microRNA-122在肝病發生發展及診斷中的作用

陳澤山，文 彬，丘佩容，藍紅妮，黃寶特，鄧 鑫

1 廣西中醫藥大學 研究生學院，南寧 530001；2 廣西中醫藥大學附屬瑞康醫院 a.感染科，b.科技處，c.消化內科，南寧 530001；3 廣西中醫藥大學第一附屬醫院 內分泌科，南寧 530001

microRNA(miRNA)是受RNA修飾調控、長約22個核苷酸、小分子非編碼RNA，通過與靶mRNA的3′非翻譯區(3′-UTR)結合使靶mRNA降解或翻譯抑制，實現負調控基因表達[1]，參與細胞的增殖、遷移、自噬、侵襲及凋亡等過程[2]。第一個miRNA是在1993年線蟲的研究中發現的[3]。隨后在1998年通過RNA干擾[4]和在2001年對各種物種的相似內源性miRNA進行了深入的分子搜索[5]，miRNA的研究迅速深入。目前miRNA在人體體內被發現的就已經超過1000種[6]。miRNA-122是肝臟的一種特異性miRNA，約占肝臟miRNA總量的70%[7]。通過閱讀相關文獻發現，miRNA-122與多種肝臟疾病發生、發展及預后有密切關系。此外，miRNA-122作為生物學標志物，在肝臟疾病中具有良好的應用前景。本文就目前國內外對miRNA-122參與肝臟疾病的研究進展作一綜述。

1 miRNA-122與非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)

根據流行病學調查[8]發現，NAFLD患病率在不斷上升。因此，治療的及時干預是阻止NAFLD病情進一步發展的關鍵。研究[9]發現，miRNA-122的水平升高與NAFLD的形成和進展有密切關系。Long等[10]通過實驗發現，NAFLD肝組織miRNA-122水平升高但沉默信息調節因子1(silent information regulator 1,SIRT1)水平降低，miRNA-122可通過與SIRT1的3′-UTR結合抑制SIRT1表達，SIRT1作為脂質穩態尤其是脂肪酸氧化的調節劑，其表達下降阻礙了脂肪酸的氧化，導致肝臟脂肪的沉積，進而促進NAFLD進展[11-12]。因此，通過抑制miRNA-122表達可以使SIRT1的表達上調，促進脂肪酸氧化，減少肝脂肪的堆積，阻止NAFLD進展。

2 miRNA-122與病毒性肝炎

病毒性肝炎指的是由肝炎病毒導致的肝臟炎癥，其中HBV和HCV發展為慢性肝病較為常見，甚至可發展為終末肝臟疾病，故以下只介紹乙型肝炎和丙型肝炎與miRNA-122的關系。研究[13]表明，在乙型肝炎患者中，miRNA-122表達下調導致其靶標細胞周期蛋白G1的翻譯增加，細胞周期蛋白G1可與P53蛋白特異性結合，清除了P53蛋白對HBV的復制抑制。P53蛋白作為一種腫瘤抑制因子，可預防癌癥的發生，并且可誘導 HBV復制期的肝細胞凋亡，延緩乙型肝炎的進展[14]。P53蛋白還可通過直接與HBV DNA結合，抑制HBV病毒基因復制[15]。因此，miRNA-122的表達下調導致P53蛋白介導的HBV復制抑制作用減弱，進而促進乙型肝炎的發展。

Xu等[16]研究發現，在肝細胞中miRNA-122可抑制轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)磷酸化，STAT3可通過調控干擾素調節因子1表達從而抑制IFN的表達，而IFN介導的先天免疫反應是對抗病毒的第一道防線[17]，miRNA-122將STAT3磷酸化水平限制在正常肝細胞中，使IFN的表達增加，從而使感染肝炎病毒后具有強大的先天免疫防御能力。進一步的研究[18]發現，miRNA-122的過表達增加了HCV蛋白的產生。HCV蛋白不僅是HCV復制所必需的，而且還是阻斷和避免宿主免疫的必要原料。有趣的是，通過抑制miRNA-122的表達發現，IFN應答的下降先于HCV RNA的下降，且與HCV RNA下降無明顯關系[16]。因此，在HCV感染者中，miRNA-122可能具有完全相反的兩種作用，即miRNA-122誘導的IFN抗HCV作用與miRNA-122能促進HCV復制的潛在作用。其他研究[19-20]也得到了類似結果。

3 miRNA-122與藥物性肝損傷(DILI)

DILI指的是由于使用對肝臟具有毒性的藥物導致的肝損傷，嚴重者可發展為肝衰竭。有研究[21]發現，抗生素是導致DILI最主要的原因，其次為中草藥、膳食、心血管藥物、中樞神經系統藥物、抗腫瘤藥物和止痛藥。由于miRNA-122是肝臟中含量最高的miRNA[22]，而肝臟是參與藥物代謝的主要器官，所以發生DILI時miRNA-122的表達可能也有相應的變化。在一項對乙酰氨基酚導致的DILI研究[23]中，發現對乙酰氨基酚過量的使用可在2 h內導致肝臟miRNA-122表達水平下調，miRNA-122的丟失增加了小鼠對對乙酰氨基酚過量的敏感度，使小鼠的死亡率增加；進一步的研究發現，miRNA-122過表達可抑制細胞色素P450家族成員將對乙酰氨基酚氧化形成N-乙酰基-對-苯醌亞胺的過程，減少N-乙酰基-對-苯醌亞胺與蛋白質硫醇共價結合形成的N-乙酰基-對-苯醌亞胺-半胱氨酸蛋白質加合物，進而減少氧化應激反應，減少肝毒性和肝細胞死亡，表明miRNA-122對對乙酰氨基酚導致的急性肝損傷具有保護性作用。因此，可通過miRNA-122對對乙酰氨基酚的解毒作用為基礎，為藥物誘導DILI甚至是肝衰竭研發出解毒劑做出貢獻。

4 miRNA-122與肝纖維化

肝纖維化是損傷的肝組織過度修復、肝星狀細胞(HSC)過度活化、肝組織內細胞外基質過度沉積的一種病理狀態，這是許多慢性肝病的共同特性[24]。然而在肝損傷期間，各種炎性和纖維生成途徑都有助于HSC的活化，從而促進肝纖維化形成，因此，抑制HSC活化是治療肝纖維化的重要治療手段。眾所周知，TGFβ1可促進HSC的活化，進而加速肝纖維化進程[25-26]。Cheng等[27]研究發現，miRNA-122轉染HSC后，在HSC體內含量升高，通過抑制TGFβ信號通路，下調N-鈣黏著蛋白表達、過度表達E-鈣黏著蛋白和Smad4，抑制HSC的上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，EMT是肝纖維化甚至肝癌的早期事件，故通過逆轉EMT阻止肝纖維化的形成。同時Wang等[28]發現，miRNA-122的表達上調可促進肝細胞間質-上皮轉化(mesenchymal-epithelial transition，MET)，上調上皮細胞相關蛋白的表達，而MET是逆轉EMT的重要手段，進而抑制肝纖維化。一項脂肪性肝炎實驗[29]發現，脂肪性肝炎肝細胞體內miRNA-122的含量及表達下降，因miRNA-122表達下降使脂肪性肝炎肝細胞體內的缺氧誘導因子1α和波形蛋白的含量增加，其中缺氧誘導因子1α可誘導EMT，并且波形蛋白作為間質細胞骨架的主要成分，亦加速了EMT，進而誘導肝纖維化的形成。另有研究[30-32]發現肥胖患者體內常伴瘦素含量升高。瘦素可通過抑制miRNA-122啟動子表達，增加HSC活化，促進肝纖維化[33]。因此，miRNA-122表達上調可抑制肝纖維化的進展。

5 miRNA-122與肝癌

根據世界衛生組織[34]調查顯示，癌癥的死亡率僅次于排名第一的缺血性心臟病。肝癌作為惡性腫瘤之一，5年的生存率≤5%，肝癌的治療刻不容緩。而作者前面提到，miRNA參與了細胞增殖、遷移、自噬、侵襲及凋亡，所以能否通過基因療法治療肝癌，為治療肝癌提供新的思路也是miRNA研究領域的重要方向。研究[35]表明，在肝癌患者中miRNA-122的表達明顯下降，提示肝癌的形成及病情進展可能和miRNA-122的表達減少有關。在一項肝細胞癌多藥耐藥的研究[36]中，miRNA-122的過度表達可抑制多藥耐藥基因/P-糖蛋白、乳腺癌抗性蛋白和三磷酸腺苷結合盒F超家族成員2的表達，增強了耐藥細胞對化療藥物的敏感度，且通過誘導耐藥細胞周期停滯從而抑制肝細胞癌的生長。Bai等[37]研究表明，miRNA-122對肝癌細胞的生長具有抑制性，通過抑制肝癌細胞微環境血管內皮細胞的生成，阻止新血管的形成，使肝癌細胞所需的營養成分下降，不足以維持正常的需求，阻止肝癌細胞的生長。研究[8]表明，miRNA-122的過度表達通過靶向RhoA基因使肝癌細胞經歷了明顯的上皮形態樣改變，破壞了肝癌細胞骨架，觸發MET，抑制肝癌細胞的運動與侵襲。Yang等[38]研究發現，肝細胞核因子4α可增強miRNA-122的表達，miRNA-122的過度表達使聚集素金屬蛋白酶17表達下調，聚集素金屬蛋白酶17作為miRNA-122的靶標，具有促進肝癌細胞生長和增加肝癌細胞血管生成的作用。綜上，miRNA-122可通過增強耐藥細胞對化療藥物的敏感度、降低肝癌細胞化療耐藥性、抑制肝癌細胞的轉移和侵襲以及抑制肝癌細胞血管內皮生成等途徑發揮抗肝癌作用。

6 miRNA-122與肝臟多倍體化

多倍體在植物中普遍存在，而在動物中多倍體不多見，這可能是由于基因不同導致的。多倍體化后的基因重組對生物進化和生態的影響具有挑戰性，由于多倍體的形成影響細胞周期異常，導致細胞增殖的數量減少[39]。肝細胞成為多倍體是由于胞質分裂不成功導致的[40-41]。人肝臟中約30%肝細胞是多倍體[42]。已有研究[43-44]證實，肝臟多倍體可保護肝臟免受明顯的基因組畸變的影響，抑制肝腫瘤的發生。在一項誘導小鼠肝臟多倍體的實驗[45]中，發現miRNA-122可直接拮抗參與胞質分裂的基因從而促進肝細胞多倍體化，證明了miRNA-122是肝細胞多倍體化所必須的。因此，miRNA-122有可能通過使胞質分裂失敗促使肝臟多倍體化增加，進而減少肝腫瘤的發生。

7 miRNA-122作為多種肝病的生物標志物

郭筆紅等[46]發現，NAFLD患者血清miRNA-122水平明顯升高，隨病情的加重miRNA-122呈逐步上升趨勢，且與疾病的嚴重程度呈正相關。提示miRNA-122可作為NAFLD病情嚴重程度的生物學標志之一。

研究[47]發現，miRNA-122的表達在慢性HCV感染者血清中明顯升高，并發現隨著miRNA-122的過度表達，慢性HCV導致的肝纖維化相關指標亦隨之上升，提示miRNA-122可作為早期慢性HCV導致肝纖維化的新型生物標志物之一，但是這與筆者前文提到的miRNA-122表達上調可抑制肝纖維化的結論有沖突，可能與miRNA-122是HCV復制的必需原料有關，值得進一步的探討。

研究[48-49]表明，在小鼠體內miRNA-122已被證實是對乙酰氨基酚誘發肝損傷時比ALT更早出現升高的生物標志物，并且比目前的臨床生物標志物具有更高的肝特異性。前瞻性研究[50-51]表明，早期ALT正常或低水平患者的入院血清miRNA-122水平對于以后的肝損傷發展具有70%～90%的預測價值。所以，miRNA-122可作為比ALT更早出現的DILI的無創生物學標志物。另有研究[52]表明，miRNA-122水平與HBV和HCV誘導的肝細胞癌患者肝損傷呈正相關，提示miRNA-122亦可作為肝癌患者肝損傷的無創生物學標志物。

Meta分析[53]表明，根據敏感度和特異度的差異分析，血清miRNA-122水平可區分肝細胞癌患者、健康對照組、HBV或HCV感染者，但不能將肝細胞癌患者與肝硬化患者區分開。因此，miRNA-122具有可區分部分不同肝臟疾病的作用。

目前，miRNA-122已用作多種肝臟疾病生物標志物的研究，且可作為多種肝病的無創生物標志物之一。miRNA-122在多種肝臟疾病的含量及表達高低的不同，能幫助臨床醫師對肝臟疾病的診斷、鑒別診斷、病情嚴重程度及預后做出準確的判斷。

8 總結

miRNA-122是肝臟中含量最豐富的miRNA，其在多種肝臟疾病的發生發展中扮演著極其重要的作用。同時miRNA-122也可作為一種新型無創生物學標志物，對肝臟疾病的判斷具有幫助作用。根據目前的研究，可見miRNA-122與肝臟疾病的主要研究集中在NAFLD、DILI、病毒性肝炎、肝纖維化、肝癌以及作為無創生物學標志物等方面。大量研究表明，miRNA-122可以直接跟其下游靶基因結合并抑制其表達，進而通過相關的信號傳導途徑間接地調節脂質代謝、肝炎病毒復制、肝細胞毒性、EMT、肝癌細胞的細胞耐藥、血管生成、增殖和遷移。值得注意的是，miRNA-122在乙型肝炎和丙型肝炎中的作用是完全相反的。在乙型肝炎中，miRNA-122表達上調增強了P53蛋白對HBV的復制抑制。而在丙型肝炎疾病中，miRNA-122的過表達增加了HCV蛋白的翻譯，使得HCV的復制增強，進而促進丙型肝炎的發展。有趣的是，在丙型肝炎中，miRNA-122誘導的IFN抗病毒作用與miRNA-122能促進HCV復制的潛在作用可能是完全相反的。目前肝癌的治療仍是世界一大難題，如細胞毒性藥物的耐藥、放化療的副作用、肝移植手術昂貴的費用及供體的短缺等等問題，miRNA-122的作用毫無疑問為肝癌的治療提供了新的研究方向。最后，通過查閱文獻發現miRNA-122與相關肝臟疾病的研究仍較少，未能完全有效進行臨床轉化。目前尚不能完全闡明miRNA-122在肝臟疾病的作用機制。因此，仍需大量大樣本對照實驗、臨床研究提供更全面的證據。往后研究miRNA-122與肝臟疾病關系將具有理想的前景。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：陳澤山負責課題設計，資料分析，撰寫論文，修改論文；文彬、丘佩容、藍紅妮、黃寶特參與文獻數據的收集及分析；鄧鑫負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。