miR-181在眼科疾病中的研究進展

扶乾芳 李詩怡 張培培 謝迎賓

濱州醫學院附屬醫院眼科，濱州 256603

microRNA（miRNA）是一種非編碼RNA，大小為18～25個核苷酸，在真核生物中廣泛存在，其與信使RNA的3'端非編碼區（UTR）作用后使得信使RNA發生降解或翻譯終止。這一概念是Lagos-Quintana等［1］在2001年首次提出。1993年在秀麗隱桿線蟲中發現Lin-4，它是首次觀察到的miRNA［2］。隨著研究的進一步發展，發現的人類成熟miRNA的數量已經超過了2 600個，這些miRNA調控細胞及 組 織 的 增 殖、遷 移、分 化 及 凋 亡 等［3］。本 文 就microRNA-181（miR-181）的國內外研究現狀、作用機制、在眼科疾病中的表達及生物學功能進行了綜述。

miR-181概述

miR-181家族包括4個成員（miR-181a/b/c/d）。它們是高度保守的miRNA［4］。在人類中，miR-181家族由6個前miRNA（miR-181a-1/2、miR-181b-1/2、miR-181c和miR-181d）組成［5］。大量研究表明，miR-181在細胞進程中通過調控信號通路，從而對機體組織產生影響，如血液疾病、神經疾病、眼病等的發生發展［6-8］。miR-181作用機制及其產生的結果在不同細胞中截然不同，在肝癌、胃癌等疾病中，miR-181發揮促癌作用。但另外研究顯示，在非小細胞肺癌、Burkitt淋巴瘤等疾病的發生、發展中miR-181起著抑癌基因的作用［9-12］。miR-181在相關疾病耐藥性及作為預后的檢測指標中也發揮著作用［13］。同時，有研究發現miR-181在免疫細胞穩態和心血管炎癥中發揮著作用［14］。隨著研究的進展，miR-181相關的靶基因、靶蛋白及其調控的信號通路被揭示并證明，但miRNA作用機制復雜易變，仍有待深究。

miR-181作用機制

目前miR-181的作用機制仍有待研究。現已證實的是miRNA能夠促進目標基因的翻譯過程，miRNA轉錄加工形成前體miRNA是在細胞核中進行，然后在細胞質中進一步剪切為成熟miRNA，與mRNA作用從而調節基因的表達。由于miR-181在不同細胞、組織中作用的mRNA及信號通路的差異，所以產生的結果也各有相同。有實驗證實，miR-181家族成員可靶向作用于Bcl-2、p53、K-ras、c-myc、Atg5等基因，從而影響疾病的進程，而涉及的信號通路包括Wnt/β-catenin、PTEN/PI3K、AKT/mTOR、TGF-β、STAT3、Notch2、NF-kB、MAPK、ERK、Smad等［15-25］。miR-181家族成員的含量變化可通過這些信號通路影響下游蛋白如PTEN、ANGPTL3、骨橋蛋白（OPN）、VEGF、c-Met、SIRT1蛋白等，進而影響炎癥進展、細胞凋亡、內皮細胞生成及氧化應激等［14，21，26-29］。

miR-181在眼科疾病中的研究進展

在眼科疾病中，miR-181相關的研究起步晚且少，其中為數不多已報道的國外文獻主要集中于miR-181a/b與視網膜病變的相關研究。近些年，miR-181與晶狀體、視網膜病變的研究有所發展，于其他多種眼科疾病的相關研究也日漸增多。

1、視網膜疾病

1.1、視網膜神經細胞疾病2006年，Ryan等［30］在成年小鼠的視網膜中檢測到了miR-181，并證實miR-181在視網膜神經節細胞（RGC）、內叢狀細胞和內核層（INL）中強烈表達［31-32］。2015年，Carrella等［33-34］通過敲除了miR-181a和miR-181b的medaka魚的眼部視網膜中發現，miR-181a/b的缺失會導致RGC軸突的生長延遲，并通過進一步實驗證明miR-181a/b可通過負調控MAPK/ERK信號通路影響局部細胞骨架重排，從而調節RGC軸突生長和規范。2016年，He等［35］通過大鼠視網膜缺血再灌注（RIR）模型實驗發現miR-181a可能在RIR中發揮神經保護作用，這為RIR神經保護治療提供了潛在的治療靶點。2019年，Indrieri等［36］在構建伴有線性皮膚損傷的小眼癥（MLS）水底魚模型和Leber遺傳性視神經病變（LHON）小鼠模型實驗中發現miR-181a/b下調對視網膜神經元細胞具有保護作用。2021年，Mead等［37］在外傷性視神經擠壓（ONC）大鼠模型中發現，神經節細胞層（GCL）中miR-181d的表達水平隨著眼壓升高而顯著降低，但其具體作用機制仍有待做進一步的深入研究。

1.2、視網膜血管疾病血管過度生成或新生血管在早產兒視網膜病變、糖尿病視網膜病變和滲出性年齡相關性黃斑變性等眼部疾病中起著重要作用。2018年，Yang等［38］通過在人視網膜內皮細胞（HREC）中人工過表達miR-181a后發現HREC的增殖被抑制以及HREC管腔的形成顯著減少，同時檢測到miR-181a的過度表達顯著下調了Bcl-2和血管內皮生長因子（VEGF）的表達。Yang等［38］還通過在氧誘導的視網膜病變小鼠（OIR）模型中首次證明miR-181a具有強烈的抗血管生成作用。需要值得注意的一點是，Yang等［38］觀察到高劑量的miR-181a（在體外）失去了對內皮細胞生長的抑制作用，這提示miR-181a濃度對內皮細胞的抗增殖作用至關重要，具體解釋有待進一步研究。2022年，Chen等［39］發現OIR模型組中miR-181a的表達水平顯著低于對照組，miRNA含量的改變可能是缺血性視網膜病變的機制之一。國內對糖尿病視網膜病變（DR）患者的研究中發現DR患者外周血miR-181a水平下調，而VEGF水平升高，兩者關系密切，這一發現為DR的治療提供了新的思路［27］。

1.3、視網膜母細胞瘤（RB）RB是最常見的兒童眼部癌癥。有研究發現miR-181a在RB中可能通過調控細胞周期從而參與RB的進展［40］。Ouyang等［41］發現miR-181a在RB發展過程中顯著下調，人工過表達miR-181a模擬物后可靶向抑制NRAS表達從而抑制RB細胞增殖、遷移和侵襲，同時增強細胞凋亡。Tabatabaei等［42］在Rb大鼠體內模型實驗中，發現miR-181a可以提高melphalan（美法侖是一種有效的化療藥物）治療效果，允許較低劑量的美法侖給藥，從而使該藥物的細胞毒副作用降至最低。

2、晶狀體疾病

近年來，miR-181對白內障進展的影響也逐漸被發現。Dong等［28］發現miR-181a在人后發性白內障（PCO）附著的晶狀體上皮細胞（LEC）和前極性白內障患者LEC中的表達降低。轉染miR-181a模擬物的SRA01/04晶狀體上皮細胞中觀察到LEC增殖顯著減少，熒光素酶分析顯示miR-181a靶向c-Met、slug和COX-2從而抑制LEC的上皮間質轉化，這些數據表明miR-181a可以抑制LEC的增殖、遷移和上皮間質轉化。另有研究發現轉染沉默miR-181a的表達后過氧化氫誘導的人HLE-B3晶狀體上皮細胞凋亡被抑制［8］。有研究者發現在孔源性視網膜脫離合并年齡相關性白內障（ARC）患者的LEC中，miR?181a表達降低［43］。Ling等［44］試驗發現ARC組織中miR-181a表達顯著下調，并通過實驗證實其可通過調節結締組織生長因子進而調節ARC的進程。然而，國內學者研究卻表明白內障LEC中miR-181a高表達，并通過調控HLE中SIRT1表達，從而影響ARC的發病［45-46］。這一結果與上述研究結果相反，說明了miR-181作用機制復雜多變，研究仍有待進一步深究。

3、其他眼組織疾病

在角膜組織中，Hu等［19］實驗發現糖尿病小鼠三叉神經節組織中miR-181a表達上調，抑制miR-181a表達可上調自噬相關基因5（Atg5）、Bcl-2增強自噬、拮抗凋亡從而發揮糖尿病角膜神經保護作用。Chen等［47］研究證實了上述研究結果。青光眼研究中，Jayaram等［48］通過構建高眼壓大鼠模型發現青光眼視網膜中miR-181c表達顯著下調。田思佳等［29］通過過氧化氫（H2O2）建立人小梁網細胞（HTMCs）氧化應激模型證實了miR-181a可通過靶向抑制SIRT1蛋白的表達從而抑制HTMCs的抗氧化應激能力。Zhang等［49］在對人葡萄膜黑色素瘤（UM）細胞研究中發現miR-181b在UM中顯著過表達miR-181b靶向抑制CTDSPL的表達，從而促進了UM的進展。這意味著miR-181b可能成為UM的潛在的診斷及治療靶點。

展 望

miR-181調節細胞生長、增殖、遷移及分化等進程，但其生物學效應由于miR-181調控的信號通路的不同也大不相同。目前，在眼科相關疾病中，雖然miR-181的研究主要集中在視網膜和晶狀體疾病，卻拓展了眼科相關疾病的研究視野，提供了一個新的眼科疾病研究的思路及方向，從分子學層面證明miRNA調控視網膜和晶狀體病變的進展，提示在將來的眼科疾病研究中，不僅要關注miR-181靶基因、靶蛋白及相關信號通路對眼科相關疾病的影響，而且還要關注靶基因相關藥物對眼科疾病的治療潛力。