microRNA-23a在臨床相關疾病診斷中的意義*

薛會紅，邵松軍，田 陽 綜述，張湘燕,△，張 程, 審校

(1.遵義醫科大學，貴州 遵義 563000；2.貴州省人民醫院呼吸與危重癥醫學科，貴州 貴陽 550002；3.國家衛生健康委員會肺臟免疫性疾病重點實驗室,貴州 貴陽 550002)

microRNA是一類內源性長約22個核苷酸的非編碼RNA分子，普遍存在于真核細胞生物中，并在人體內的胞外環境里保持一定的穩定性，在進化中具有高度保守性。microRNA與機體多種生理功能密切相關，其能夠與靶mRNA的3′-UTR區堿基互補配對,使其翻譯受到抑制,在轉錄后水平調控基因的表達，從而在生物過程中發揮重要調節作用。這些生理功能包括生長發育、新陳代謝、細胞增殖和凋亡等[1]。microRNA是一個大家族，到目前為止已發現有上千種類型，而microRNA-23a(miR-23a)作為其中的一員，與臨床上許多常見疾病的發病機制有著密切聯系，而且與疾病的嚴重程度有一定相關性，可用于病情評估。因此，進一步深入探究miR-23a作為一種新的治療靶標在干預臨床常見疾病發生中的作用，具有非常重要的臨床意義。

1 miR-23a的特性

miR-23a作為microRNAs中的一員，分布在脊髓動物基因組中，包括2種亞型，即miR-23a和miR-23b。人類miR-23a位于人類基因組的19號染色體上，并作為miR-23a-27a-24-2簇的一部分被轉錄[2]。研究表明，miR-23a通過依賴半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)及非依賴Caspase途徑發揮促進凋亡的作用，且可以引發內質網應激過程，廣泛地參與細胞生長、分化、凋亡等重要的生命過程。曲建華[3]以小鼠N-乙酰氨基葡萄糖基轉移酶為靶點進行microRNA篩選的研究發現，miR-23a以N-乙酰氨基葡萄糖基轉移酶為靶基因參與了N-糖鏈合成過程相關的細胞代謝，進一步證實miR-23a對細胞生長、發育、分化等過程起著重要作用。同樣，miR-23a的失調也在多種人類疾病中被報道，其參與調控機體生理及病理的過程。miR-23a可能成為多種疾病早期的診斷標志物，可在疾病早期診斷和預防中發揮重要作用，有望成為今后用于疾病診斷和治療的新興藥理學類藥物靶點。

2 miR-23a在臨床疾病中的指導意義

2.1腫瘤疾病 在血清和血漿中，循環microRNA在癌癥中具有特異性表達，其中，miR-23a在許多相關性腫瘤疾病中表達異常。因此，使用miR-23a作為生物標志物具有癌癥診斷和治療的潛力，在人類癌癥中起癌基因的作用。

2.1.1神經膠質瘤 神經膠質瘤是神經組織內各種類型的膠質細胞發生異常突變所形成的惡性腫瘤,臨床迫切需要一種用于診斷和治療神經膠質瘤的分子靶標。miR-23a的異常表達與神經膠質瘤細胞密切相關，與編碼基因一樣重要的miR-23a在神經膠質瘤的發展中可能起癌基因或抑癌基因的作用。LIAN等[4]在79對神經膠質瘤組織樣品中發現，miR-23a的表達水平高于匹配的相鄰組織，通過抗miR-23a抑制miR-23a可以顯著抑制神經膠質瘤細胞系的增殖，并且在參與神經膠質瘤發生中涉及的潛在靶標可能與凋亡酶激活因子-1(APAF-1)有關。APAF-1是參與線粒體介導的細胞凋亡的關鍵候選對象，miR-23a和APAF-1 mRNA 3′-UTR之間有3個結合位點，miR-23a可能直接結合到APAF-1的3′-UTR區，使APAF-1成為神經膠質瘤細胞中miR-23a的直接靶基因。而且，miR-23a還與腫瘤的病理分期有關，Ⅲ、Ⅳ期腫瘤患者miR-23a表達分別高于Ⅰ、Ⅱ期腫瘤患者，表明miR-23a可能是神經膠質瘤晚期階段的重要生物標志物，是神經膠質瘤惡性進展的關鍵因素。有研究表明，miR-23a的強制表達促使一種與腫瘤密切相關的上皮-間質轉化(EMT)現象，即神經膠質-間質轉化標記基質金屬蛋白酶2(MMP2)，同時引起MMP9和MMP14表達增加、E-鈣黏著蛋白水平降低，從而間接影響著膠質母細胞瘤的發生，成為膠質母細胞瘤潛在的分子機制[5]。miR-23a作為癌基因，可能成為神經膠質瘤的一種預后指標和治療靶點，后期對于選擇分子靶向療法至關重要。

2.1.2淋巴瘤 淋巴瘤是原發于淋巴結和結外淋巴組織的惡性腫瘤，屬于免疫系統的惡性腫瘤，其中EB病毒(EBV)感染被認為是重要原因，在感染EBV的細胞中可檢測出一些非編碼的microRNAs，分別由病毒右向開放閱讀框和右向轉錄區域編碼[6]。張楊[7]利用EBV小鼠誘導出人源性B細胞淋巴瘤的模型，檢測EBV誘發淋巴瘤與相應健康人淋巴細胞在microRNA表達方面的差異，通過篩選出29個差異明顯的人類microRNA發現，miR-23a是關鍵因子之一，其在淋巴瘤中的發生機制與靶向基因有關，并在差異人類miR-23a所靶向的基因中共篩選出29個基因模塊，包括6個上調基因模塊和23個下調基因模塊。上調基因模塊如極光激酶A、蛋白激酶B、細胞分裂周期蛋白6通過影響細胞有絲分裂和細胞周期調控與腫瘤的發生、發展密切相關，下調基因模塊如白細胞介素(IL)-1B、IL-1A免疫應答介導了EBV感染的B細胞免疫逃避，并減輕局部炎性反應和阻滯細胞DNA修復等機制誘導淋巴瘤發生。miR-23a正是通過靶向上述不同的基因模塊影響淋巴瘤的發生機制。Burkitt淋巴瘤(BL)是非霍奇金淋巴瘤家族的成員。研究發現，BL兒童血清miR-23a水平顯著上調，其中miR-23a作為重要調節劑通過不同信號途徑影響細胞周期，誘導BL發生，同時該標記物在兒童BL診斷和預后方面具有很高靈敏度和特異度[8]。miR-23a作為深入的分子機制參與淋巴瘤的發生，有望成為淋巴瘤治療的有效靶標。

2.1.3肺癌 肺癌是全球主要的癌癥殺手，目前臨床用于肺癌早期診斷的方法仍存有一定局限性，尤其是對于一些不典型的肺癌。因此進一步研究新型的生物標志物尤為重要。既往研究表明，EMT與人類癌癥密切相關，miR-23a通過靶向E-鈣黏著蛋白調節由轉化生長因子-β/Smad信號傳導所誘導的EMT，在肺癌發生機制中起關鍵作用[9]。崔勝金等[10]研究非小細胞肺癌(NSCLC)患者腫瘤組織及癌旁組織時發現，NSCLC患者腫瘤組織、血液中miR-23a水平明顯升高，而術后血液中miR-23a水平明顯受抑制，同時還發現，Sprouty同系物2、巨噬細胞移動抑制因可能是microRNA-23a在NSCLC中的潛在作用靶標。O′CONNELL等[11]研究發現，血漿miR-23a可作為NSCLC早期診斷的候選生物標志物，其靈敏度和特異度均顯著高于癌胚抗原。HETTA等[12]通過病例對照研究發現，NSCLC患者miR-23a表達水平顯著上調，且不同分級患者血漿miR-23a表達水平也存在顯著差異，遠處轉移肺癌患者miR-23a水平顯著高于無轉移肺癌患者。研究顯示，不同水平的miR-23a給NSCLC患者帶來的總生存期也不同，miR-23a表達較高患者的總生存期明顯低于miR-23a表達較低患者,提示miR-23a在NSCLC中發揮致癌作用，并且是不良預后因素指標，可能成為肺癌早期檢測的有用工具[13]。

2.2低氧所致的腎小管間質性腎炎(TIN) TIN是一種以腎小管間質損害為主要表現的腎臟疾病，可分為急性間質性腎炎和慢性間質性腎炎。TIN在組織學上是由腎間質中的炎性細胞浸潤所致，可觸發間質纖維化的發展，缺氧條件下釋放一系列炎性因子是其發生的主要誘因。外泌體是指通過包括microRNA在內的各種分子從供體細胞轉移到受體細胞而參與細胞間通訊的細胞外膜囊泡，其能誘發促進癌細胞侵襲和轉移的促炎因子的分泌[14]。研究表明，在缺氧條件下持續48 h的腎小管上皮細胞(TECs)外泌體中，miR-23a表達明顯上調，其在腎臟中刺激TIN，而miR-23a抑制劑可有效逆轉血清肌酐表達上調，降低腎小管間質中F4/80β巨噬細胞浸潤，從而減輕TECs的損傷[15]。因此，可通過在miR-23a上尋找分子靶向抑制劑探索有關腎間質炎癥的新穎治療方法。

2.3阿茲海默病(AD) AD是一種與年齡相關的人類神經退行性疾病，盡管多種風險因素與散發性AD病理生理相關，其中衰老仍然是最重要的因素。除此之外，在AD發病機制中涉及神經元信號網絡破壞的病理生理狀態取決于轉錄程序和基因表達的轉錄后控制，這是2個最重要的調節層[16]。最初人們已經發現microRNA族與相應的靶mRNA的3′-UTR區堿基互補配對,使其翻譯受到抑制,轉錄后水平調控基因的表達，從而在生物過程中發揮重要調節作用，故可推測miR-23a是否也通過該機制參與AD的發生。近期研究發現，miR-23a在AD中豐度顯著增加，進一步證實上調miR-23a表達有可能與對應的靶mRNA相互作用，參與患病組織中淀粉樣蛋白的生成和清除，促炎性和神經營養信號和(或)突觸形成同步化，從而在分子遺傳學水平上對AD起重要作用，提示miR-23a在AD診斷治療中可作為一種比較重要的標志物[16]。

2.4常見心血管疾病 心血管疾病是全世界病死率最高的疾病之一，迫切需要對心血管疾病的發病機制進行更深入的研究。目前已有許多研究證實，miR-23a參與各種心臟疾病的病理、生理及心臟組織的修復和再生，對心血管疾病的發生起著不可忽視的作用。

心肌梗死是一種冠狀動脈缺血缺氧所引起的心肌壞死，是一種危險性很高的疾病。microRNA影響細胞凋亡和壞死的調節，這2種機制對于急性心肌梗死發育階段的心室重構至關重要[17]。KEYES等[18]研究發現，與健康志愿者組相比，急性心肌梗死患者miR-23a表達增加，其主要通過靶向第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物(PTEN)發生。PTEN對成年小鼠心臟細胞生長和功能的影響的研究表明，敲除PTEN可以抑制由外部壓力引起的肌肉肥大，從而保護心臟功能[19]。進一步實驗證實，miR-23a的過表達不僅可引起PTEN下調，同時通過PTEN的下調繼而抑制Caspase-3、Bax/Bcl-2和p53表達，從而有效抑制心肌細胞的凋亡[18]。miR-23a所參與的細胞凋亡可能是影響心肌梗死發生、發展的關鍵性細胞事件。miR-23a也可以起到介導心臟肥大的作用。有學者通過對乳鼠心肌細胞進行體外實驗時發現，miR-23a通過抑制靶基因溶血磷脂酸受體l從而參與溶血磷脂酸誘導的心肌細胞肥大，這在一定程度上導致心肌梗死的發生[20]。以上研究提示，需重視miR-23a對心肌梗死的影響，其有可能成為心肌梗死診斷的生物標記物，為心肌梗死的診斷和治療提供新視點。另外，心房顫動是心臟手術后最常見的心律不齊，其在分子水平上的基因調控引起了研究者的極大關注。目前，在心肌中發現了一組microRNA,其通過作用于靶基因而參與心房顫動發生發展的調控過程。有研究對48例冠狀動脈旁路移植術患者進行研究時發現，與術后非心房顫動患者相比，術后新發心房顫動患者循環miR-23a水平顯著降低，miR-23a預測新發心房顫動的受試者工作特征曲線的曲線下面積為0.63(P=0.02)，提示miR-23a可作為預測冠狀動脈旁路移植術后心房顫動發生的生物標志物，其可能參與了術后心房顫動發育的基礎生物學[21]。因此，可在miR-23a方向更進一步深入研究，從而尋找針對心血管疾病更新穎的藥物治療方法。

2.5自身免疫性疾病 microRNA已顯示在介導基因表達的轉錄后調控中起關鍵作用。作為免疫反應中眾多基因和途徑的有力調節劑，microRNA可通過調節其細胞和分子靶標來影響炎癥和免疫介導疾病，其中miR-23a簇可抑制體內B細胞發育，在免疫功能和自身免疫中起重要作用[22]。

沃格特-小柳-原田綜合征(VKH)綜合征是一種多系統性自身免疫性疾病。外周血單核細胞屬于免疫細胞的一種，研究顯示，miR-23a在VKH綜合征中具有高拷貝數，將其個體通過刺激外周血單核細胞后，IL-6水平增加，進一步用miR-23a模擬物和抑制劑轉染人視網膜色素上皮細胞-19(ARPE-19)后，ARPE-19細胞上清液中IL-6水平增加，提示miR-23a可能通過上調炎性細胞因子(如IL-6)的產生而參與VKH綜合征的發展[11]。

毒性彌漫性甲狀腺腫(GD)是一種自身抗體介導的自身免疫性疾病，可引起甲狀腺激素過度生產及隨之而來的一系列系統性代謝功能障礙。microRNA在包括GD在內的自身免疫或自身免疫性疾病的發展中起著重要作用。HIRATSUKA等[23]使用miScript microRNA聚合酶鏈反應陣列來測量血清中循環microRNA水平時發現，與對照組比較，頑固性GD患者血清miR-23a-3p表達下調。為證實miR-23a-3p在GD中的具體機制，ZHANG等[24]進一步發現，過表達miR-23a-3p通過抑制了沉默信息調節因子1的表達進而促進轉錄因子叉頭蛋白p3(Foxp3)表達水平和乙酰化水平，而FOXP3的異常乙酰化可介導GD患者的Treg功能缺陷。該機制為系統性自身免疫反應異常的原因之一，可引發GD。因此，miR-23a不僅在自身免疫性疾病的發生機制上有重要的意義，在診斷方面也可能會成為一種有價值的血清學指標。

3 小 結

microRNA是轉錄后調控基因表達的小型內源性RNA，miR-23a是其中一個亞類。miR-23a是基因表達的關鍵調節劑，與生活中許多疾病密切相關，對其進行檢測有助于臨床常見病的診斷、治療及預后。目前，miR-23a在各種疾病中的研究正在不斷擴大，這為后期開發miR-23a模擬物和抑制劑作為新型的治療劑帶來希望。