MicroRNAs在銀屑病發病機制中的研究進展

王昌媛 張洪英 曲才杰

青島市市立醫院皮膚科，青島，266100

銀屑病是T細胞介導的慢性炎癥性皮膚病，也是一種與免疫相關的多基因遺傳病，世界人口的發病率約為0.1%～3%，常由感染、外傷、藥物等環境因素誘發。因其反復發作，遷延不愈，嚴重影響患者的身心健康，同時由于發病率高，給社會帶來沉重負擔。雖然在銀屑病的遺傳、免疫等領域進行了大量研究，其發病機制仍未完全闡明。近來很多研究發現，表觀遺傳在銀屑病的發病過程中發揮著重要作用[1]，表觀遺傳包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質重塑及非編碼RNA調控等。其中miRNAs是一類廣泛存在于真核細胞的非編碼單鏈小分子RNA，在RNA沉默和基因表達轉錄后調控中發揮重要作用，研究發現其在免疫相關的皮膚病，如銀屑病的發病中扮演了重要角色，作用包括調控T細胞、細胞因子、固有免疫及調節角質形成細胞增殖分化、皮膚屏障功能等[2]。本文就miRNAs在銀屑病發病機制中的研究進行綜述。

1 miRNA的結構和功能

1993年發現第1個miRNAs為lin-4，長度為22個核苷酸，通過抑制核蛋白lin-4基因表達從而調節線蟲的發育。RNA聚合酶最先合成pri-miRNAs。核酸內切酶在細胞核中切掉pri-miRNAs的莖環結構，形成長約65核苷酸的小發卡結構pre-miRNAs。pre-miRNAs在RNA聚合酶III的催化下生成miRNAs復合體，生成長約22核苷酸的雙鏈RNA，一條鏈保留，另一條鏈降解，最終生成miRNAs。線蟲miRNAs約有55%與人體同源，說明miRNAs高度保守，有著重要的生物學功能。miRNAs與相關蛋白質結合形成RNA誘導沉默復合體，通過與靶mRNA的3’非翻譯區結合，抑制mRNA翻譯或者導致mRNA降解，使目的基因沉默，參與細胞發育、增殖、凋亡、分化及適應性應答等多種生物學行為[3]。2014年的miRNAs數據庫已鑒定出人類miRNAs 2500多種，是人類基因組中最豐富的一類調節因子。miRNAs 5’端2-8位核苷酸的堿基配對稱為“種子”區，是識別靶基因的重要區域[4]。同一miRNAs可調控數百種不同靶基因，同一蛋白編碼基因也可同時受到幾個不同miRNAs的調控，形成調控網絡，起到放大調控的作用[5]。無論在正常細胞還是疾病細胞中，miRNAs 均可通過下游靶基因，特異性調節靶蛋白表達水平，進而維持生物體生長發育或參與疾病的發生過程。

2 miRNAs在銀屑病發病機制中的作用

銀屑病是免疫介導的慢性炎癥性皮膚病，miRNAs可在銀屑病發病的各個環節進行調控，如適應性免疫調節、固有免疫調節、角質形成細胞增殖分化的調節及皮膚屏障功能調節等，這些都是銀屑病發病機制的重要環節。

2.1 miRNAs調節免疫反應 淋巴細胞在銀屑病皮損及外周血中含量明顯升高，是參與銀屑病發病的重要細胞，miRNAs可通過調控T細胞參與銀屑病的發病。一項研究表明銀屑病患者和銀屑病小鼠模型中高度表達miR-210，其誘導了Th17和Th1細胞分化，而抑制了Th2分化，導致銀屑病的免疫失衡。在皮內注射miR-210拮抗劑后，抑制了銀屑病樣小鼠模型的免疫失衡和銀屑病樣炎癥的發展。同時進一步證實，TGF-β和IL-23通過誘導HIF-1α增強miR-210的表達，揭示了miR-210在銀屑病患者T淋巴細胞亞群免疫失衡中的重要作用[6]。另一項研究中發現，患者CD4+ T細胞中miR-138的表達降低，Th1/Th2的比例發生變化，在CD4+T細胞中轉染miR-138激活劑后，通過抑制RUNX3的表達，調節了Th1/Th2的平衡,因此認為miR-138可作為銀屑病未來的治療靶點[7]。miRNAs在調節T細胞數量的同時，對其功能也產生影響。miR-223在Th17細胞中高表達，研究推測其可能在Th17細胞產生IL-17的過程中起作用，從而參與銀屑病的發病[8]。越來越多的miRNAs被發現參與到T細胞的調節過程中，如miR-197、miR-125、miR-200a、miR-193b等[9,10]。

細胞因子在銀屑病發病中起關鍵作用，很多已經成為治療銀屑病的理想靶點，如白介素、干擾素及腫瘤壞死因子等。研究發現miRNAs不僅調控T細胞，也與細胞因子的調節息息相關。如miR-146a在銀屑病皮損中高表達，其靶基因為TNF受體相關因子6和IL-1受體相關激酶，均參與TNF-α信號通路，減少TNF-α表達[11]。有研究發現銀屑病中miR-21表達降低，抑制TNF-α轉化酶，同時增強TNF-α激活的激活蛋白l和STAT3信號傳導，炎癥反應減輕[12]。可見在銀屑病中，不同miRNAs通過不同的靶點來調控TNF-α。而且TNF-α在一定情況下也可影響miRNAs的表達。miRNAs也可通過調節另一種細胞因子白介素的表達來參與炎癥反應，在CD4+ T細胞中過度表達miR-210可導致IL-17和IL-10減少[13]，表明miRNAs是白介素的重要調節因子。

固有免疫在銀屑病發病中也起著不容忽視的作用。銀屑病皮損真皮淺層的炎細胞中，NK細胞占有一席之地，通過釋放大量趨化因子使更多的NK細胞聚集，并與其他免疫細胞相互作用。MiRNAs同樣可以通過調節NK細胞的活化、凋亡及其表面抗原標志物、分泌的細胞因子等，使其在皮損的炎癥反應中發揮重要作用，參與銀屑病的發病[14,15]。

2.2 miRNAs調節角質形成細胞增殖分化 銀屑病發病的終末機制為角質形成細胞的過度增殖和異常分化，因此對角質形成細胞增殖分化的調節作用，是銀屑病發病中的重要部分。miRNAs可以調節各種免疫細胞、細胞因子等，但最終都導致了角質形成細胞的增殖分化異常，因此miRNAs可通過不同的環節影響角質形成細胞。Zibert等[16]發現銀屑病皮損角質形成細胞miR-136高表達，該miRNAs直接作用于下游靶基因PPP2R2A，通過對TGF -β1的調控，引起的角質形成細胞增殖。另一項研究中發現在皮損角質形成細胞中miR-187表達下調，其通過作用于CD276，影響角質形成細胞的增殖和分化，參與銀屑病發病[17]。Jinnin統計分析了miRNAs在不同皮膚病中的作用，發現銀屑病皮損中miR-424-5p減少，導致皮損中角質形成細胞中絲裂原活化蛋白激酶1和細胞中期蛋白E1的表達增加，從而引起角質形成細胞過度增殖，導致銀屑病發生[18]。

2.3 miRNAs對皮膚屏障作用的調節 皮膚最主要的功能之一屏障功能可防止過多水分從機體表面丟失，對人體體液的穩定有重要作用。如果皮膚屏障功能破壞，會導致皮膚微環境的改變，促進銀屑病等炎性疾病的發病。與皮膚屏障功能密切相關的E-鈣黏蛋白缺失會導致皮膚連接結構破壞，從而引起屏障功能減弱。Joyce等[19]發現miR-200和miR-205可以調節E-鈣黏蛋白的表達，推測miRNAs可能通過調控E-鈣黏蛋白的表達來維持皮膚屏障功能的穩定，一旦miRNAs異常，皮膚屏障功能也會受損，從而加重銀屑病等皮膚疾病的癥狀。

2.4 miRNAs軸失衡的影響 以往研究多關注單一miRNAs在銀屑病發病中的作用，而miRNAs數量巨大，相互之間有千絲萬縷的聯系。2017年一項研究中，通過對以往論文的統計，分析了4個在銀屑病表達差異最顯著的miRNAs(miR-31，miR-203，has-miR-99a和miR-125b)的作用，miR-31和miR-203的上調，伴隨著has-miR-99a和miRNA -125b的下調，形成了一個不平衡的miRNAs軸，炎性因子與不平衡的miRNAs軸之間相互影響和調節，與銀屑病病變的炎癥微環境密切相關[20]。研究指出miR-31、miR-203和has-miR-99a、miR-125b在銀屑病發病機制中的表達是相反的，但實際上是互補、相互關聯、相互依賴的。例如，TNF-α誘導miR-203高表達，而miR-203的增加反過來抑制TNF-α轉錄水平和表達[21]。而銀屑病皮損中TNF-α和miR-203卻是同時增加的，對于這樣的矛盾，miRNAs軸失衡理論推測因miR-125b在銀屑病中是下調的，這部分最終抵消其它影響，導致了TNF-α的增加[22]。銀屑病是一種復雜的多基因疾病，發病過程不是單一的線性機制，因此，這種不平衡的miRNAs軸網絡調節模式可以更好地闡述銀屑病的發病機制。

綜上所述，miRNAs在銀屑病的發病過程中發揮多種作用，但其調節作用復雜，涉及的信號通路繁多，且與其它調節機制共同作用，形成錯綜復雜的網絡系統。不同的miRNA有不同的調控方式，具體的調控機制也尚不明確[23]。

3 miRNAs在銀屑病診斷治療中的展望

目前銀屑病缺乏特異性的診斷標志物，而某些miRNAs在銀屑病患者血清和組織中表達上調，并可穩定存在，微量miRNAs就能通過敏感的實時熒光定量PCR檢測出來，因此就有成為銀屑病診斷和判斷嚴重程度標志物的潛在能力。研究發現miR-223和miR-143在銀屑病患者外周血中高表達，并且與PASI(psoriasis area and severity index)評分非常相關[24]，認為是銀屑病嚴重程度的重要生物標志物，在外周血中含量越高，說明銀屑病病情越嚴重。其次，有研究顯示血清中miR-424的含量反映了角質形成細胞的增殖能力[25]。不同miRNAs在銀屑病中表達不同，聯合多種miRNAs檢測，可以在一定程度上反映銀屑病的病情。

而抑制這些升高的miRNAs或增加降低的miRNAs，可以阻斷銀屑病的發病進程，緩解病情，因此有望成為新的治療靶點。銀屑病患者miR-21表達上調，患者在中波紫外線治療后，miR-21含量顯著降低[26]，提示降低miR-21有利于銀屑病的治療，動物模型中已證實抗miR-21有助于皮損的消退[27]。目前為止，miR-21是唯一在銀屑病體內實驗中被驗證有效的miRNA。近期一項研究發現，miR-145-5p在銀屑病皮損中表達下調，銀屑病小鼠模型注射miR-145-5p類似物可減少表皮增生，改善銀屑病樣皮炎，而其拮抗劑的應用導致了相反結果，預示miR-145-5p在銀屑病治療中的前景[28]。雖然miRNAs有希望成為銀屑病新的治療靶點，但它們對銀屑病的作用還未完全闡明，它們在銀屑病中的表達與未知的機體微環境和免疫效應相關，因此，針對miRNAs的治療其效果和副作用都有待于更多的研究去證實。

總之，銀屑病的診斷和治療方法均有限，因此開發新的診斷治療方法非常關鍵。miRNAs是一種重要的靶向多種mRNAs來調節基因表達和細胞功能的基因調節分子，在銀屑病致病機制中扮演重要角色。探究miRNAs在角質形成細胞增殖分化和免疫功能紊亂方面的作用，有助于為臨床提供新的診斷標志物、劃分更精細的疾病程度等級、評估治療效果，為今后精準化治療提供堅實的理論基礎和臨床依據。