miR-150 與肺部疾病關(guān)系的研究進展

蔡 茜 陳思睿 朱應(yīng)群

1.湖南省長沙市第三醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科，湖南長沙 410015；2.湖南省長沙市第三醫(yī)院急癥醫(yī)學科，湖南長沙 410015

微RNA（microRNA，miRNA）為近些年生物標志物領(lǐng)域的研究熱點之一。它是一類廣泛存在于真核細胞中、長度為21～25 個核苷酸、高度保守進化的內(nèi)源性非編碼單鏈小分子RNA，幾乎存在于全部生物體中。其中，存在于人體中的miRNA 超過2500 個，雖然只占人類基因的2%，卻有約1/3 的mRNA 受其調(diào)控[1]。研究表明，miRNA 通過和靶基因mRNA 的3’UTR端結(jié)合形成完全或不完全互補，通過翻譯抑制或切割裂解的方式在轉(zhuǎn)錄和翻譯層面負向調(diào)控基因的表達，進而影響機體穩(wěn)態(tài)和疾病中各類細胞的變化過程[2-3]。已有研究證實，miRNA 參與調(diào)節(jié)了細胞的增殖、分化、遷徙、凋亡以及血管增生等過程[4]。miR-150 在節(jié)肢動物、線蟲綱動物及哺乳動物中廣泛存在，是高度保守的miRNA 家族中的一員。miRNABase 及PubMed數(shù)據(jù)庫資料中顯示，hsa-miR-150 定位于19q13.33，共22 個核苷酸序列[5]。miR-150 作為miRNA家族中的一員，目前已在各領(lǐng)域取得一些成果，可以在循環(huán)血中檢測到。研究表明，miR-150 通過轉(zhuǎn)化生長因子-βⅡ型受體（transforming growth factor beta receptorⅡ，TGFBRⅡ）調(diào)控上皮內(nèi)淋巴細胞的分化[6]，并能通過靶向抑制程序性細胞死亡蛋白4（programmed cell death 4，PDCD4）來促進細胞遷移，侵襲和增殖等[7]。本文將針對miR-150 與肺部疾病的關(guān)系及研究進展進行綜述。

1 miR-150 與肺癌

肺癌是最常見的惡性腫瘤，在全球癌癥相關(guān)死因中位居第一[8-9]。目前主要研究的是miR-150 與非小細胞肺癌（non-small-cell lung carcinoma，NSCLC）的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，miR-150 在NSCLC 細胞中出現(xiàn)顯著上調(diào)，作為致癌基因在肺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。通過抑制miR-150-5p 可抑制腫瘤細胞生長，下調(diào)miR-150 的表達可導(dǎo)致絲氨酸激酶（serine kinase，AKT）信號通路失活，從而抑制NSCLC 細胞的活性和腫瘤細胞的移動遷徙性[10]。抑癌基因肝激酶B1（liver kinase B1，LKB1）是位于19p13.3 的一段基因片段，基因全長23 kb，主要編碼絲/蘇氨酸蛋白激酶。LKB1在NSCLC 細胞的增殖調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用[11]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-150-5p 靶向LKB1 的細胞信號網(wǎng)絡(luò)，LKB1 的過表達可減輕miR-150-5p 的促瘤功能，表明miR-150-5p 在NSCLC 中可能通過抑制抑癌基因LKB1 而促進肺癌[12]。以上研究均表明，miR-150-5p能促進腫瘤細胞的增殖和遷移，減少細胞凋亡。miR-150 還參與了肺腺癌中表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor tyrosine kinases inhibitor，EGFR-TKI）耐藥[13]。在NSCLC 組織中miR-150 過表達具有預(yù)后價值，NSCLC 患者血清中miR-150 水平明顯高于非癌組織，且與臨床TNM 分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠處轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，miR-150 高表達患者的生存率明顯低于其余患者[14]。以上研究均表明，miR-150 在NSCLC 中表達上調(diào)，有促進腫瘤的作用，并與腫瘤的耐藥、轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，與患者生存率呈負相關(guān)。

2 miR-150 與急性肺損傷

急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是一種嚴重的短時間內(nèi)發(fā)生的彌漫性肺損傷，表現(xiàn)為急性發(fā)作的頑固性低氧血癥和呼吸窘迫，嚴重時常導(dǎo)致死亡，常由于嚴重的感染、創(chuàng)傷、休克等因素所導(dǎo)致。嚴重的炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致細胞凋亡、壞死和纖維化。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是革蘭氏陰性菌細胞壁外壁的組成成分，為一種內(nèi)毒素，與感染導(dǎo)致肺部損傷高度相關(guān)。在ARDS 患者和經(jīng)LPS處理的人肺微血管內(nèi)皮細胞（human pulmonary microvascular endothelial cell，HPMEC）中，miR-150-5p 表達下調(diào)。過表達miR-150-5p 可抑制HPMEC 凋亡，降低HPMEC 中促炎細胞因子（白細胞介素-6、白細胞介素-1β 和腫瘤壞死因子α）的表達，從而減輕肺損傷[15-16]，有保護氧化應(yīng)激后肺上皮細胞的作用[17]。進一步的研究表明[18]，miR-150 通過直接靶向AKT3 表達或調(diào)節(jié)核因子（nuclear factor，NF）-κB 通路，緩解經(jīng)LPS 誘導(dǎo)的急性肺損傷，這可能是治療ARDS 的一種有前景的治療策略。

膿毒癥和ARDS 的一個重要特征是血管通透性的增加。血管生成素（angiogenin-2，Ang-2）導(dǎo)致血管通透性增加，過量的Ang-2 生成與這些疾病的患者死亡率相關(guān)。miR-150 作為一種新型的Ang-2 可生成抑制因子[19]，在解決膿毒癥導(dǎo)致的血管損傷和降低死亡率方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。在與野生型小鼠的對比研究中[19]，miR-150 基因敲除小鼠在發(fā)生敗血癥后迅速死亡。在LPS 誘導(dǎo)的野生型內(nèi)皮細胞和小鼠肺損傷期間Ang-2 僅短暫升高，而在miR-150 缺失的內(nèi)皮細胞及小鼠體內(nèi)，Ang-2 水平持續(xù)升高，從而導(dǎo)致血管通透性不可逆轉(zhuǎn)的增加。并且，通過向野生型小鼠血管注射化學合成的miR-150 模擬物上調(diào)miR-150 的表達，能夠降低Ang-2 水平，降低小鼠膿毒癥的死亡率。在多個臨床研究中發(fā)現(xiàn)[20-22]，ARDS 患者的急性生理與慢性健康狀況評分Ⅱ和血清miR-150 表達水平呈負相關(guān)，miR-150 表達水平在ARDS 患者的血清中顯著降低，并且與疾病嚴重程度和ARDS 28 d 生存率呈負相關(guān)。以上研究均表明，miR-150 在急性肺損傷及膿毒癥中起到保護作用。

3 miR-150 與肺動脈高壓

肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PH）是由多種已知或未知原因引起的肺動脈壓力異常升高的病理生理狀態(tài)。它的出現(xiàn)，往往提示疾病進展、病情惡化、死亡風險加大。PH 是以肺動脈平滑肌細胞（pulmonary artery smooth muscle cell，PASMC）不受控制的細胞增殖為特征的快速進展的血管疾病，嚴重時可發(fā)生右心功能衰竭，最終導(dǎo)致死亡。研究證明[23-24]，miRNAs 參與調(diào)控肺血管的重構(gòu)及血管生成，并參與低氧性PH 的形成和發(fā)展。通過臨床研究和動物實驗發(fā)現(xiàn)[25]，特發(fā)性PH 患者的血管內(nèi)皮細胞miR-150 的水平降低，并可作為患者生存的獨立預(yù)測因子。進一步研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮靶向miR-150 在缺氧小鼠中可預(yù)防疾病，而敲除miR-150 可促進小鼠發(fā)生缺氧性PH。該研究表明miR-150 可降低促凋亡、促炎癥和促纖維化基因的表達，從而降低PH。

缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）是具有螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，可激活那些編碼參與低氧穩(wěn)態(tài)反應(yīng)蛋白質(zhì)的基因，也可以調(diào)控細胞對氧氣的感知和調(diào)控。Chen 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-150 在缺氧處理的PASMCs 中下調(diào)，上調(diào)miR-150表達能減弱缺氧處理的PASMC 的增殖和遷移。該研究以熒光素酶報告基因?qū)嶒炞C實miR-150 可直接調(diào)控HIF-1α 的表達，過表達HIF-1α 后，miR-150 對PASMC增殖和遷移能力的抑制作用減弱。說明miR-150 可能通過下調(diào)HIF-1α 來抑制PASMC 的過度增殖和遷移。循環(huán)血miR-150 表達水平還與PH 患者的生存率相關(guān)[27]，miR-150 水平越低，PH 患者的2 年生存率越低。以上的研究結(jié)果均表明，miR-150 對于PH 的發(fā)生、發(fā)展起到負向調(diào)控的作用，miR-150 可能通過抑制PASMCs 的增殖和遷移等機制，起到降低PH 的作用。

4 miR-150 與其他肺部疾病

Xue 等[28]通過建立香煙煙霧（cigarette smoke，CS）相關(guān)的慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）小鼠模型，發(fā)現(xiàn)與正?？諝庵械膶φ招∈蟊容^，在CS 相關(guān)COPD 小鼠的肺部miR-150 出現(xiàn)顯著下調(diào)。上調(diào)miR-150 的表達后，CS 相關(guān)COPD小鼠肺泡灌洗液的中性粒細胞、淋巴細胞和巨噬細胞分類計數(shù)減少，白細胞介素-6、腫瘤壞死因子α 和白細胞介素-8 等促炎癥因子的表達和NF-κB 轉(zhuǎn)錄活性受到抑制。研究表明miR-150 在COPD 中表達下調(diào)，其可能影響肺部促炎癥因子表達及氣道上皮細胞增殖，進而促進COPD 的發(fā)生、發(fā)展。在COPD 發(fā)生、發(fā)展中，miR-150 起到負向調(diào)控作用。

肺癌、肺結(jié)核等多種肺部及全身疾病均可合并胸腔積液。Wang 等[29]通過高通量測序和qRT-PCR 研究肺腺癌、結(jié)核和其他良性病變胸腔積液中的miRNA，發(fā)現(xiàn)在3 組胸腔積液中有171 個差異表達的miRNA，并通過qRT-PCR 驗證后發(fā)現(xiàn)有11 個顯著差異性表達的miRNA。其中3 個miRNAs，包括miR-148a-3p、miR-451a 和miR-150-5p，在結(jié)核性和其他良性病變胸腔積液中差異表達。這些不同的miRNA 表達譜可能有希望作為鑒別診斷胸腔積液的生物標志物，但需要更大樣本量的進一步驗證。Kishore 等[30]發(fā)現(xiàn)，在結(jié)節(jié)病患者中，肺泡灌洗液中miR-150 值越高，肺活量及第一秒用力呼氣量與用力肺活量比值越低。該研究表明miR-150 與肺通氣功能呈負相關(guān)，肺泡灌洗液中miR-150 越低，結(jié)節(jié)病患者的肺通氣功能越好。

現(xiàn)在關(guān)于miRNA 的相關(guān)研究仍然為近年來的研究熱點，在發(fā)病機制、診斷和預(yù)后的判斷方面，miRNA起到了一定的作用。miR-150 的研究主要集中在肺癌、急性肺損傷等方面。在PH、COPD 等領(lǐng)域的研究有待進一步深入開展。目前研究發(fā)現(xiàn)，在非小細胞肺癌中，miR-150 有促進腫瘤生長、轉(zhuǎn)移、耐藥等正向調(diào)控作用，而在其他肺部疾病發(fā)生中，miR-150 則有負向調(diào)控作用。相信隨著miR-150 調(diào)控機制研究的進一步開展，可以為呼吸系統(tǒng)疾病的診治提供新的方法，為靶向藥物的研發(fā)提供新的思路。