRNA可能為糖尿病性視網膜病變的患者提供更加精準的治療方案，改善患者的生活質量。

ANASAGASTI等［25］通過對視網膜色素變性小鼠視網膜miRNA的研究發現，上調最顯著的miRNA是miR-6240和miR-6970，顯著下調的是miR-20b-5p和miR-19b-3p。

4 miRNA與青光眼

在青光眼研究［26］中發現miR-450 可以通過改變生肌決定因子（myoblast determination，MyoD）家族蛋白來調節小梁網的牽拉力。

WECKER等［27］發現房水中miR-451a、miR-21和miR -16的水平與血漿中的高度一致，而房水中表達豐度前20的miRNA（如miR-184、miR-4448、miR-30a、miR-29a、miR-29c、miR-19a、miR-30d、miR-205、miR-24、miR-22和miR-3074）水平與血漿中反向相關。研究［28］發現在原發性開角型青光眼（primary open-angle glaucoma，POAG）中，miR-125b-5p、miR-302d-3p和miR-451a在POAG表達差異有統計學意義，miR-122-5p可能靶向3種青光眼相關基因，參與黏著斑、緊密連接和TGF-β信號傳導通路。

在青光眼視網膜中miR-181c、miR-497、miR-204、let-7a、miR-29b、miR-16、miR-106b和miR-25表達下調，與細胞外基質、免疫系統、細胞轉導通路、蛋白酶級聯通路有關［29］。上調的miR-93-5p能夠通過蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白（protein kinase B/mammalian target of rapamycin，PKB/Mtor）途徑抑制N-甲基-D天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）誘導的青光眼中視網膜神經節細胞自噬作用［30］。miRNA通過作用于與房水生成及房水排出相關的組織及通路來影響眼壓的波動及視神經的狀態，從而在青光眼的發生發展中發揮作用。

隨著基因測序技術的不斷發展，miRNA在眼部生物功能和致病機制的研究更加深入，這些miRNA在眼部組織及疾病中的角色仍然是研究者們探索的熱點，需要研究者理性地對待基因測序，嚴謹認真地進行科學探索，為眼部疾病的診斷和治療提供新的思路和方法。