廖曉棠

（1.中南大學(xué)湘雅醫(yī)院，湖南長(zhǎng)沙 410008；2.湖南省藥品審評(píng)認(rèn)證與不良反應(yīng)監(jiān)測(cè)中心，湖南長(zhǎng)沙 410013）

血液及血管疾病已成為一種嚴(yán)重危害人身體健康的常見疾病，如再生障礙性貧血、白血病、血友病等。所有的血細(xì)胞最初都來源于一個(gè)細(xì)胞群，即造血干細(xì)胞。造血干細(xì)胞在精細(xì)復(fù)雜的分子信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控下形成髓系祖細(xì)胞和紅系祖細(xì)胞，髓系祖細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)育形成中性粒細(xì)胞、嗜酸性細(xì)胞、嗜堿性細(xì)胞和單核細(xì)胞；紅系祖細(xì)胞形成紅細(xì)胞。上述任何一個(gè)關(guān)鍵的調(diào)控因子異常都可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育缺陷甚至重大疾病。然而，調(diào)控造血與血管發(fā)育過程的分子機(jī)制尚不是很清楚。但在近幾年，一種新型機(jī)制出現(xiàn)在人們的視野，即microRNA（miRNA）對(duì)血液發(fā)育的影響[1-3]，給人們探究調(diào)控造血與血管發(fā)育過程的分子機(jī)制提供了新思路。本文擬對(duì)近期miRNA與血液發(fā)育的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)介。

1 miRNA概述

miRNA是一類非編碼小分子RNA，長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸，自1993年在秀麗線蟲中被發(fā)現(xiàn)起，被證實(shí)參與多種生物學(xué)過程[4]，如增殖、分化、自噬、造血等。miRNA與其他基因一樣在RNA聚合酶Ⅱ的作用下轉(zhuǎn)錄，很少利用RNA聚合酶Ⅲ[5]。轉(zhuǎn)錄完成之后形成原始miRNA，后者含有經(jīng)典的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，5'端帶帽結(jié)構(gòu)和3'端含多聚A尾[6]。原始miRNA在Drosha/DGCR8核酸酶的作用下，形成大概70bp長(zhǎng)度的前體miRNA，后者在核輸出蛋白Exportin 5的作用下出核入細(xì)胞質(zhì)，前體miRNA經(jīng)過細(xì)胞質(zhì)中的Dicer/TRBP核酸酶的作用下被剪切成18～25nt的成熟的單鏈miRNA。成熟的miRNA與一些蛋白形成復(fù)合體，即RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RISC），它們通常與靶基因的3'UTR、5'UTR或者ORF結(jié)合使靶基因的mRNA降解，從而抑制基因的表達(dá)。目前為止，在人類基因組中發(fā)現(xiàn)了700個(gè)miRNA[7]。

2 miRNA與血液發(fā)育調(diào)控

一直以來，血液發(fā)育的機(jī)制是人們研究的熱點(diǎn)，但是有關(guān)血液發(fā)育具體的機(jī)制莫衷一是。Georgantas等研究表明，miRNA對(duì)血液細(xì)胞的發(fā)育有重要的調(diào)控的作用[8]。血液細(xì)胞有多種，調(diào)控每種類型血細(xì)胞發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子不同，所以不同的miRNA在不同類型血細(xì)胞中的作用不同。

2.1 miRNA與紅系血細(xì)胞的發(fā)育

紅細(xì)胞一個(gè)很重要的生理功能就是運(yùn)輸O2和一部分的CO2，當(dāng)組織缺氧時(shí)，就必然會(huì)影響紅細(xì)胞的變化。Shi XF等[9]發(fā)現(xiàn)，miR-486通過調(diào)節(jié)其靶基因sirt1的表達(dá)來調(diào)控TF1細(xì)胞中紅細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化，當(dāng)組織缺氧時(shí)，miR-486表達(dá)上調(diào)，其靶基因sirt1也上調(diào)，誘導(dǎo)紅細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化。而miR-363是通過紅系細(xì)胞的一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子gata1蛋白來調(diào)節(jié)缺氧時(shí)紅細(xì)胞的生長(zhǎng)分化[10]。除此之外，Mir-451、let-7也是通過調(diào)節(jié)各自的靶基因從而影響紅細(xì)胞的生長(zhǎng)分化，進(jìn)而調(diào)控紅細(xì)胞的數(shù)量。并且let-7還可通過其靶基因Hmga2調(diào)控髓紅祖細(xì)胞的數(shù)量，即let-7還可以影響髓系細(xì)胞的生長(zhǎng)分化[11]。綜上所述，紅系細(xì)胞的發(fā)育受miRNA調(diào)控，紅細(xì)胞數(shù)量的多少與疾病息息相關(guān)。紅細(xì)胞過多或紅細(xì)胞減少，都會(huì)引發(fā)疾病。

2.2 miRNA與髓系血細(xì)胞的發(fā)育

同紅細(xì)胞一樣，髓系細(xì)胞也受miRNA調(diào)控。已有研究表明，miR-149-5p可通過調(diào)節(jié)其靶基因Fas配體的表達(dá)來抑制急性淋巴白血病細(xì)胞的增殖促進(jìn)凋亡。miR-150在LSCs中表達(dá)下調(diào)，但過表達(dá)miR-150能顯著抑制增殖促進(jìn)凋亡從而能抑制腫瘤的生長(zhǎng)，而其主要靶信號(hào)通路是Nanog信號(hào)通路。有意思的是，miR-150還能與Notch2和CTNNB1相互作用調(diào)控其他信號(hào)通路[12]。上述miRNA都是通過抑制增殖、促進(jìn)凋亡來抑制血液腫瘤的；還有一類是通過影響表觀遺傳來調(diào)控血液，如miR-124，它是通過影響組蛋白乙?；瘉碛绊懷翰?；miR-126通過影響甲基化酶DNMT1的活性，而后者與骨髓增生異常和急性髓系淋巴白血病相關(guān)。髓系細(xì)胞種類較多，因此相關(guān)的疾病也較多，但所有的機(jī)制不外乎上述幾種，一是正調(diào)控，一是負(fù)調(diào)控。再就是通過影響表觀遺傳修飾來調(diào)控。

2.3 miRNA與B淋巴血細(xì)胞的發(fā)育

B細(xì)胞是一類非常重要的免疫細(xì)胞，由造血干細(xì)胞發(fā)育而來，在骨髓中產(chǎn)生，至第二淋巴器官中成熟。Jeffrey L等用小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)microRNA-23a，-24-2和27a對(duì)免疫細(xì)胞的形成是必要的，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，所謂的免疫細(xì)胞大部分是指B細(xì)胞。通過基因表達(dá)分析，microRNA-24-2的靶基因是假性蛋白酶家族3，后者既能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡又能抑制其增殖[13]。B細(xì)胞與多發(fā)性骨髓瘤密切相關(guān)，有研究表明，在多發(fā)性骨髓瘤中過表達(dá)MiR-34a，能通過其靶基因TGIF2能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡。因此，MiR-34a成為治療多發(fā)性骨髓瘤的可能靶點(diǎn)[14]。研究表明：miR-340、miR-155和miR-203都與B淋巴細(xì)胞白血病有關(guān)。

2.4 miRNA與T淋巴血細(xì)胞的發(fā)育

T淋巴細(xì)胞是另一類非常重要的免疫細(xì)胞。由造血干細(xì)胞發(fā)育而來，在胸腺中成熟。T細(xì)胞的異常會(huì)引發(fā)多種疾病。Jin C等[15]表明MicroRNA-155調(diào)節(jié)T細(xì)胞的分化和細(xì)胞活性。MicroRNA-21在抑制T細(xì)胞凋亡過程中有非常重要的作用，在T細(xì)胞中抑制MicroRNA-21的表達(dá)，細(xì)胞的生長(zhǎng)明顯受到抑制，同時(shí)增加了細(xì)胞凋亡。MicroRNA-210能調(diào)節(jié)化學(xué)過敏時(shí)T細(xì)胞活性。此外，細(xì)胞外的miRNA也能夠調(diào)節(jié)T細(xì)胞活性。

2.5 miRNA與巨噬細(xì)胞的發(fā)育

巨噬細(xì)胞在生物體的免疫反應(yīng)中有重要的作用，它是血小板的前體，而后者是凝血和止血所必需的成分。有研究表明，在人類造血干細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化時(shí)，miRNA17-5p和miRNA106a家族成員成下調(diào)趨勢(shì)。這些miRNA與runx1相互作用并形成一個(gè)負(fù)反饋環(huán)來來抑制單核細(xì)胞的分化。A.Rosa等人表明：miRNA424和髓系轉(zhuǎn)錄因子NFI-A形成的復(fù)合體與pu.1相互作用在單核細(xì)胞分化的過程中發(fā)揮著重要作用。miRNA23還可以通過調(diào)節(jié)NFI-A來調(diào)節(jié)粒細(xì)胞的分化[16]。miRNA146b-5p的轉(zhuǎn)錄可以被紅系以及聚合系轉(zhuǎn)錄因子GATA1蛋白激活，并且通過調(diào)節(jié)血小板源生長(zhǎng)因子受體a信號(hào)通路來調(diào)節(jié)人類紅系和巨核系細(xì)胞的分化。此外，與巨核系細(xì)胞發(fā)育相關(guān)的miRNA還有miRNA105、miR-99a/100～125b，由此看出miRNA對(duì)巨核細(xì)胞的發(fā)育有重大作用。

3 結(jié)束語

miRNA在血液發(fā)育過程中有重要的調(diào)控作用。雖然有些miRNA被研究的比較多，并且取得了一定的進(jìn)展，如miRNA196、miRNA155等，但是些miRNA的功能還是未知的，如miRNA104等。而且，miRNA涉及信號(hào)通路之廣，人們對(duì)其了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以，未來需要更多關(guān)于miRNA的功能的研究，以便人們更清楚地了解miRNA在血液發(fā)育以及血液病中的作用機(jī)制，為血液疾病的診斷和治療提供的理論依據(jù)。

[1]Cao RY,Li Q,YiM,et al.The Emerging Role of MicroRNA-155 in Cardiovascular Diseases[J].BioMed Research International,2016,2016(3):1-5.

[2]Economou E K,Oikonomou E,Siasos G,et al.The role of microRNAs in Coronary Artery Disease: From Pathophysiology to Diagnosis and Treatment[J].Atherosclerosis,2015,241(2):624.

[3]Raimondi L,De LA,Morelli E,et al.MicroRNAs: Novel Crossroads between Myeloma Cells and the Bone Marrow Microenvironment[J].Biomed Research International,2016,2016(4):6504593.

[4]Lee RC,Feinbaum RL,Ambros V.The C.elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14.[J].Cell,1993,75(5):843.

[5]Borchert G M,Lanier W,Davidson B L.RNA polymeraseⅢTranscribes Human Micrornas[J].Nature Structural & Molecular Biology,2006,13(12):1097-1101.

[6]Krol J,Loedige I,Filipowicz W.The Widespread Regulation of microRNA Biogenesis,Function and Decay[J].Nature reviews.Genetics,2010,11(9):597-610.

[7]RM.O'Connell,DS.Rao,AA.Chaudhuri,et al.Physiological and Pathological Roles for microRNAs in the Immune System[J].Nature reviews.Immunology,2010,10(2):111-122.

[8]Merkerova M,Vasikova A,Belickova M,et al.MicroRNA expression profiles in umbilical cord blood cell lineages[J].Stem Cells &Development,2010,19(1):17.

[9]Shi X F,Wang H,Kong F X,et al.Exosomal miR-486 Regulates Hypoxia-Induced Erythroid Differentiation of Erythroleukemia Cells through Targeting Sirt1[J].Experimental Cell Research,2017,351(1):74-81.

[10]Xie Y,Li W,Feng J,et al.MicroRNA-363 and GATA-1 are Regulated by HIF-1α in K562 Cells under Hypoxia[J].Molecular Medicine Reports,2016,14(3):2503.

[11]Rowe R G,Wang L D,Coma S,et al.Developmental Regulation of Myeloerythroid Progenitor Function by the Lin28b–let-7–Hmga2 axis[J].Journal of Experimental Medicine,2016,44(9):1497-1512.

[12]Xu D,Zhou P,Wang Y,et al.miR-150 Suppresses the Proliferation and Tumorigenicity of Leukemia Stem Cells by Targeting the Nanog Signaling Pathway[J].Frontiers in Pharmacology,2016,7(246):439.

[13]Kurkewich J L,Bikorimana E,Nguyen T,et al.The mirn23a microRNA Cluster Antagonizes B Cell Development[J].Journal of Leukocyte Biology,2016,100(4):665.

[14]J Yu,R Wang,J Chen,et al.miR-340 Inhibits Proliferation and Induces Apoptosis in Gastric Cancer Cell Line SGC-7901,Possibly via the AKT Pathway:[J].Medical Science Monitor International Medical Journal of Experimental & Clinical Research,2017,23:71-77.

[15]Jin C,Cheng L,H?xtermann S,et al.MicroRNA‐155 is a Biomarker of T-cell Activation and Immune Dysfunction in HIV-1-infected Patients[J].Hiv Medicine,2016,18(5):354.

[16]Francesco Fazi,Alessandro Rosa,Alessandro Fatica,et al.A Minicircuitry Comprised of MicroRNA-223 and Transcription Factors NFI-A and C/EBPα Regulates Human Granulopoiesis[J].Cell,2005,123(5):819-831.