中藥對微小RNA調(diào)控潰瘍性結(jié)腸炎相關(guān)信號通路的干預(yù)作用研究進展Δ

鐘煥英 ，劉禮劍 ，衛(wèi)家潤 ，黎麗群 ，楊成寧 ，鄭超偉 ，何 旗 ，王玉燕 （.廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，南寧 53000；.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院脾胃病科二區(qū)，南寧 53003）

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）是以結(jié)腸上皮屏障的受損及免疫穩(wěn)態(tài)的破壞為特征的慢性非特異性炎癥疾病[1]。微小RNA（microRNA，miRNA）已被證實在UC 患者和UC 模型動物中均存在特異性或差異性表達(dá)，UC模型動物或UC患者與健康組相比較，miRNA的數(shù)量和種類皆有差異[2]，故miRNA 可作為UC 診斷的標(biāo)志物或治療的參考。miRNA 能通過調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（signal transducer and activator of transcription，STAT）、核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）、Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin，PI3K/AKT/mTOR）信號通路等抑制炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)免疫平衡、氧化應(yīng)激以及細(xì)胞凋亡，進而改善UC[1—5]。

UC 病程長、復(fù)發(fā)率高，是我國難治的消化性疾病，如何治愈UC以及降低其高復(fù)發(fā)率是目前中西醫(yī)面臨的巨大難題[6—7]。西醫(yī)治療主要是對癥治療，但療程長，且患者依從性較差，容易因飲食、居住環(huán)境等因素導(dǎo)致UC復(fù)發(fā)，病程遷延難愈。近年來，中藥治療UC的研究逐漸深入，且療效顯著、作用全面，能通過多環(huán)節(jié)、多途徑、多靶點改善UC患者的癥狀，降低復(fù)發(fā)率，目前已被廣泛應(yīng)用于UC的臨床治療。基于此，本文以miRNA為切入點，系統(tǒng)闡述中藥通過調(diào)控miRNA 的表達(dá)進而調(diào)節(jié)UC 相關(guān)信號通路的作用機制，以期為UC的臨床治療提供參考。

1 miRNA與UC的關(guān)系

miRNA廣泛存在于真核細(xì)胞中，是進化中高度保守的非編碼RNA，在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控靶基因參與細(xì)胞的分化、增殖、凋亡、器官形成等過程。miRNA在UC中的異常表達(dá)與結(jié)腸炎的發(fā)病機制密切相關(guān)，如UC 患者血清中miR-146b-5p的表達(dá)比正常人高出2.72倍；UC患者結(jié)腸組織中miR-124-3p 的表達(dá)水平較正常人降低，miR-215 的表達(dá)水平較正常人升高[8—10]。但miRNA 在UC 發(fā)生發(fā)展與治療中的作用機制尚未完全明確，需進一步歸納總結(jié)。

UC 患者結(jié)腸組織中STAT 信號通路相關(guān)因子STAT3、細(xì)胞因子信號抑制物1（suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1）、SOCS3、白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）的表達(dá)水平異常，因此，抑制STAT 信號通路能改善UC 病理特征，抑制炎癥反應(yīng)[2，11]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，通過抑制NF-κB信號通路能保護UC模型小鼠結(jié)腸組織的完整性并減輕炎癥反應(yīng)[7]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，TLR4信號通路、PI3K/AKT/mTOR信號通路也是UC發(fā)病的關(guān)鍵信號通路，抑制其轉(zhuǎn)導(dǎo)能顯著減輕UC 模型大鼠腸道損傷[12—14]。因此，STAT、NF-κB、TLR4、PI3K/AKT/mTOR信號通路可能是防治UC 的關(guān)鍵通路。miR-214-3p 在UC 患者中下調(diào)，通過促進miR-214-3p 的表達(dá)可抑制STAT6、STAT3 的表達(dá)，進而減輕結(jié)腸炎，這表明miR-214-3p 可能通過調(diào)控STAT 信號通路發(fā)揮改善UC 的作用[15—16]。miR-155、miR-146a、miR-19b 也能分別通過調(diào)控NF-κB、TLR4、PI3K/AKT/mTOR 信號通路改善UC[17—19]。因此，探尋能夠影響UC相關(guān)信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)從而治療UC的miRNA具有重要意義。

2 中藥通過調(diào)控miRNA改善UC的作用機制

UC 以腹痛、腹瀉、黏液膿血便、里急后重為主要臨床表現(xiàn)，在中醫(yī)中被歸屬為“腹痛”“泄瀉”“痢疾”“腸風(fēng)”等范疇。人參是補氣圣藥，被譽為百草之王，其活性成分可通過調(diào)節(jié)miRNA的表達(dá)改善UC。Li等[20]在結(jié)腸炎模型小鼠中研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷RT4 可通過抑制miR-144-3p的表達(dá)減少促炎細(xì)胞因子腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、IL-1β 的表達(dá)，從而減輕腸道炎癥，進而改善UC。人參皂苷Rh2能顯著改善UC模型小鼠的腸道損傷、疾病活動指數(shù)，降低促炎因子和miR-214的表達(dá)水平，進而改善UC[21]。來源于中藥黃連的小檗堿可通過促進UC模型小鼠miR-103a-3p的表達(dá)，抑制細(xì)胞焦亡，進而改善腸黏膜損傷[22]。此外，小檗堿還能通過抑制miR-155-5p的表達(dá)，調(diào)節(jié)M1巨噬細(xì)胞極化，進而減少結(jié)直腸癌的發(fā)生[23]。黃芪的主要活性成分環(huán)黃芪素可顯著改善UC 模型大鼠的腸腺體受損、出血和炎癥細(xì)胞浸潤等病理損傷，并且升高B 細(xì)胞淋巴瘤-2（Bcell lymphoma-2，Bcl-2）、miR-143的表達(dá)水平，降低Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bcl-2 related X protein，Bax）、胱天蛋白酶3（caspase-3）的表達(dá)水平，提示環(huán)黃芪素可能是通過促進miR-143 的表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡，進而改善UC[24]。由此可知，中藥可通過調(diào)控miRNA進而調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、細(xì)胞焦亡等改善UC。近年來，中藥在調(diào)控miRNA 干預(yù)UC 相關(guān)信號通路的研究方面逐漸深入，主要涉及調(diào)節(jié)STAT、NF-κB、TLR4、PI3K/AKT/mTOR 等信號通路，基于此，筆者對此進行詳細(xì)介紹。

2.1 抑制STAT信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

SOCS 是STAT 信號通路的下游靶點，通過負(fù)調(diào)控STAT 信號通路參與細(xì)胞增殖、凋亡、分化等生理過程；SOCS1 在UC 患者的結(jié)腸組織中明顯下調(diào)，而沉默SOCS1基因可促進炎癥因子釋放，進而加重腸道炎癥[2]；過表達(dá)SOCS3可抑制STAT3磷酸化，進而改善UC腸道屏障，減輕結(jié)腸上皮細(xì)胞損傷[25]。綠原酸可通過調(diào)控Th17/Treg平衡，降低miR-155、STAT3的表達(dá)水平，進而減輕UC模型小鼠的腸道損傷[26—27]。安腸湯能明顯改善UC模型大鼠的病理改變，減輕結(jié)腸黏膜損傷，并升高結(jié)腸組織中miR-146a、SOCS3、Janus 激酶2（Janus kinase 2，JAK2）、磷酸化STAT3（p-STAT3）、STAT3 的表達(dá)水平，提示安腸湯可能是通過促進miR-146a 的表達(dá)，調(diào)控JAK/STAT/SOCS3信號通路，進而改善UC[11]。扶陽活血解毒方能顯著減輕UC模型小鼠結(jié)腸組織的間質(zhì)水腫和炎性滲出，并降低炎癥因子和miR-31-5p、STAT3的表達(dá)水平，升高SOCS3 的表達(dá)水平，提示扶陽活血解毒方可能是通過抑制miR-31-5p的表達(dá)，抑制STAT信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而減輕UC[7]。由此可見，綠原酸、安腸湯、扶陽活血解毒方可通過調(diào)控miRNA 中miR-155、miR-146a 和miR-31-5p 的表達(dá)，抑制STAT 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而減輕結(jié)腸黏膜損傷，抑制腸道炎癥反應(yīng)，進而改善UC。

2.2 抑制NF-κB信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

NF-κB信號通路是調(diào)控炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵信號通路，在UC 發(fā)病進展中具有重要的作用。NF-κB 在UC 患者中表達(dá)升高，通過激活NF-κB 信號通路，促進炎癥因子釋放，進而加重UC[28]。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在UC 患者中，miR-146a、miR-373、miR-372、miR-181b、miR-21 和miR-214 等多種miRNA 抑制劑能顯著抑制NF-κB 的磷酸化水平，值得注意的是miR-214 抑制劑是最有效的NF-κB磷酸化抑制劑[29]。檸檬苦素具有很好的抗炎作用，可顯著降低UC 模型小鼠的疾病活動指數(shù)、腸道損傷和促炎細(xì)胞因子水平，并且抑制miR-214 的表達(dá)[30]。人參皂苷Rh2 也可通過抑制miR-214 的表達(dá)進而減輕UC 模型小鼠的腸黏膜損傷[22]。在UC 患者中，miR-155 表達(dá)上調(diào)，而青蒿琥酯能通過抑制腸組織中miR-155的表達(dá)，抑制NF-κB 信號通路，進而減輕腸道炎癥[31]。Qu 等[32]通過miR-155抑制劑證實下調(diào)miR-155水平可降低IL-1β、IL-6 的表達(dá)水平，進而抑制炎癥反應(yīng)；采用肉桂醛干預(yù)后，UC 模型小鼠腸組織中miR-155 的表達(dá)水平明顯降低，且腸道炎癥較前減輕。由此推測，肉桂醛可能是通過抑制miR-155 的表達(dá)，抑制NF-κB 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而改善UC。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，綠原酸能下調(diào)miR-155 表達(dá)，抑制NF-κB/NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3 信號通路活性，進而改善UC 模型小鼠的腸道炎癥[27]。白頭翁湯能促進miR-19a的表達(dá)，降低IL-13、NF-κB表達(dá)水平，進而改善UC 模型小鼠的結(jié)腸損傷，減輕炎癥細(xì)胞浸潤[33—34]。梁運特等[35]研究發(fā)現(xiàn)，安腸湯能減輕UC腸黏膜缺損和腺體破壞，減少炎癥細(xì)胞浸潤，并降低miR-146a、NF-κB、IL-17、TNF-α的表達(dá)水平，提示安腸湯可通過抑制miR-146a的表達(dá)，抑制NF-κB信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而改善UC。由此可見，檸檬苦素、人參皂苷Rh2、綠原酸、青蒿琥酯、肉桂醛、白頭翁湯、安腸湯可通過調(diào)控miRNA中miR-214、miR-155、miR-19a和miR-146a的表達(dá)，從而抑制NF-κB信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而改善UC。

2.3 抑制TLR4信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

TLR4 信號通路是誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的重要途徑，其在UC的發(fā)展與預(yù)后中具有重要作用，抑制TLR4信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)能改善UC[36—37]。TLR4 抑制劑能通過降低TLR4、髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）和NF-κB的表達(dá)水平，打破Th1/Th2平衡，進而加重UC模型大鼠的腸道損傷，這進一步驗證了TLR4極有可能是防御UC 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[38]。劉凱麗等[39]為了驗證UC 中異常表達(dá)的miR-31 與TLR4 信號通路的聯(lián)系，采用1%葡聚糖硫酸鈉構(gòu)建UC 模型小鼠，結(jié)果顯示，模型組和miR-31 過表達(dá)組小鼠腸組織中TLR4、NF-κB 的表達(dá)水平均升高，Bcl-2/Bax比值均降低；同時，通過細(xì)胞實驗發(fā)現(xiàn)，敲低miR-31 后，腸上皮細(xì)胞中NF-κB、TLR4 的表達(dá)水平明顯降低。由此可見，抑制miR-31的表達(dá)可抑制TLR4信號通路，進而減輕UC。氯化兩面針堿可通過抑制miR-31的表達(dá)改善UC模型小鼠的結(jié)腸病理損傷，小檗堿、白藜蘆醇可通過抑制miR-31-5p的表達(dá)減輕UC模型小鼠的結(jié)腸損傷[40—42]。miR-146b-5p 被認(rèn)為是監(jiān)測UC 的新型生物標(biāo)志物，UC 患者血清中miR-146b-5p 的表達(dá)比正常人高出2.72 倍[9]。Deng 等[36]研究發(fā)現(xiàn)，miR-146b 通過抑制TLR4 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制M1 巨噬細(xì)胞活化，從而減少TNF-α、IL-6等炎癥因子的釋放，進而減輕UC 模型小鼠的腸道損傷。Wang 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，UC模型大鼠腸組織中TLR4、MyD88、NF-κB、miR-146a 表達(dá)水平升高，血清中IL-1β、TNF-α 水平升高；采用miR-146a 抑制劑干預(yù)后，模型大鼠的UC 疾病活動指數(shù)和炎癥評分均較前改善，且上述因子的水平逆轉(zhuǎn)，提示miR-146a可能是通過調(diào)節(jié)TLR4/MyD88/NF-κB信號通路，促進炎癥因子的釋放，進而加速UC 的進展。雷公藤多苷片可通過抑制miR-146a 和miR-146b 的表達(dá)，抑制TLR4、IL-1β、TNF-α 的表達(dá)，進而改善UC 模型大鼠的癥狀，促進腸黏膜愈合[43]。另外，雷公藤多苷片還能通過抑制miR-199a-5p 的表達(dá)，抑制TLR4 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而改善UC 模型大鼠的結(jié)腸損傷[43—44]。由此可見，氯化兩面針堿、小檗堿、白藜蘆醇、雷公藤多苷片可通過調(diào)控miRNA 中miR-31、miR-146a、miR-146b 和miR-199a-5p的表達(dá)，從而抑制TLR4信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而改善UC。

2.4 抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)

近年來，基于PI3K/AKT/mTOR 信號通路防治UC的機制研究逐漸增多。在硝基苯磺酸鹽誘導(dǎo)的UC模型大鼠腸組織中，磷酸化PI3K（p-PI3K）、磷酸化AKT（p-AKT）、磷酸化mTOR（p-mTOR）的表達(dá)水平明顯升高，通過抑制p-PI3K、p-AKT、p-mTOR 的表達(dá)能明顯改善UC腸道損傷[45]。芒果多酚可減少PI3K、AKT、mTOR的表達(dá)和增加miR-126的表達(dá)，改善UC的炎癥反應(yīng)；由于miR-126與PI3K具有靶向關(guān)系，提示芒果多酚可能通過促進miR-126 的表達(dá)，抑制PI3K/AKT/mTOR 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而減少腸道炎癥[4]。UC 模型大鼠結(jié)腸組織中TGF-β、叉頭轉(zhuǎn)錄因子3的表達(dá)水平明顯降低，維甲酸孤兒核受體γt、STAT3表達(dá)水平升高，采用miR-199a-3p寡聚物干預(yù)后，上述因子的表達(dá)水平逆轉(zhuǎn)，病理損傷明顯減輕，表明miR-199a-3p 對UC 具有一定的保護作用[46]。肖佑等[5]研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)方芩柏顆粒可通過促進miR-199-3p 的表達(dá)，降低PI3K、AKT、mTOR 水平，進而減輕UC模型大鼠結(jié)腸炎。黃芪多糖可通過促進miR-193a-3p的表達(dá)，降低PI3K、AKT表達(dá)水平，進而改善UC模型大鼠的腸道損傷[14，47]。由此可知，芒果多酚、復(fù)方芩柏顆粒、黃芪多糖可通過調(diào)控miRNA 中miR-126、miR-193a-3p的表達(dá)，從而抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，進而改善UC。

3 結(jié)語

miRNA 具有穩(wěn)定性、高度保守性的特點，部分miRNA可作為輔助診斷UC的標(biāo)志物，且能反映疾病的嚴(yán)重程度。雖然將miRNA用于治療的研究還處于初級階段，但可為UC的早診早治提供可能，為臨床治療提供新思路。現(xiàn)階段關(guān)于miRNA 在UC 治療領(lǐng)域的研究相對較少，尤其是miRNA具體通過某條信號通路參與UC的發(fā)病機制。中藥治療UC療效確切、作用廣泛、副作用小，可通過多環(huán)節(jié)、多途徑改善UC，主要涉及STAT信號通路、NF-κB 信號通路、TLR4 信號通路、PI3K/AKT/mTOR信號通路。其中，綠原酸、安腸湯、扶陽活血解毒方可通過調(diào)控miR-155、miR-146a 和miR-31-5p 的表達(dá)，進而抑制STAT 信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)來改善UC；檸檬苦素、人參皂苷Rh2、綠原酸、青蒿琥酯、肉桂醛、白頭翁湯、安腸湯可通過調(diào)控miR-214、miR-155、miR-19a 和miR-146a的表達(dá)，進而抑制NF-κB信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)來改善UC；氯化兩面針堿、小檗堿、白藜蘆醇、雷公藤多苷片可通過調(diào)控miR-31、miR-146a、miR-146b和miR-199a-5p的表達(dá)，進而抑制TLR4信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)來改善UC；芒果多酚、復(fù)方芩柏顆粒、黃芪多糖可通過調(diào)控miR-126、miR-193a-3p 的表達(dá)，進而抑制PI3K/AKT/mTOR信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)來改善UC。

miRNA作為當(dāng)今科學(xué)前沿的研究熱點，可通過調(diào)節(jié)大量基因的表達(dá)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。但是由于當(dāng)前研究技術(shù)水平的局限，挖掘更多更具有特異性、高度敏感性的miRNA 存在難度。后續(xù)研究可借助生物信息學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、高通量測序等方法對UC相關(guān)的miRNA和信號通路進行篩選和預(yù)測，并通過臨床研究驗證其有效性，以期為UC的臨床治療提供參考。