miRNA 146a在風濕性疾病中研究進展

王慧鍶，李略…，高明利(通信作者*)

(1.沈陽藥科大學生命科學與生物制藥學院，遼寧 沈陽 110016；2. 遼寧中醫藥大學第一附屬醫院風濕免疫科， 遼寧 沈陽 110033)

0 引言

風濕性疾病是以破壞骨關節、肌肉、血管及結締組織為主的疾病，這其中的大多數為自身免疫性疾病。目前絕大多數該類疾病的發生、發展的病理機制尚不明確[1]，但多數研究者普遍認為是由機體免疫紊亂導致，但具體如何誘發疾病以及疾病發展機制尚不明確。

微小RNA(micro-RNA，miRNA)是由內源基因18～22個核苷酸所組成、單鏈非編碼RNA的小分子。它通過自身的“種子”序列的相互作用，從而通過降解靶基因或(和)抑制其翻譯過程來發揮其生物作用。miRNA通過與靶mRNA的3’端非編碼區(3’-UTR)的結合影響mRNA降解或者抑制mRNA翻譯負向調節靶基因的表達[2]。在生物體內，既可以出現多個miRNA可能作用于同一個mRNA靶基因的情況[3]，也能出現同一個miRNA調控多個靶基因的表達的情況[4]，形成復雜生物調控機制。近些年國內外大量實驗研究表明多種微小RNA參與了不同的疾病的發生、發展[5]，如系統性紅斑狼瘡、肝細胞癌、糖尿病、前列腺癌[6-9]等疾病，部分miRNA現被證實可以作為一些疾病診斷的生物學標志及治療作用的新靶點，因此受到各學科的廣泛關注。miR-146a是近幾年關于風濕性疾病的熱點之一，下面針對miR-146a與風濕免疫性疾病的關系研究做一綜述。

1 miRNA 146a的生物學特性及功能

miR-146是最先被發現的具有與免疫調節功能相關的小分子RNA家族[10]。包含有miR-146a和miR-146b兩大類[4]，主要位于5號染色體上。miR-146a主要高度表達于細胞、激活的效應細胞和髓系細胞中，在人體免疫調節、炎癥反應和抗病毒中發揮關鍵作用[3]，是近幾年關注度較高的miRNA之一。它作為與基因表達情況相關的重要調節劑，主要在轉錄后調控靶mRNA過程發揮作用。

Toll樣受體(Toll Like Recptor，TLR)的下調是miR-146調節炎癥反應及免疫系統的主要調節途徑之一，在TLR/IL-1通路中，存在2個下游重要銜接分子TNF受體相關因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF-6)和IL-1受體相關 激 酶1(interleukin 1 receptor-associated kinase-1，IRAK-1)已被證實是miR-146a的靶向分子，miR-146a是通過調節TRAF-6和IRAK-1的表達水平進而調控TLR信號的效應器，從而調控各類細胞因子的產生；此外，腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和白細胞介素-1(Lnterleukin-1β，IL-1β)也可以誘導miR-146a以核因子kB(Nuclear factor kB，NF-kB)依賴的方式表達進行調控，研究表明miR-146a抑制NF-kB活性，抑制脂多糖(脂多糖，LPS)誘導的炎癥反應，并在內毒素耐受性的發展中發揮作用。總之，miR-146a可調控體內炎癥反應的發生發展，為自身免疫性疾病的臨床治療提供新方案[4,11]。

2 miR-146a在風濕性疾病中的作用

2.1 miR-146a與類風濕關節炎

類風濕關節炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一種常見的自身免疫性炎性疾病，臨床主要表現為關節功能障礙[12]，致殘率較高，嚴重影響患者生活質量。目前發病率為0.32%～0.36%[6]，80%的患者年齡在35至50歲，男女比例為1：3，發病原因較為復雜，與遺傳、免疫和環境因素相關，從而導致機體獲得性免疫應答失調，引起免疫功能異常，但其具體發病機制尚未明確[13]。類風濕關節炎患者外周血單個核細胞中miR-146a的表達顯著增加，而且與臨床疾病活動度呈顯著正相關。Takuya Niimoto等研究發現，除在類風濕關節炎患者的外周血單個核細胞中發現miR-146a的表達增加，在RA化患者的關節滑膜組織中的表達也有所增加，并miR-146a的表達與輔助性T型17(Th17)細胞分化、白細胞介素17 (IL-17)產生直接相關。miR-146a參與細胞內轉錄后細胞的分化、增殖和凋亡等水平的調節。Zhou等的研究表明[7]，處于活動期的類風濕關節炎患者的調節性T細胞中的miR-146a表達顯著降低，調節性T細胞中炎癥表型的形成與STAT1的活性增強有關。miR-146a通過下調TRAF6表達阻斷關節損傷，抑制破骨細胞的生成和骨吸收活性，從而在一定程度上減少骨關節的破壞，從而改善局部炎癥反應。

樹突細胞(Dendritic cell，DC)是與類風濕關節炎相關的免疫應答細胞之一，其凋亡是通過miR-146a-TRAF6/IRAK1-NF-kB-TLR軸來調控的DC的成熟、免疫功能和凋亡均受NF-kB途徑調控，過表達miR-146a促進DC凋亡。活化的DC產生促炎細胞因子并促進的上調。探索對類風濕關節炎中miR-146a有效的藥物有助于控制疾病的嚴重程度和治療。

2.2 miR-146a與系統性紅斑狼瘡

系統性治療紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)是一種由自身免疫細胞介導的彌漫性結締組織病，其特征是多器官受損、大量自身抗體生成和免疫復合物沉積，但具有一定高度的異質性，即在臨床治療中對比患者治療情況時，不同的患者的療效和預后會出現較大差異[14]，目前SLE的發病機制尚不完全清楚，因其包含多種發病機制，所以病理機制比較復雜。

Shumnalieva等[15]研究中發現，系統性紅斑狼瘡患者的外周血中，miR-146a的表達水平為62.5%，高于健康人的水平。Tang等[16]研究發現，系統性紅斑狼瘡患者低表達的miR-146a通過靶向關鍵信號蛋白干擾素調節因子5和STAT-1可影響患者Ⅰ型干擾素通路且與干擾素水平，成負相關性。同時系統性紅斑狼瘡患者miR-146a的低表達與臨床疾病活動度也成負相關。Wang等[17]人研究發現，在系統性紅斑狼瘡患者的尿沉渣中檢測出miR-146a的水平高于健康人的尿沉渣水平，同時miR-146a的水平與估計的腎小球濾過率呈顯著相關性，與尿中TNF-α的水平有負相關性。而在針對miR-146a在SLE患者的腎臟不同部位的表達情況研究中發現[14]，miR-146a僅在腎小球中有較高的表達，而在腎小管間質中無表達，而且腎小球miR-146a的表達與臨床疾病嚴重程度具有相關性，提示這種改變可能與狼瘡性腎炎有一定關聯性。在Zheng等研究中[18]，SLE患者的腎臟組織中miR-146a的上調和/或TRAF6的下調可顯著抑制腎小球系膜細胞NF-κB的轉錄活性，而抑制了TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子的基因表達。另一實驗也同樣表明miR-146a通過調節NF-κB信號通路減少了SLE小鼠的腎臟損傷[19]。此外，SLE患者血清中miR-146a的表達與血沉和C反應蛋白均呈負相關，與補體C3和C4水平均呈正相關[20]。Qu等[21]研究發現，在系統性紅斑狼瘡患者的白細胞中，單核細胞趨化蛋白誘導蛋白1(monocyte chemotactic protein-induced protein 1，MCPIP-1)的表達升高，且與干擾素評分呈正相關，與miR-146a轉錄水平呈負相關。這表明Ⅰ型干擾素通過上調MCPIP-1來抑制miR-146a的成熟，進而導致病情炎癥失控和炎癥基因過度表達。

另有研究發現[20]，如果將miR-146a作為除SSA、SSB以外的診斷疾病標志物時，其有效率為63.64%，特異性為75%，表明miR-146a可作為一個診斷SLE的標志物同時可判斷的患者疾病活動程度。這些發現為系統性紅斑狼瘡的治療提供了新靶點和新策略。

2.3 miR-146a與骨關節炎

骨關節炎(Osteoarthritis，OA)是一種常見的臨床退行性關節病，基本病理變化為關節內關節軟骨變性、糜爛或消失，繼而引起骨質改變出現硬化[21]，形成骨贅，摩擦關節而出現疼痛，腫脹。在骨關節炎發生發展過程中，滑膜、關節軟骨、軟骨下骨及關節周圍的神經肌肉和韌帶等組織結構均有不同程度變化[22]，其中關節軟骨的組織學改變是骨關節炎發生的最為顯著病理變化[23]。其病因多與環境因素，如吸煙，感染、激素，飲食[24]及遺傳和老年性退化密切相關，除此之外，外傷也可導致出現骨關節炎癥狀。許多都與OA風險增加有關。骨關節炎的發病機制尚未完全闡明，但已有研究證實，由于細胞、體液、關節液和軟骨中生長因子和酶的改變，出現關節軟骨基質中蛋白多糖和膠原纖維的降解，最終導致關節軟骨的退變和破壞以及滑膜炎癥[23]。

在動物實驗OA模型中，miR-146a在軟骨組織、滑膜組織中呈低表達，且與呈現高表達的尿激酶型纖溶酶原激活物(urokinase-type plasminogen activator，uPA)呈顯著負相關，可導致骨關節炎的軟骨和滑膜退行性改變[23]在miR-146a與NF-κB信號通路研究方面，Jun-Hua Zhong等研究表明，在OA患者的軟骨細胞中，miR-146a的表達較正常軟骨細胞miR-146a的表達減少，而TRAF6和NF-κB的表達增加。此實驗最終證實miR-146a可以通過抑制TRAF6的表達和抑制NF-κB信號通路的激活來促進OA患者的軟骨細胞的增殖和抑制其凋亡[47]。在針對OA患者的骨關節軟骨細胞和神經膠質細胞研究中發現[25]，用合成miR-146a的轉染可以顯著抑制人膝關節軟骨細胞中的基質某些有關蛋白(如Aggrecan、MMP-13、ADAMTS-5、II型膠原)，同時調節人膝關節滑膜細胞中的炎性細胞因子水平。當外源性增加miR-146a時，可顯著調節人神經膠質細胞中的炎性細胞因子和疼痛相關分子(如TNF-α、IL-6、IL-8等)。由此可推斷miR-146a通過平衡軟骨和滑膜中的炎癥反應和膠質細胞中的疼痛相關因子來控制膝關節穩態和骨關節炎相關的痛覺，由此miR-146a可能用于治療骨關節炎的軟骨再生和改善由骨關節炎引起的疼痛癥狀。也有研究表明[26]，如果使用MicroRNA治療，miR-146a簇可以減輕骨關節炎的關節疼痛并促進周圍膝關節軟骨再生。此外，在中醫治療方面，骨碎補作為骨傷科常用的藥物，已經被廣泛應用于臨床。藥性論中記載骨碎補能夠活血化瘀、續骨療傷。相較于只應用西藥治療的對照組，實驗組加用骨補碎煎劑后，骨關節炎患者的關節液中的miR-146a降低幅度大，且外周血中IL-1β的水平降低幅度高于對照組[27]。

2.4 miR-146a與強直性脊柱炎

強直性脊柱炎(Ankylosing spondylitis，AS)是一種以侵犯骶髂關節、脊柱和髖關節為特點的慢性自身免疫介導的風濕性疾病，通常在45歲之前出現，主要以骨形成過度、韌帶骨化、骶髂關節和脊柱炎癥為典型病理變化。強直性脊柱炎中形成新骨造成脊椎活動度的下降、運動能力受損，在更嚴重的情況下會發生脊柱完全融合，在放射照片上可以看到所謂的“竹脊柱”，嚴重影響患者的生活活動能力和降低生活質量。因此，盡可能早期確診強制性脊柱炎是預防和治療該種疾病的最為有效方法。通常強直性脊柱炎患者發病之前通常會有5～10年的延遲期。因此，探索具有更高的靈敏性和特異性的早期強直性脊柱炎生物診斷標志物顯得尤為必要。目前，早期強直性脊柱炎的診斷主要根據臨床、影像學、生化檢查進行有限的診斷，如炎癥性腰痛，單側或雙側骶髂關節炎的檢測，根據HLA-B27陽性與否，C反應蛋白(CRP)水平是否升高和紅細胞沉降率等。

隨著微小RNA和強直性脊柱炎的相關研究進展[28-30]，Wei等[31]研究結果表明，AS患者的外周血單核細胞中miR-146a的表達水平顯著高于健康成年人。此外，AS患者的PBMC血清和培養基上清中TNF-α、IL-1β和IL-6的水平顯著高于健康組，且miR-146a的表達水平與炎癥因子水平呈正相關。此外，在AS患者中，miR-146a的表達水平與巴斯強直性脊柱炎疾病活動指數(bath ankylosing spondylitis disease activity index，BASDAI)、ESR、CRP和晨僵持續時間也呈正相關。這些結果提示miR-146a可能與強直性脊柱炎的發病機制具有一定的相關性，且在PBMC中miR-146a的表達水平可能有助于強直性脊柱炎的確診和判斷疾病活動程度。在Guijuan Di研究中發現[32]，抑制miR-146a的表導DKK1的表達增加進而部分阻礙AS的發展。Yehong Li，等研究表明[33]，長非編碼RNA母體表達基因3(Long non-coding RNAs maternally expressed gene 3，LncRNA MEG3)可 通 過抑制miR-146a的表達從而減少炎癥因子的生成，達到抗炎作用。上述兩個研究均為AS患者的臨床治療提供潛在新方案。在診斷方面，葉安等[34]的研究表明，檢測AS患者血清中miR-146a表達水平可作為診斷AS的輔助性生物分子，同時其表達水平或許與胸腰段后凸的疾病活性和嚴重程度有相關性，有助于強直脊柱炎的早期診斷，以免因為延誤治療而發生關節變形等現象，影患者生活自理能力。

2.5 miR-146a與銀屑病關節炎

銀屑病關節炎(Psoriatic arthritis，PsA)已被定義為與銀屑病相關的炎性關節炎，是一種高度異質性全身炎癥性風濕性疾病，具有關節和關節外表現，包括軸向骨骼疾病、指甲和皮膚狀況、外周關節炎癥、附著點炎和/或手指炎，主要表現為關節及周圍軟組織疼痛、腫脹與壓痛、關節僵硬和運動障礙，部分進行患者一個可有骶髂關節炎和(或)脊柱炎[35-37]。病程遷延、易復發，晚期可發生關節強直[38]。在1948年發現類風濕因子和英國利茲大學已故教授武詩源·賴特的觀察后，PsA作為一種獨立于類風濕性關節炎的臨床實體出現。

在銀屑病關節炎與miR-146a相關研究中，在Xia Ping等[39]研究中，在銀屑病患者的皮損和外周血單核細胞中，miR-146a的表達是上調的，并與IL-17的表達呈正相關，而靶基因IRAK1的表達在皮損和外周血中有差異，所以銀屑病皮損的持續炎癥可能由于miR-146a不能抑制靶基因IRAK1所致。此外，miR-146a在正常角質形成細胞、成纖維細胞中呈現低表達狀態，在銀屑病病皮損部位表達高于正常部位。Meisgen研究表明[40]，TLR2刺激原代人角質形成細胞，導致NF-kB和絲裂原活化蛋白激酶依賴的miR-146a表達上調，而且這種刺激持續時間長。miR-146a下調TRAF6、IRAK1并抑制NF-kB啟動子結合活性。miR-146a的過度表達顯著抑制了IL-8、TNF-α等炎癥因子的產生，并且這些炎癥因子在功能上抑制了角質形成細胞對中性粒細胞的趨化性吸引。轉錄譜顯示miR-146a抑制角質形成細胞中大量免疫相關基因的表達。說明miR-146a是角質細胞先天免疫中的一種調節因子，它不但可以在體內平衡條件下阻止炎癥介質的產生，也可以在TLR2刺激后作為一種有效的負反饋調節因子。

2.6 miR-146a與干燥綜合征

原發性干燥綜合征(Primary Sj?gren syndrome，pSS)是一種主要累及外分泌腺體的慢性炎癥性自身免疫疾病，臨床除有涎腺和淚腺受損功能下降而出現口干、眼干癥狀外[26]，呼吸管理系統、消化系統、皮膚及陰道等外分泌腺亦有相應工作表現，還可導致出現腺體外的病變，并有多種自身抗體和其高血清免疫球蛋白的，但其病因和發病機制目前尚不清楚[41-43]。pSS臨床診斷較為困難，缺乏敏感性高、特異性強。pSS在我國人群的患病率為0.3%～0.7%，在老年人群中患病率可高達3%～4%。

Erika Zilahi等發現[44]，pSS患者的PBMC中miR-146a和TRAF-6的表達升高。Huan Shi 等[45]研究表明，除了pSS患者的外周中miR-146a過表達，此外，這些微小核糖核酸其表達水平與患者的臨床特征相關，與腮腺腫脹情況和眼干程度均成正相關。Smruti Y Killedar等研究現[46]，在pSS模型小鼠的唾液腺組織中IRAK-1和TRAF-6的表達明顯增加。表明miR-146a可能在pSS的發病機制中起重要作用，它們的表達水平可能有助于診斷pSS和預測疾病活性和治療反應。

3 小結

隨著各項生物技術以及生物信息學預測的不斷應用發展，miRNA在基因表達調控中的重要地位，以及在疾病診斷和治療中的應用前景已引起人們高度關注[48]。miR-146a的是最近的研究比較熱的miRNA之一，與多種風濕性疾病相關，但miR-146a在風濕性疾病中的作用機制還有待進一步研究。相信隨著關于miR-146a的研究進一步深入，miR-146a的作用機制和與風濕性疾病發病機制的關系將逐漸明確，這將有助于miR-146a成為風濕性疾病的有效生物標志物，為風濕免疫病的治療提供新的靶點。