葛善飛，劉菲，謝建萍（南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南昌330006；中南大學(xué)湘雅醫(yī)院）

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miRNAs調(diào)控肝星狀細(xì)胞生物學(xué)活性機(jī)制研究進(jìn)展

葛善飛1，劉菲2，謝建萍2
（1南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南昌330006；2中南大學(xué)湘雅醫(yī)院）

摘要：肝星狀細(xì)胞（HSCs）是肝纖維化形成的最主要細(xì)胞，其生物學(xué)活性已成為防治肝纖維化重要的治療靶點(diǎn)。但是，迄今尚無(wú)十分有效的逆轉(zhuǎn)肝纖維化的治療手段。微小RNA（miRNA）是轉(zhuǎn)錄后水平的細(xì)胞調(diào)控因子，多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)miRNA通過(guò)參與HSC的活化、增殖和凋亡等生物學(xué)活性的調(diào)控，在肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具有重要作用，有望成為肝纖維基因治療的新靶點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：微小核糖核酸；肝星狀細(xì)胞；肝纖維化；細(xì)胞活化；細(xì)胞增殖；細(xì)胞凋亡

肝纖維化是各種慢性肝病進(jìn)展至肝硬化所共有的可逆的共同病理過(guò)程，至今尚無(wú)有效治療方法。研究發(fā)現(xiàn)，各種病因如炎癥、損傷等可引起肝星狀細(xì)胞（HSC）激活、增殖，產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）過(guò)度沉積或降解減少在肝臟內(nèi)過(guò)度沉積而使肝臟結(jié)構(gòu)改變，是肝纖維化的主要過(guò)程［1］。HSC生物學(xué)活性由多個(gè)信號(hào)通路調(diào)控，其生物學(xué)活性已成為防治肝纖維化的重要的治療靶點(diǎn)，其生物學(xué)活性的調(diào)控是肝纖維化基因治療的重要途徑。微小RNA（miRNA）是一類(lèi)21～25個(gè)核苷酸構(gòu)成的單鏈小非編碼RNA，可參與調(diào)控基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平［2，3］，其在HSC活化、增殖和凋亡中起重要作用?，F(xiàn)就miRNA在調(diào)控HSC生物學(xué)活性的作用機(jī)制綜述如下。

1　miRNA的生物學(xué)起源和功能機(jī)制

1993年人類(lèi)首次從線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)miRNA lin-4，并發(fā)現(xiàn)通過(guò)抑制lin-14翻譯可影響線蟲(chóng)的形態(tài)發(fā)育。2000年，在研究線蟲(chóng)的發(fā)育調(diào)控時(shí)又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有轉(zhuǎn)錄后調(diào)控功能的miRNA let-7；其可以與異常染色體基因lin-14、lin-28、lin-41、lin-42、daf-12的3′非編碼區(qū)的堿基互補(bǔ)配對(duì)，直接調(diào)控這些基因的表達(dá)，提示let-7通過(guò)調(diào)控細(xì)胞的時(shí)序發(fā)育來(lái)調(diào)控基因表達(dá)。

miRNA通常是在細(xì)胞核內(nèi)經(jīng)RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，首先編碼成pri-miRNA，后者在核糖核酸酶Ⅲ家族成員Drosha以及雙鏈RNA結(jié)合蛋白DGCR8作用下被切割成約60 nt的單鏈pre-miRNA，并通過(guò)輸出蛋白5轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中。隨后，另一核糖核酸酶Ⅲ家族成員Dicer將莖環(huán)結(jié)構(gòu)pre-miRNA切割為約22 nt的雙鏈miRNA，其中一條成熟的單鏈形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISCs），另一條鏈則被降解［6］。起RISCs作用的miRNA通過(guò)與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)堿基互補(bǔ)配對(duì)，發(fā)揮其對(duì)靶基因的調(diào)控機(jī)制。若miRNA與mRNA的3′非編碼區(qū)堿基完全互補(bǔ)配對(duì)，則導(dǎo)致靶基因mRNA降解；若兩者不完全互補(bǔ)配對(duì)，則會(huì)阻斷靶基因的翻譯過(guò)程［7］。

2　miRNA調(diào)控HSC生物學(xué)活性的作用機(jī)制

活化型HSC表達(dá)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA），并分泌Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型膠原、層黏蛋白等ECM成分，同時(shí)合成分泌基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）及特異性抑制劑基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子（TIMP），使ECM合成和降解失衡，在肝臟內(nèi)過(guò)度沉積而使肝臟結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致肝纖維化的發(fā)生。HSC生物學(xué)活性由多個(gè)信號(hào)通路調(diào)控，包括轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF）-β1、血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子（CTGF）等［3］。因此，HSC生物學(xué)活性的調(diào)控是肝纖維化基因治療的重要途徑。目前已有較多關(guān)于miRNA對(duì)HSC生物學(xué)活性的研究，具體調(diào)控機(jī)制包括以下幾個(gè)方面：

2．1miRNA調(diào)控HSC活化 HSC活化是肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。Chen等［4］應(yīng)用基因芯片及生物信息學(xué)分析證實(shí)，17個(gè)上調(diào)miRNA和14個(gè)下調(diào)miRNA參與HSC活化過(guò)程，并發(fā)現(xiàn)HSC活化與HSC內(nèi)miR-335表達(dá)降低相關(guān)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-335表達(dá)降低與其下調(diào)靶基因肌糖蛋白C表達(dá)有關(guān)。Venugopal等［5］研究發(fā)現(xiàn)，miR-150和miR-194在活化型HSC中表達(dá)明顯減少，并證實(shí)二者可分別通過(guò)抑制轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子c-myb和rac-1來(lái)抑制HSC的活化和ECM的產(chǎn)生。Li等［6］發(fā)現(xiàn)，在活化型大鼠HSC中，miR-34a／c表達(dá)增加，且抑制miR-34a／c后會(huì)使HSC從活化型恢復(fù)到靜息型，進(jìn)一步證實(shí)其機(jī)制可能是通過(guò)阻止其靶基因過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體α實(shí)現(xiàn)的。

TGF-β1是目前公認(rèn)的刺激HSC活化作用最強(qiáng)的細(xì)胞因子，可通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β1／Smad信號(hào)通路激活HSC［7］。最新研究發(fā)現(xiàn)，miR-19b可通過(guò)靶向調(diào)控TGF-βRⅡ和Smad3的表達(dá)，降低TGF-β誘導(dǎo)的α1、α2前膠原的表達(dá)［8］。另有研究發(fā)現(xiàn)，雌激素可促進(jìn)HSC 中miR-19b的表達(dá)，后者可通過(guò)靶向調(diào)控生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2（Grb2）表達(dá)減少α1膠原表達(dá)［2］。

2．2miRNA調(diào)控HSC增殖 Yu等［9］報(bào)道，miR-17-5p在經(jīng)TGF-β1處理的活化型HSC中表達(dá)顯著上調(diào)；miR-17-5p可通過(guò)靶向調(diào)控Smad7促進(jìn)HSC增殖。He等［10］發(fā)現(xiàn)，miR-146在TGF-β1誘導(dǎo)的HSC活化過(guò)程中表達(dá)下調(diào)；轉(zhuǎn)染miR-146至活化型HSC中會(huì)導(dǎo)致HSC增殖減少、α-SMA表達(dá)下調(diào)，進(jìn)一步證實(shí)其調(diào)控HSC增殖的機(jī)制可能與調(diào)節(jié)Smad4有關(guān)。Zheng等［11］發(fā)現(xiàn)，miR-150在活化型HSC中表達(dá)明顯減低，并應(yīng)用生物信息學(xué)分析證實(shí)其可通過(guò)下調(diào)特異性β1糖蛋白和Ⅳ型膠原α4亞單位，抑制Ⅰ型膠原和Ⅳ膠原基因表達(dá)。Yang等［12］也發(fā)現(xiàn)，miR-200a在活化型HSC中表達(dá)明顯減低，進(jìn)一步證實(shí)miR-200a可通過(guò)靶向調(diào)控Keap1／Nrf2通路抑制HSC增殖。Sekiya等［13］發(fā)現(xiàn)，在原代培養(yǎng)大鼠HSC增殖過(guò)程中，miR-195表達(dá)下調(diào)及IFN-β可誘導(dǎo)miR-195表達(dá)；進(jìn)一步證實(shí)，miR-195通過(guò)延遲HSC的G1期向S期進(jìn)展來(lái)抑制細(xì)胞增殖，其機(jī)制為下調(diào)細(xì)胞周期蛋白E1和上調(diào)p21 mRNA水平。提示IFN是抗纖維化的一種新機(jī)制，可通過(guò)影響miR-195來(lái)治療肝纖維化。

2．3miRNA調(diào)控HSC凋亡 肝纖維化的自發(fā)性逆轉(zhuǎn)主要取決于HSC凋亡，凋亡后HSC數(shù)量減少，合成TIMPs減少，ECM分泌減少并降解增加，最終促進(jìn)肝纖維化逆轉(zhuǎn)［14］。Guo等［15］采用miRNA基因芯片檢測(cè)了大鼠原代HSC在體外培養(yǎng)活化后miRNA的變化情況，發(fā)現(xiàn)其中12種miRNA表達(dá)上調(diào)和9 種miRNA表達(dá)下調(diào)。進(jìn)一步研究證實(shí)，miR-15b、miR-16可以通過(guò)下調(diào)線粒體相關(guān)抗凋亡蛋白Bcl-2，激活Caspase-3、8、9，從而抑制HSC增殖并誘導(dǎo)凋亡［16，17］。Guo等［17］進(jìn)一步研究表明，miR-16減少細(xì)胞周期蛋白D1水平，并抑制細(xì)胞增殖和增加活化型HSC凋亡。Wei等［18］研究了miR-21對(duì)HSCs凋亡的影響，發(fā)現(xiàn)促纖維化細(xì)胞因子血小板衍生生長(zhǎng)因子B可誘導(dǎo)HSC中miR-21表達(dá)上調(diào)；進(jìn)一步證實(shí)miR-21可通過(guò)抑制靶基因磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）表達(dá)。PTEN是miR-21的靶基因，是一種AKT激酶抑制劑，具有抑制HSC活化并誘導(dǎo)HSC凋亡的作用。

3　miRNA調(diào)控HSC中ECM

ECM的合成與降解失衡導(dǎo)致基質(zhì)重構(gòu)和膠原增多沉積成為肝纖維化的病理基礎(chǔ)。因此，膠原酶表達(dá)增加和ECM降解增多是逆轉(zhuǎn)肝纖維化發(fā)展的關(guān)鍵途徑［19］。MMPs是一組降解ECM的蛋白分解酶，其活性與特異性抑制因子TIMPs在組織中的表達(dá)相關(guān)，MMPs和TIMPs已作為肝纖維化治療的重要靶點(diǎn)［20］。Maubach等［21］發(fā)現(xiàn)，在原代培養(yǎng)的活化型HSC中有16種miRNA上調(diào)及26種miRNA下調(diào)，miR-146a表達(dá)顯著上調(diào)金屬蛋白酶-3抑制劑。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)用miR-26a和miR-29a仿生劑及miR-214抑制劑轉(zhuǎn)染至活化型HSC中會(huì)明顯下調(diào)Ⅰ型膠原的轉(zhuǎn)錄。另有研究發(fā)現(xiàn)，在體外培養(yǎng)的活化型原代HSC中，miR-29b表達(dá)下調(diào)。經(jīng)轉(zhuǎn)染miR-29b前體的活化型HSC中，Ⅰ型膠原mRNA、α-SMA的表達(dá)明顯減少［22］。

綜上所述，miRNA參與調(diào)控HSC生物學(xué)活性。然而目前關(guān)于HSC活化過(guò)程中miRNA的表達(dá)調(diào)控機(jī)制尚未完全清楚。因此，進(jìn)一步研究miRNA與遺傳表觀學(xué)的關(guān)系，有助于加深對(duì)HSC生物學(xué)活性調(diào)控機(jī)制認(rèn)識(shí)，可能為肝纖維化防治提供新的干預(yù)靶點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］Barcena C，Stefanovic M，Tutusaus A，et al．Gas6／Axl pathway is activated in chronic liver disease and its targeting reduces fibrosis via hepatic stellate cell inactivation［J］．J Hepatol，2015，63（3）：670-678．

［2］Ge S，Xie J，Liu F，et al．MicroRNA-19b reduces hepatic stellate cell proliferation by targeting GRB2 in hepatic fibrosis models in vivo and in vitro as part of the inhibitory effect of estradiol［J］．J Cell Biochem，2015，116（11）：2455-64．

［3］曾憲一，王潔，張艷瓊，等．肝星狀細(xì)胞相關(guān)信號(hào)通路與miRNA相互調(diào)控的研究進(jìn)展［J］．世界華人消化雜志，2015，23（1）：1-7．

［4］Chen C，Wu CQ，Zhang ZQ，et al．Loss of expression of miR-335 is implicated in hepatic stellate cell migration and activation［J］．Cell Res，2011，317（12）：1714．

［5］Venugopal SK，Jiang J，Kim TH，et al．Liver fibrosis causes downregulation of miRNA-150 and miRNA-194 in hepatic stellate cells，and their overexpression causes decreased stellate cell activation［J］．Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2010，298（1）：101-106．

［6］Li X，Chen Y，Wu S，et al．microRNA-34a and microRNA-34c promote the activation of human hepatic stellate cells by targeting peroxisome proliferator-activated receptor gamma［J］．Mol Med Rep，2015，11（2）：1017-1024．

［7］Fang L，Huang C，Meng X，et al．TGF-β1-elevated TRPM7 channel regulates collagen expression in hepatic stellate cells via TGF-β1／Smad pathway［J］．Toxicol Appl Pharmacol，2014，280（2）：335-344．

［8］Lakner AM，Steuerwald NM，Walling TL，et al．Inhibitory effects of microRNA 19b in hepatic stellate cell-mediated fibrogenesis［J］．Hepatology，2012，56（1）：300-310．

［9］Yu F，Guo Y，Chen B，et al．MicroRNA-17-5p activates hepatic stellate cells through targeting of Smad7［J］．Lab Invest，2015，95 （7）：781-789．

［10］He Y，Huang C，Sun X，et al．MicroRNA-146a modulates TGF-beta1-induced hepatic stellate cell proliferation by targeting SMAD4 ［J］．Cell Signal，2012，24（10）：1923-1930．

［11］Zheng J，Lin Z，Dong P，et al．Activation of hepatic stellate cells is suppressed by microRNA-150［J］．Int J Mol Med，2013，32 （1）：17-24．

［12］Yang JJ，Tao H，Hu W，et al．MicroRNA-200a controls Nrf2 activation by target Keap1 in hepatic stellate cell proliferation and fibrosis［J］．Cell Signal，2014，26（11）：2381-2389．

［13］Sekiya Y，Ogawa T，Iizuka M，et al．Down-regulation of cyclin E1 expression by microrna-195 accounts for interferon-β-induced inhibition of hepatic stellate cell proliferation［J］．J Cell Physiol，2011，226（10）：2535-2542．

［14］Duval F，Moreno-Cuevas JE，González-Garza MT，et al．Liver fibrosis and protection mechanisms action of medicinal plants targeting apoptosis of hepatocytes and hepatic stellate cells［J］．Adv Pharmacol Sci，2014，2014：373295．

［15］Guo CJ，Pan Q，Cheng T，et al．Changes in microRNAs associated with hepatic stellate cell activation status identify signaling pathways［J］．FEBS J，2009，276（18）：5163-5176．

［16］Guo CJ，Pan Q，Li DG，et al．miR-15b and miR-16 are implicated in activation of the rat hepatic stellate cell：An essential role for apoptosis［J］．J Hepatol，2009，50（4）：766-778．

［17］Guo CJ，Pan Q，Jiang B，et al．Effects of upregulated expression of microRNA-16 on biological properties of culture-activated hepatic stellate cells［J］．Apoptosis，2009，14（11）：1331-1340．

［18］Wei J，F(xiàn)eng L，Li Z，et al．MicroRNA-21 activates hepatic stellate cells via PTEN／Akt signaling［J］．Biomed Pharmacother，2013，67（5）：387-392．

［19］Duval F，Moreno-Cuevas JE，González-Garza MT，et al．Protective mechanisms of medicinal plants targeting hepatic stellate cell activation and extracellular matrix deposition in liver fibrosis［J］．Chin Med，2014，9（1）：1-11．

［20］Peng J，Li X，F(xiàn)eng Q，et al．Anti-fibrotic effect of Cordyceps sinensis polysaccharide：Inhibiting HSC activation，TGF-β1／Smad signalling，MMPs and TIMPs［J］．Exp Biol Med，2013，238（6）：668-677．

［21］Maubach G，Lim MCC，Chen J，et al．miRNA studies in in vitro and in vivo activated hepatic stellate cells［J］．World J Gastroenterol，2011，17（22）：2748．

［22］Wang J，Chu ES，Chen HY，et al．microRNA-29b prevents liver fibrosis by attenuating hepatic stellate cell activation and inducing apoptosis through targeting PI3K／AKT pathway［J］．Oncotarget，2015，6（9）：7325-7338．

收稿日期：（2015-07-04）

中圖分類(lèi)號(hào)：R329．2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X（2016）02-0101-03

doi：10．3969／j．issn．1002-266X．2016．02．045