陳建敏，楊拯，梁楠，張曉

·綜述·

脊髓損傷相關(guān)的microRNA研究進(jìn)展①

陳建敏，楊拯，梁楠，張曉

脊髓損傷是一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷。MicroRNA(miRNA)是能夠抑制靶基因表達(dá)的小分子RNA，在脊髓發(fā)育和脊髓損傷等過程相關(guān)基因的調(diào)節(jié)中具有重要作用，可能是促進(jìn)脊髓損傷后神經(jīng)修復(fù)和再生的治療性干預(yù)新靶點(diǎn)。

脊髓損傷；microRNA；轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控；神經(jīng)退行性變；綜述

[本文著錄格式]陳建敏，楊拯，梁楠，等.脊髓損傷相關(guān)的microRNA研究進(jìn)展[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2013,19(7):635-639.

脊髓損傷是一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷，將導(dǎo)致?lián)p傷節(jié)段以下運(yùn)動(dòng)和感覺功能障礙。脊髓損傷后神經(jīng)功能的恢復(fù)和重建是治療脊髓損傷的核心問題。MicroRNA(miRNA)是最近20年新發(fā)現(xiàn)的基因表達(dá)調(diào)節(jié)因子。研究表明，miRNA在脊髓的發(fā)育、脊髓可塑性和脊髓損傷后的病理改變中均發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用，一些miRNA可能成為脊髓損傷后治療性干預(yù)的有效靶點(diǎn)[1-4]。本文主要介紹miRNA的生物起源、對(duì)基因表達(dá)調(diào)節(jié)的機(jī)制，綜述miRNA在脊髓發(fā)育、脊髓可塑性及脊髓損傷后的表達(dá)和作用機(jī)制，評(píng)述miRNAs作為脊髓損傷治療靶點(diǎn)的研究前景。

1 概述

miRNA是一類由20～25個(gè)核苷酸組成的非編碼單鏈RNA，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)。miRNA最早發(fā)現(xiàn)于線蟲(Ceаnorhаdbitiselegans)，這種內(nèi)源性小分子RNA能夠通過RNA-RNA的相互作用調(diào)節(jié)特定蛋白的翻譯[5]。后續(xù)的研究證明，這種內(nèi)源性小分子RNA能調(diào)節(jié)mRNA翻譯。miRNA基因序列轉(zhuǎn)錄后不會(huì)被翻譯為蛋白質(zhì)，故miRNA是非編碼RNA家族(non-coding RNA family)的成員之一。近年來，miRNA的研究發(fā)展迅速，最新的miRBase(release16)已包含140個(gè)物種的15,000個(gè)miRNA的基因位點(diǎn)和超過17,000條不同的成熟miRNA序列[6]。大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，miRNAs作為基因表達(dá)的調(diào)控因子，在生物發(fā)育和疾病過程中具有十分重要的作用，miRNA已成為重大疾病發(fā)生機(jī)制和治療策略研究中不可缺少的研究對(duì)象。

1.1 生物發(fā)生

miRNA基因位于細(xì)胞核基因組中，大部分(約80%)miRNA由內(nèi)含子區(qū)域編碼，并在RNA聚合酶Ⅱ作用下轉(zhuǎn)錄為較長的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，稱為初級(jí)miRNA(primary microRNA, pri-RNA)。pri-RNA至少具有一個(gè)約70個(gè)核苷酸的發(fā)夾結(jié)構(gòu)[7-8]。pri-RNA被由RNA酶Ⅲ和接頭蛋白Dorsha組成的核酸酶復(fù)合體剪切加工，形成前miRNA(precursor RNA,pre-RNA)，后者在細(xì)胞核蛋白Exportin 5的作用下被轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)。pre-RNA在細(xì)胞質(zhì)中被Dicer切割為約20～25個(gè)核苷酸組成的不完整雙鏈結(jié)構(gòu)，此雙鏈由成熟的miRNA和它的互補(bǔ)鏈miRNA*組成。上述雙鏈中的一條鏈被降解，未被降解的那條即為成熟的miRNA。某些情況下，兩條鏈都可產(chǎn)生成熟miRNA。以miR-X:miR-X*表示雙鏈，其中星號(hào)標(biāo)識(shí)的是非主要表達(dá)的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。成熟的miRNA在接頭蛋白(如Argonaute蛋白，簡稱Ago蛋白)的輔助下與Dicer結(jié)合，形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物(RNA-induced silencing complex,RISC)[8-12]。

1.2 作用機(jī)制

RISC中的成熟miRNA通過與靶mRNA中3'-UTR序列互補(bǔ)配對(duì)、結(jié)合，發(fā)揮調(diào)節(jié)基因表達(dá)的作用。miRNA 5'-端的第2～8個(gè)核苷酸對(duì)識(shí)別靶mRNA起決定性作用，被稱為“種子”(seeds)[13]。miRNA主要通過翻譯抑制或降解靶mRNA兩種機(jī)制在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)[14]；但在細(xì)胞周期阻滯時(shí)，miR-

miRNA對(duì)靶mRNA的作用機(jī)制與兩者結(jié)合區(qū)域的配對(duì)情況有關(guān)：當(dāng)miRNA與靶mRNA互補(bǔ)程度較低時(shí)，主要引起mRNA的翻譯抑制；當(dāng)miRNA與靶mRNA互補(bǔ)程度很高時(shí)，主要引起mRNA的降解。miRNA對(duì)翻譯的抑制作用是通過RISC中的Ago蛋白與mRNA上7-甲基化鳥苷酸帽子結(jié)構(gòu)相互作用實(shí)現(xiàn)的。真核生物翻譯起始需要起始因子4E(initiation factor 4E,IF4E)與成熟mRNA 7-甲基化鳥苷酸帽結(jié)構(gòu)直接相互作用[17]。當(dāng)miRNA與mRNA 3'-UTR結(jié)合后，RISC復(fù)合物中的Ago蛋白與7-甲基化鳥苷酸帽結(jié)構(gòu)相互作用，阻滯IF4E與mRNA結(jié)合，進(jìn)而阻止翻譯起始[18]。關(guān)于miR-124及其靶mRNA的研究表明，miRNA所致的翻譯抑制與mRNA降解是相互聯(lián)系的[14]。翻譯抑制是miRNA調(diào)節(jié)的早期事件，進(jìn)一步的mRNA降解可能加強(qiáng)mRNA沉默作用。最近的一項(xiàng)研究表明，mRNA降解可能是miRNA作用的主要機(jī)制[19]。

1.3 靶基因

由于miRNA與靶mRNA的識(shí)別僅需要部分序列的互補(bǔ)，所以一個(gè)miRNA分子可能有上百個(gè)靶mRNA；同樣，每個(gè)mRNA分子也可能受多個(gè)miRNA的調(diào)控。事實(shí)上，許多研究也證明，每個(gè)miRNA分子可調(diào)節(jié)數(shù)百個(gè)甚至更多靶mRNA[20]，每條mRNA可以受控于多個(gè)miRNA[21]。

生物信息學(xué)的巨大進(jìn)步使科學(xué)家們能夠使用特殊的軟件和數(shù)據(jù)庫預(yù)測miRNA的靶mRNA，如TargetScan是一種在線的免費(fèi)miRNA靶序列預(yù)測軟件。目前，這種預(yù)測是基于miRNA與mRNA的序列比對(duì)。在此基礎(chǔ)上，利用進(jìn)化的保守性和結(jié)合位點(diǎn)的位阻等結(jié)構(gòu)信息，可以進(jìn)一步提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。包含已被實(shí)驗(yàn)確認(rèn)的靶序列的數(shù)據(jù)庫包括Tarbase、Ago和miRNAMAP等[7]。Li等最新綜述了關(guān)于miRNA靶序列預(yù)測和預(yù)測軟件的網(wǎng)絡(luò)資源等有關(guān)miRNA靶基因預(yù)測的主要問題[22]。

Kuhn等提出miRNA靶基因確定的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①miRNA/ mRNA相互作用必須得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；②miRNA與靶mRNA必須同時(shí)表達(dá)；③給予miRNA處理必須對(duì)蛋白表達(dá)產(chǎn)生預(yù)期的效應(yīng)；④miRNA對(duì)靶基因表達(dá)的調(diào)節(jié)應(yīng)該等同于其生物學(xué)功能[23]。靶序列預(yù)測工具的進(jìn)步和實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立，是miRNA靶基因研究必要的發(fā)展方面。

2 在脊髓發(fā)育和功能維持中的作用

2.1 脊髓發(fā)育過程中miRNA表達(dá)譜

miRNA是脊髓發(fā)育和可塑性的重要調(diào)節(jié)因子。已發(fā)現(xiàn)多種miRNA在脊髓中特異性表達(dá)或高豐度分布，并在脊髓發(fā)育中受到嚴(yán)格的調(diào)控[24-27]。

關(guān)于脊髓發(fā)育過程中miRNA的初期研究，很多是以高通量的方法探究脊髓發(fā)育過程中miRNA的表達(dá)變化[24-27]。這些研究結(jié)果證明，miRNA的差異性表達(dá)與脊髓發(fā)育的聯(lián)系，也為篩選和深入研究有重要調(diào)控意義的特異miRNA分子提供參考資料。可檢測553個(gè)非冗余miRNA的陣列分析平臺(tái)包括人和小鼠全套miRNA的檢測探針，能高效檢測各種組織miRNA的表達(dá)情況，獲得差異性表達(dá)信息[25]。利用微陣列分析(microarray analysis)、實(shí)時(shí)RT-PCR(real-time RT-PCR)和原位雜交(in situ hybridization)等技術(shù)，Bak等發(fā)現(xiàn)成年小鼠的脊髓、小腦和延髓等中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織中有44種miRNA較其他組織高3倍，這些中樞神經(jīng)系統(tǒng)特有的高豐度miRNA可能與這些區(qū)域的特定功能相關(guān)[24]。這些中樞神經(jīng)系統(tǒng)高豐度的miRNA與斑馬魚中的同種miRNA具有100%同源性，提示miRNA在進(jìn)化中較保守，miRNA相關(guān)的基因調(diào)控方式在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的作用機(jī)制可能也相對(duì)保守。

2.2 與脊髓發(fā)育相關(guān)的miRNA

后續(xù)的研究更加關(guān)注特定miRNA分子在脊髓發(fā)育中的作用和機(jī)制。神經(jīng)元細(xì)胞的分化、細(xì)胞類型的維持和各類細(xì)胞的成簇組織是脊髓發(fā)育和功能建立的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，這些過程受到多種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的控制，這些轉(zhuǎn)錄因子受到特定的miRNA調(diào)控。FoxP1是促使側(cè)索運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元(lateral motor neuron,LMN)亞型分化的轉(zhuǎn)錄因子，miR-9可調(diào)節(jié)FoxP1的表達(dá)，從而影響LMN的亞型分化[28]。實(shí)驗(yàn)表明，過表達(dá)miR-9可導(dǎo)致雞脊髓中FoxP1的異常表達(dá)，后者能解除Lhx3和Hb9的抑制；過表達(dá)或敲除miR-9將改變發(fā)育中雞脊髓的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的亞型，改變神經(jīng)束的同一性和軸突的相互作用[29]。另一種被證實(shí)具有影響脊髓神經(jīng)元分化類型和束狀結(jié)構(gòu)的miRNA是miR-17-3p。miR-17-3p通過影響轉(zhuǎn)錄因子Olig2的表達(dá)影響脊髓發(fā)育。Olig2和Irx3是一對(duì)相互影響的轉(zhuǎn)錄因子，它們分別是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元祖細(xì)胞(pMN)和V2中間神經(jīng)元祖細(xì)胞(p2)的特征性轉(zhuǎn)錄因子。Chen等發(fā)現(xiàn)，miRNA缺失的小鼠或僅miR-17～92簇缺失的小鼠，脊髓的pMN/p2邊界向背側(cè)移動(dòng)，且不能產(chǎn)生V2中間神經(jīng)元[30]。實(shí)驗(yàn)證明，miR-17-3p通過使Olig2 mRNA發(fā)生基因沉默，抑制p2中Olig2的表達(dá)而影響交叉抑制的轉(zhuǎn)錄因子Olig2和Irx3間的平衡，最終影響脊髓背側(cè)祖細(xì)胞區(qū)域的分布方式。

miR-124是一種在神經(jīng)系統(tǒng)中研究資料較多的miRNA，它在脊髓的含量高于非神經(jīng)組織100倍，是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織特異性的miRNA[27]。Farrell等研究miR-124與轉(zhuǎn)錄因子Sox9在脊髓發(fā)育中的相互作用，證明Sox9和miR-124在空間和時(shí)間上的調(diào)控關(guān)系，在脊髓發(fā)育過程中，miR-124以Sox9為靶分子影響脊髓的發(fā)育[31]。miR-124的另一個(gè)靶分子是小C端磷酸酶1(small C-terminal domain phosphatase 1,SCP1)[32]。SCP1是非神經(jīng)組織中表達(dá)的抗神經(jīng)分化因子，具有抑制神經(jīng)元性基因表達(dá)的效應(yīng)[33]。miR-124通過靶向SCP1 mRNA，促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞的分化成熟[32]。

某些生物醫(yī)學(xué)模型和實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)處理可用于研究脊髓發(fā)育的分子機(jī)制。蠑螈尾部截?cái)嗪蟮闹厣凹顾韫δ艿闹亟ㄊ且环N研究脊髓發(fā)育分子機(jī)制的良好生物醫(yī)學(xué)模型。Sehm等在蠑螈尾部再生過程中發(fā)現(xiàn)78種高度保守的miRNA在尾部再生早期階段表達(dá)顯著變化；其中miR-196顯著上調(diào)，而抑制miR-196的表達(dá)將導(dǎo)致再生障礙，產(chǎn)生異常的短尾和脊髓功能缺陷[34]。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)還證實(shí)了miR-196途徑中miR-196的下游組分還包括脊髓中的組織類型調(diào)節(jié)因子，包括BMP4和Pax7。采用實(shí)驗(yàn)處理誘導(dǎo)脊髓發(fā)育異?？勺鳛榧顾璋l(fā)育分子機(jī)制的良好研究對(duì)象。通過向孕鼠定期投喂視黃酸可導(dǎo)致胚胎脊髓發(fā)育異常，在此過程中表達(dá)發(fā)生變化的miRNA可能在脊髓發(fā)育中具有調(diào)控作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了miR-9、miR-9*、miR-124a和miR-125b在視黃酸誘導(dǎo)的脊柱裂胚胎中顯著下降，提示這些miRNA可能參與了脊髓發(fā)育調(diào)控[35]。

很多研究支持組織特異性的miRNAs參與建立和維持特定細(xì)胞表型的蛋白表達(dá)譜。研究脊髓發(fā)育過程中miRNA表達(dá)譜及組織特異性miRNA是探討脊髓發(fā)育和功能建立的重要問題，可以為脊髓損傷后功能重建的治療性干預(yù)提供新的治療靶點(diǎn)和策略思路。

2.3 miRNA與脊髓中非神經(jīng)元細(xì)胞的分化發(fā)育

miRNA對(duì)脊髓中非神經(jīng)元細(xì)胞的分化發(fā)育也具有調(diào)節(jié)作用。

小膠質(zhì)細(xì)胞是定居在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的免疫細(xì)胞，其來源尚未完全闡明，骨髓來源的髓系細(xì)胞是小膠質(zhì)細(xì)胞的主要起源。小膠質(zhì)細(xì)胞的分化和激活是細(xì)胞對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)相應(yīng)微環(huán)境適應(yīng)性變化的結(jié)果，miRNA是其中重要的調(diào)控分子[8]。培養(yǎng)的少突膠質(zhì)細(xì)胞從祖細(xì)胞向成髓鞘前體細(xì)胞分化過程中，有43種miRNA表達(dá)顯著變化[36]；其中，miR-9在少突膠質(zhì)細(xì)胞分化過程中顯著下調(diào)；miR-9的表達(dá)水平與它的預(yù)測靶分子負(fù)相關(guān)，這些預(yù)測的靶分子包括外周髓鞘蛋白22(peripheral myelin protein 22,PMP22)。在少突膠質(zhì)細(xì)胞中可檢測到PMP22 mRNA，但檢測不到PMP22蛋白，而產(chǎn)生PMP22蛋白的施萬細(xì)胞缺少miR-9，推測miR-9可能通過抑制mRNA翻譯調(diào)節(jié)PMP22的表達(dá)水平。miR-219和miR-338是少突膠質(zhì)細(xì)胞特異性的miRNA。這兩種miRNA促進(jìn)培養(yǎng)的少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞成熟，過表達(dá)miR-219和miR-338即可促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化。斑馬魚在體實(shí)驗(yàn)表明，下調(diào)miR-219也影響少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟。miR-219和miR-338對(duì)少突膠質(zhì)細(xì)胞分化的促進(jìn)功能一部分是通過直接抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞分化的負(fù)調(diào)控因子產(chǎn)生的，這些負(fù)調(diào)控因子包括轉(zhuǎn)錄因子Sox6和Hes5[37]。

miR-7a是少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞(oligodendrocyte precursor cells,OPCs)高表達(dá)的miRNA之一。過表達(dá)和功能抑制實(shí)驗(yàn)證明，miR-7a具有促進(jìn)OPCs和神經(jīng)元祖細(xì)胞(neural progenitor cells,NPCs)分化為少突膠質(zhì)細(xì)胞的作用[38]。miR-7a促少突膠質(zhì)細(xì)胞分化成熟的作用靶分子有神經(jīng)元前體分化因子(proneuronal differentiation factors,如Pax6和NeuroD4)或參與少突膠質(zhì)細(xì)胞成熟的前少突膠質(zhì)細(xì)胞(pro-oligodendrocyte,proOL)分化調(diào)節(jié)因子，如Spl。

miR-124也是小膠質(zhì)細(xì)胞分化成熟過程中的調(diào)節(jié)分子。與在神經(jīng)元中不同，miR-124在小膠質(zhì)細(xì)胞中的靶分子是影響髓細(xì)胞發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子CEBPα[39]。miR-124除了對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞分化具有調(diào)節(jié)作用，還被發(fā)現(xiàn)在炎癥等病理?xiàng)l件下導(dǎo)致的小膠質(zhì)細(xì)胞激活過程中亦有作用，但作用機(jī)制尚未完全闡明。

3 在脊髓損傷病理機(jī)制中的作用

脊髓損傷所引發(fā)的病理生理變化，如細(xì)胞凋亡、炎癥、星形膠質(zhì)細(xì)胞增生等，也受特定基因表達(dá)的嚴(yán)密調(diào)控。miRNA是其中的重要調(diào)控分子，成為促進(jìn)修復(fù)和再生的治療性干預(yù)的新靶點(diǎn)。目前關(guān)于脊髓損傷后miRNA的表達(dá)變化和特定miRNA分子的作用報(bào)道尚不豐富。

3.1 miRNAs的表達(dá)改變

脊髓損傷后miRNAs的變化可分為3個(gè)類型：上調(diào)、下調(diào)、早期(4 h)上調(diào)后1～7 d下調(diào)。生物信息學(xué)分析表明，脊髓損傷后發(fā)生變化的miRNA，可能靶基因包括編碼炎癥、氧化應(yīng)激和凋亡等過程中組分的基因，這些過程被認(rèn)為在脊髓損傷病理機(jī)制中具有重要作用。這些發(fā)現(xiàn)表明，miRNAs的異常表達(dá)可能在脊髓損傷病理機(jī)制中具有作用，并且可能是脊髓損傷后治療性干預(yù)的潛在靶點(diǎn)[4]。

大鼠脊髓損傷后表達(dá)下調(diào)的miRNA數(shù)量顯著增加，同時(shí)出現(xiàn)相應(yīng)mRNA的上調(diào)。生物信息學(xué)分析揭示這些變化的miRNA影響脊髓損傷病理生理學(xué)關(guān)鍵過程，包括炎癥和凋亡[1]。脊髓損傷后上調(diào)的miRNA有32種，包括miR-124、miR-129和miR-1[3]。其中miR-129-2和miR-146a表達(dá)的變化與起始損傷的嚴(yán)重程度有關(guān)，提示這些miRNA可作為脊髓損傷的生物標(biāo)記和治療靶點(diǎn)。這些miRNA的表達(dá)模式與SOX2、nestin和REST在時(shí)間和空間上的出現(xiàn)一致，表明這些miRNA不僅反映干細(xì)胞小生境的出現(xiàn)，也反映損傷后存活的神經(jīng)元細(xì)胞再次出現(xiàn)前神經(jīng)元表型。生物信息學(xué)分析這些miRNA的靶基因，顯示這些miRNA的調(diào)節(jié)異常與凋亡和細(xì)胞周期異常等二次損傷發(fā)病機(jī)制相關(guān)過程的聯(lián)系[3]。

3.2 miRNAs在脊髓損傷中的作用

通過miRNA表達(dá)譜的分析已發(fā)現(xiàn)在脊髓損傷后表達(dá)顯著改變的miRNAs，它們的作用機(jī)制已有初步的研究，包括miR-124a、miR-20a、miR-486和miR-133b等。

小鼠脊髓損傷后1～7 d，miR-124a表達(dá)顯著下降，下調(diào)表達(dá)的時(shí)間進(jìn)程可能反映細(xì)胞死亡[40]。

miR-20a是脊髓損傷后上調(diào)的miRNA，與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元退化有關(guān)。抑制miR-20a表達(dá)能有效誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元存活和神經(jīng)發(fā)生，其關(guān)鍵的靶基因?yàn)樯窠?jīng)原質(zhì)蛋白1(neurogenin 1,Ngn1)[41]。

miR-486與脊髓損傷后氧化性損傷相互關(guān)聯(lián)。miR-486通過與NeuroD6 mRNA編碼區(qū)一段保守序列作用，抑制NeuroD6的表達(dá)。在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中，NeuroD6與促進(jìn)活性氧自由基清除的類硫氧還蛋白1(thioredoxin-like 1)和谷胱甘肽過氧化物酶3 (glutathione peroxidase 3)的調(diào)節(jié)區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)它們的表達(dá)。敲出miR-486基因和在損傷部位注入NeuroD6的實(shí)驗(yàn)證明了miR-486在脊髓損傷氧化性損傷中的作用，并具有促進(jìn)小鼠運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的效應(yīng)。因此，miR-486可能成為脊髓損傷治療的新靶點(diǎn)[2]。

miR-133b在斑馬魚脊髓橫斷后對(duì)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)和神經(jīng)再生具有正效應(yīng)，其作用通過負(fù)調(diào)控一種小GTP酶RhoA蛋白水平實(shí)現(xiàn)[42]。RhoA作為脊髓損傷治療靶點(diǎn)已有研究，miR-133b對(duì)RhoA的內(nèi)源性調(diào)控，對(duì)這一治療靶點(diǎn)的應(yīng)用提供了新的手段。

定量PCR顯示，脊髓損傷后12 h出現(xiàn)miR-223的高表達(dá)。原位雜交和免疫組化雙染色表明，miR-223的雜交信號(hào)與Gr-1陽性的嗜中性粒細(xì)胞相結(jié)合，表明miR-223可能在脊髓損傷后早期調(diào)節(jié)嗜中性粒細(xì)胞的行為[43]。

膠質(zhì)細(xì)胞改變所產(chǎn)生的后果也是脊髓損傷的主要病理機(jī)制，包括脫髓鞘和膠質(zhì)化兩種主要的病理過程。脫髓鞘是脊髓損傷后神經(jīng)傳導(dǎo)功能異常的原因之一，少突膠質(zhì)細(xì)胞在髓鞘的產(chǎn)生和維持中具有十分重要的作用，這些細(xì)胞可能成為干預(yù)脫髓鞘造成的感覺和運(yùn)動(dòng)功能喪失潛力巨大的靶點(diǎn)。從人類胚胎干細(xì)胞到少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟過程中，miRNA的表達(dá)模式及其靶分子的預(yù)測顯示，miRNA在少突膠質(zhì)細(xì)胞分化過程中起調(diào)控作用[44]。

有關(guān)脊髓損傷后脫髓鞘相關(guān)的miRNA變化和作用目前未見報(bào)道。對(duì)自身免疫性脫髓鞘時(shí)CD4+T細(xì)胞miRNA表達(dá)譜的研究發(fā)現(xiàn)，miR-301a在髓磷脂激活的CD4+T細(xì)胞中顯著上調(diào)，它直接調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子(signal transducer and activators of transcription,STAT)抑制因子(protein inhibitor of activated STAT,PIAS)3的表達(dá)，后者通過白細(xì)胞介素(IL)-6/23-STAT3信號(hào)通路影響CD4+T細(xì)胞的分化，進(jìn)而參與脫髓鞘相關(guān)的病理過程[45]。

膠質(zhì)化是脊髓損傷后神經(jīng)束再生和功能重建的主要障礙。脊髓損傷后膠質(zhì)化涉及有益的早期過度增生反應(yīng)和隨后的致密疤痕的形成。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)信號(hào)通過對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞中miR-21的調(diào)控影響瘢痕的形成。在野生型剝奪血清的星形膠質(zhì)細(xì)胞中過表達(dá)miR-21，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞體積顯著縮小，同時(shí)伴隨膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAF)水平的下降。通過BMP信號(hào)調(diào)節(jié)miR-21，可能提供控制神經(jīng)膠質(zhì)過多癥和增強(qiáng)脊髓損傷后功能恢復(fù)的一種新方法[46]。

脊髓損傷帶來巨大的損傷。目前，缺乏促使損傷部位再生的有效治療措施，對(duì)脊髓損傷后病理損傷和脊髓可塑性機(jī)制的了解十分有限。脊髓損傷治療的核心問題是減輕二次損傷和促進(jìn)功能重建。減輕二次損傷必須了解損傷后病理過程的分子機(jī)制，miRNA在其中的變化可能成為新的治療靶點(diǎn)。miRNA對(duì)脊髓發(fā)育過程中的調(diào)控作用及對(duì)脊髓可塑性的操控，對(duì)促進(jìn)功能再生治療策略的制定具有重要的指導(dǎo)意義。

目前，關(guān)于脊髓損傷后miRNA研究的資料較少，研究內(nèi)容不夠深入，研究資料相對(duì)零散，缺乏分子機(jī)制之間的相互聯(lián)系；以miRNA表達(dá)譜研究和特殊miRNA在脊髓損傷中的效應(yīng)研究居多，缺乏對(duì)特定miRNA作用分子機(jī)制的詳細(xì)研究，對(duì)特定miRNA分子調(diào)控的上下游分子及所涉及的信號(hào)通路未深入研究，因而更無法揭示各種miRNAs形成的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)在脊髓損傷中的調(diào)控模式。脊髓損傷中miRNA研究有待深入開展，各種miRNA的作用機(jī)制和相互聯(lián)系是今后研究的重要方向。這將提高人們對(duì)脊髓損傷后miRNA調(diào)控作用的認(rèn)知水平，并促進(jìn)基于miRNA調(diào)控的脊髓損傷治療措施的發(fā)展。

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Advance in MicroRNA Related with Spinal Cord Injury(review)

CHEN Jiаn-min,YANG Zheng,LIANG Nаn,et аl.Experimentаl Center for Bаsic Medicаl Teаching,the School of Bаsic Medicаl Science,Chengdu Medicаl College,Chengdu 610500,Sichuаn,Chinа

Spinal cord injury(SCI)is a kind of severe central nervous system trauma causing motion and/or sensation dysfunction.MicroRNAs are short non-coding RNAs that suppress the translation of target genes,and play an important role in gene regulation involved in spinal cord development and SCI,which constitute novel targets for therapeutic intervention to promote repair and regeneration.

spinal cord injury;microRNA;posttranscriptional gene regulation;neurodegeneration;review

R681.2

A

1006-9771(2013)07-0635-05

四川省科技廳項(xiàng)目(No.2008SZ0053)。NAs也表現(xiàn)出激活翻譯的作用[15-16]。

2012-09-21)

成都醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，四川成都市610500。作者簡介：陳建敏(1980-)，女，漢族，四川成都市人，碩士，博士研究生，講師，主要研究方向：脊髓損傷與修復(fù)的分子機(jī)制。通訊作者：張曉(1959-)，男，漢族，廣東惠陽市人，博士，教授，主要研究方向：脊髓損傷與修復(fù)治療。

10.3969/j.issn.1006-9771.2013.07.011