金鑫 張紅

年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration，AMD)是全世界老年人失明的主要原因。大約有180萬美國(guó)人患有AMD，隨著人口老齡化的增加，預(yù)計(jì)到2020年將新增90萬人罹患此病［1］。目前研究顯示，氧化應(yīng)激、炎癥和血管生成等在AMD的發(fā)病過程中起關(guān)鍵作用［2］。但是，AMD發(fā)生的具體分子基礎(chǔ)仍不清楚。目前抗VEGF治療雖然取得了明顯效果，但存在治療費(fèi)用高，長(zhǎng)期治療副作用大以及部分患者存在不應(yīng)性等缺點(diǎn)。尋找新的治療靶點(diǎn)是目前的研究熱點(diǎn)。我們就目前新發(fā)現(xiàn)的在氧化應(yīng)激、血管新生及其免疫炎癥反應(yīng)中起作用的 microRNA及其在AMD中可能的作用進(jìn)行綜述。

1 AMD發(fā)病機(jī)制及目前治療存在問題

1.1 發(fā)病機(jī)制 確切的病因尚不明?？赡芘c遺傳因素、環(huán)境影響、視網(wǎng)膜慢性光損傷、營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、代謝障礙等有關(guān)，老年性黃斑變性累及視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial，RPE)、感光細(xì)胞層和脈絡(luò)膜多層組織［3］。隨著年齡的增長(zhǎng)，RPE細(xì)胞功能障礙，RPE細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)積聚，細(xì)胞外基質(zhì)異常地聚集在基底膜。早期AMD的特征是玻璃膜疣(黃色斑點(diǎn))形成，并在黃斑區(qū)脈絡(luò)膜/RPE細(xì)胞存在色素上皮的變化。晚期AMD有兩種形式，分為干性和濕性，這兩種形式在一定程度上可以相互轉(zhuǎn)化。干性AMD的最初階段表現(xiàn)為地圖狀萎縮，其特點(diǎn)是廣泛地?fù)p失RPE細(xì)胞，其上面覆有感光器，下面可能存在脈絡(luò)膜毛細(xì)血管。濕性AMD可見脈絡(luò)膜新生血管(choroidal neovascularization，CNV)，涉及脈絡(luò)膜血管的異常生長(zhǎng)。

目前比較公認(rèn)的AMD發(fā)病機(jī)制有:(1)氧化應(yīng)激反應(yīng);(2)新生血管生成;(3)免疫反應(yīng)與炎癥反應(yīng);(4)老化與代謝失調(diào);(5)循環(huán)障礙;(6)分子生物學(xué)改變;(7)遺傳與突變［4］。

1.2 目前治療存在的問題 自2000年以來，結(jié)合維替泊芬的光動(dòng)力學(xué)療法(photodynamic therapy，PDT)應(yīng)用于臨床，它利用與CNV內(nèi)皮細(xì)胞特異結(jié)合的光敏劑，受一定波長(zhǎng)光照射激活光敏劑，產(chǎn)生氧化反應(yīng)，殺傷內(nèi)皮細(xì)胞，破壞 CNV以達(dá)到治療目的。但PDT治療仍有復(fù)發(fā)的可能，尚有待臨床長(zhǎng)期隨訪、觀察［5］。

自2004年以來經(jīng)瞳孔溫?zé)岑煼?transpupillary thermotherapy，TTT)由于對(duì)組織特別是神經(jīng)上皮組織損傷輕而被應(yīng)用于AMD的治療。但TTT是一種非特異性的治療，它除了作用于病變組織本身，對(duì)病變周圍的組織也可以造成一定的副損傷［6］。

自從VEGF在血管新生中的重要作用被確定后，抗-VEGF藥物治療 AMD已經(jīng)取得了顯著的效果。主要用于眼科的抗VEGF抗體有貝伐單抗和蘭尼單抗，玻璃體內(nèi)注射上述兩種藥物抑制了新生血管的繼續(xù)形成及滲漏。然而，由于抗-VEGF藥物半衰期短，需要反復(fù)經(jīng)玻璃體內(nèi)注射，容易引起眼內(nèi)炎、傷口不愈合、出血、感染等并發(fā)癥，且價(jià)格昂貴使其推廣受到了阻礙。尋找AMD新的治療靶點(diǎn)仍是目前研究的熱點(diǎn)。

2 MicroRNA

2.1 MicroRNA的作用機(jī)制 MicroRNA是一組包含21～25個(gè)核苷酸單鏈的保守的、非編碼小RNA，通過堿基配對(duì)與mRNA分子的3’端非翻譯區(qū)相結(jié)合來抑制靶基因轉(zhuǎn)錄后表達(dá)。目前發(fā)現(xiàn)近700個(gè)microRNA在人類基因組中表達(dá)［7］。MicroRNA的發(fā)現(xiàn)徹底改變了細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域，并且改變了人們對(duì)基因和蛋白之間表達(dá)呈線性關(guān)系的普遍看法［8］。1993年研究人員發(fā)現(xiàn)，microRNA被證明對(duì)許多疾病的發(fā)展過程有幫助，如病理性血管生成，氧化應(yīng)激和炎癥的發(fā)病機(jī)制，并且已經(jīng)成為治療研究的焦點(diǎn)［9］。一種microRNA可以調(diào)控多種mRNA，而一種mRNA也可以受多種microRNA調(diào)控，這導(dǎo)致基因表達(dá)的多調(diào)控。越來越多的證據(jù)表明，microRNA是腫瘤和心血管疾病發(fā)生的重要調(diào)節(jié)器［10］。

2.2 MicroRNA在眼部的表達(dá)及作用 MicroRNA

的異常表達(dá)與眼部疾病發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后也可能存在著密切的聯(lián)系［11］。同時(shí)，調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能和血管生成的幾個(gè)特定的microRNA已經(jīng)被證實(shí)。其中，Let7-F、miR-27b和 miR-130a中被確定為促血管生成的microRNA。相反，miR-221和 miR-222通過靶向作用于干細(xì)胞因子受體c-kit和間接調(diào)節(jié)內(nèi)皮的一氧化氮合酶表達(dá)抑制內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、增殖和體外新生血管的生成。此外，一些microRNA參與腫瘤血管發(fā)生，如miR-17-92基因簇和miR-378。早期的研究也表明特定microRNA(例如miR-155、miR-21和miR-126)參與血管的炎癥疾病。識(shí)別microRNA與他們各自的目標(biāo)基因可能提供治療血管疾病如動(dòng)脈粥樣硬化的新的治療策略，減輕或抑制局部缺血后新生血管形成和延緩腫瘤的進(jìn)展［12］。因此，microRNA對(duì) AMD的發(fā)生發(fā)展也可能有重要的調(diào)節(jié)作用。

3 MicroRNA和AMD

最新研究顯示，microRNA參與氧化應(yīng)激反應(yīng)、新生血管生成、免疫反應(yīng)與炎癥反應(yīng)等病理過程的調(diào)控。以上病理過程在AMD發(fā)病機(jī)制中有重要作用，所以microRNA和AMD的發(fā)病機(jī)制之間可能存在密切關(guān)系。

3.1 MicroRNA與氧化應(yīng)激 氧化應(yīng)激反應(yīng)與AMD的病理過程存在著一定程度的聯(lián)系，流行病學(xué)調(diào)查表明吸煙與年齡是AMD發(fā)生的主要危險(xiǎn)因子，并且抗氧化治療如維生素C、氧化鋅可以減少脂質(zhì)沉著、地圖樣萎縮及CNV的發(fā)生［13］。氧化應(yīng)激通常指高活性分子氧自由基(oxygen radicals，ROS)及氮自由基產(chǎn)生增多，導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷。視網(wǎng)膜是代謝旺盛的組織，耗氧量高，使其成為產(chǎn)生 ROS的場(chǎng)所。視網(wǎng)膜對(duì)氧化損傷的易感性使ROS在視網(wǎng)膜堆積，隨著ROS的增加，其對(duì)AMD的影響隨年齡逐漸加深。隨著年齡增長(zhǎng)，氧化損傷逐漸增加。

Lin等［14］證明 miR-23a是 miR-23～27～24簇的成員，在AMD患者的RPE細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)。miR-23a在氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的RPE細(xì)胞凋亡的過程中具有保護(hù)作用:miR-23a在低濃度的H2O2刺激下表達(dá)上調(diào)，而在較高 H2O2濃度時(shí)表達(dá)下調(diào)。過表達(dá)的miR-23a抑制了H2O2誘導(dǎo)的RPE細(xì)胞的凋亡，但在生理?xiàng)l件下對(duì)細(xì)胞的活力沒有影響。其他與氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)的microRNA還有miR-144和miR-210。Sangokoya等［15］研究表明，miR-144可以調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激反應(yīng)的耐受性。Mutharasan等［16］表明缺氧誘導(dǎo)的miR-210在不同類型的細(xì)胞和氧條件下可增強(qiáng)或抑制ROS的產(chǎn)生。在缺氧后氧損傷的心肌細(xì)胞中，miR-210過表達(dá)抑制了活性氧的產(chǎn)生和細(xì)胞凋亡。但這些microRNA與AMD的關(guān)系仍有待證實(shí)。

3.2 MicroRNA與新生血管 濕性AMD的發(fā)病機(jī)制為脈絡(luò)膜病理性血管的生成，調(diào)控新生血管形成的誘生物與調(diào)控新生血管形成的抑制物的平衡失調(diào)。這些因素可誘發(fā)CNV的生成［17］?，F(xiàn)研究清楚的調(diào)控新生血管形成的誘生物有VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、白細(xì)胞介素-8等。調(diào)控新生血管形成的抑制物有肝素、透明質(zhì)酸、β-轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子、腫瘤壞死因子等。VEGF是血管內(nèi)皮細(xì)胞特異性的肝素結(jié)合生長(zhǎng)因子，具有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、提高血管通透性等生物學(xué)作用?？剐律苤委熞呀?jīng)成為公認(rèn)的治療濕性AMD的有效的手段，抗-VEGF的藥物如貝伐單抗、雷珠單抗已經(jīng)被美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于減緩CNV的進(jìn)展及在一定程度上改善AMD患者視力［18］。其他如RPE細(xì)胞凋亡、缺氧和炎性反應(yīng)也是促血管生成的因素。

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，microRNA在血管生成中起著重要的作用。許多microRNA參與了腫瘤的新生血管生成過程，例如 miR-21、miR-132、miR-296、miR-378和 miR-519c等［19-21］。這些 microRNA 對(duì)AMD的形成發(fā)展也可能有重要作用。miR-126在內(nèi)皮細(xì)胞中高度表達(dá)，它可以調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞對(duì) VEGF的反應(yīng)。miR-126可負(fù)向調(diào)控SPRED1基因和磷酸肌醇-3激酶調(diào)控亞單位2(PIK3R2)的表達(dá)。已確定VEGF可以通過細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶及蛋白激酶B信號(hào)通路傳遞信號(hào)，SPRED1和PIK3R2是此通路的負(fù)向調(diào)控因子，miR-126有可能是通過 SPRED1和PIK3R2對(duì)VEGF信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)向作用來促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的血管生成。此外，miR-126還可以通過調(diào)節(jié)在血管炎癥反應(yīng)中起重要作用的黏附分子VCAM-1來調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)［22］。Wang 等［23］研究證明，miR-126可以通過促進(jìn)MAPK和PI3K信號(hào)通路而使新生血管的生成增加，抑制miR-126表達(dá)的新生小鼠視網(wǎng)膜血管的生成受到了抑制［24］。

Zhou等［25］發(fā)現(xiàn)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和分裂過程，對(duì)血管的生成具有重要的作用。內(nèi)皮細(xì)胞中miR-24的過表達(dá)抑制了壓力纖維和片狀偽足的形成，從而抑制了肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的形成，抑制了血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、增殖及新生血管的形成。由于AMD脈絡(luò)膜血管新生過程中也涉及內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移等病理過程，miR-24也可能在濕性AMD中發(fā)揮重要作用。Grundmann等［26］研究證明miR-100調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞的增殖、管腔形成及內(nèi)皮細(xì)胞的遷移。近期研究表明，在激光誘導(dǎo)的CNV小鼠模型中視網(wǎng)膜/脈絡(luò)膜 miR-23～27～24簇上調(diào)，更重要的是，抑制 miR-23～27～24簇成員中miR-23和miR-27的表達(dá)可以使激光誘導(dǎo)的CNV減少一半，這表明這些microRNA可能具有治療新生血管性 AMD 的潛力［27］。過表達(dá) miR-21、miR-31和miR-150也可以抑制激光誘導(dǎo)的CNV的形成［28］。

3.3 MicroRNA與免疫炎癥反應(yīng) 在干性和濕性AMD中，都有免疫系統(tǒng)的參與。RPE細(xì)胞屬于非分裂系的細(xì)胞，對(duì)視網(wǎng)膜和視功能的維護(hù)起著重要的作用。RPE細(xì)胞功能發(fā)生障礙時(shí)，其代謝產(chǎn)物由于排除障礙而沉積在RPE細(xì)胞基底膜下，形成玻璃膜疣。這些代謝產(chǎn)物成為局部的炎癥刺激，使RPE細(xì)胞發(fā)生變性;還可以刺激分泌細(xì)胞因子吸引巨噬細(xì)胞、免疫相關(guān)因子啟動(dòng)新生血管生成過程［29］。RPE與基底膜完整性破壞可能導(dǎo)致補(bǔ)體系統(tǒng)的活化，隨后進(jìn)入慢性炎癥階段。而補(bǔ)體系統(tǒng)的激活也會(huì)引起膜攻擊復(fù)合物的產(chǎn)生，導(dǎo)致細(xì)胞裂解和炎性應(yīng)答、趨化因子的釋放和產(chǎn)生［30］。Yates等［31］證實(shí)補(bǔ)體旁路調(diào)節(jié)器(H因子)及補(bǔ)體途徑蛋白(補(bǔ)體成分C2、C3和B因子)在基因編碼中的突變和多態(tài)性也與AMD的發(fā)生相關(guān)。

在AMD中直接調(diào)控免疫系統(tǒng)和炎癥反應(yīng)的microRNA還沒有被證實(shí)，然而越來越多的 microRNA被證實(shí)參與免疫和炎癥反應(yīng)。miR-146a可以調(diào)控脂多糖和炎性細(xì)胞因子IL-1β和TNF-α，從而引起IL-6和IL-8的表達(dá)下降［32］。miR-155在巨噬細(xì)胞中也可以調(diào)控LPS或氧化低密度脂蛋白;抑制巨噬細(xì)胞中miR-155后可以促進(jìn)細(xì)胞因子IL-6、IL-8和TNF-α的釋放［33-34］。miR-146a和 miR-155在 AMD中的表達(dá)及具體作用機(jī)制還不明了。

4 展望

AMD是重要的致盲眼病，目前的治療方法仍存在一定程度的缺點(diǎn)，尋找新的治療靶點(diǎn)將有可能改善對(duì)此類疾病的治療。雖然microRNA在AMD發(fā)病中作用的研究仍然處在起步階段，但是許多microRNA已經(jīng)表現(xiàn)出了其在AMD治療中潛在的可能性。但microRNA在AMD中的具體作用機(jī)制及治療措施仍需大量的研究加以驗(yàn)證。

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