陳杏玲， 劉玥君， 閆媛

南方醫(yī)科大學(xué) 1第二臨床醫(yī)學(xué)院， 2基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院(廣東廣州 510515)

病理性瘢痕可引起皮膚瘙癢、疼痛、過敏、傷口處活動(dòng)障礙等，同時(shí)影響美觀，對(duì)患者的日常生活造成巨大影響。目前治療病理性瘢痕的方法較多，如藥物注射、冷凍療法、激光治療、手術(shù)切除、硅凝膠膜治療等。但由于病理性瘢痕的發(fā)病機(jī)制尚未明了，故對(duì)其的預(yù)防和治療效果仍舊不如人意。近年來發(fā)現(xiàn)，microRNA(miRNA)是不同細(xì)胞途徑中基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)劑，幾乎涉及到傷口愈合過程的每個(gè)階段，這表明它們可以作為臨床治療靶點(diǎn)[1]，但miRNA參與生物途徑的復(fù)雜過程需要進(jìn)一步研究以便全面了解其對(duì)于靶標(biāo)的精確作用。在這篇綜述中，我們關(guān)注miRNA的相關(guān)內(nèi)容并概述它們?cè)诓±硇择：壑械淖饔脵C(jī)制。

1 miRNA的生物特性

miRNA是一類約21～23個(gè)核苷酸長(zhǎng)的非編碼RNA，能夠同時(shí)影響多個(gè)基因網(wǎng)絡(luò)以協(xié)調(diào)強(qiáng)大的生物反應(yīng)。miRNA存在于全身組織，可通過與靶mRNA的3′非翻譯區(qū)，編碼區(qū)或5′非翻譯區(qū)結(jié)合，阻斷mRNA翻譯或者降解mRNA來抑制靶基因的表達(dá)[2]，進(jìn)而參與細(xì)胞增殖、分化、遷移、代謝和凋亡等多種生長(zhǎng)發(fā)育過程。研究表明，通過給予特定的miRNA類似物或抑制劑來調(diào)節(jié)mRNA的表達(dá)，對(duì)腫瘤、心腦血管疾病、自身免疫相關(guān)性疾病以及病毒感染能產(chǎn)生積極作用[3]。此外，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，miRNA在再生醫(yī)學(xué)中具有強(qiáng)大的潛在效應(yīng)，能夠調(diào)節(jié)多種組織的生長(zhǎng)，包括皮膚愈合、骨再生、肝臟再生、腎臟再生和心肌再生等[4]。miRNA可通過各種分子機(jī)制對(duì)機(jī)體成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)和細(xì)胞外基質(zhì)的合成起到明顯的調(diào)節(jié)作用，是皮膚形態(tài)發(fā)生，傷口愈合的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

2 病理性瘢痕的特點(diǎn)

病理性瘢痕可分為增生性瘢痕和瘢痕疙瘩，是由深部皮膚損傷后出現(xiàn)的纖維增殖性疾病，在組織學(xué)上表現(xiàn)為持續(xù)的局部炎癥[5]。病理性瘢痕實(shí)質(zhì)上是受傷的網(wǎng)狀真皮慢性炎癥的結(jié)果，而瘢痕疙瘩可定義為強(qiáng)發(fā)炎的病理性瘢痕，增生性瘢痕可定義為弱致炎的病理性瘢痕[6]。在病理性瘢痕的網(wǎng)狀層中，可以發(fā)現(xiàn)以成纖維細(xì)胞為主的細(xì)胞過度增殖和以Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白為主的細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積。成纖維細(xì)胞是機(jī)體傷口愈合的主要修復(fù)細(xì)胞,在傷口修復(fù)的過程中激活、增殖并合成膠原蛋白,其過度增殖可以促進(jìn)病理性瘢痕的形成。此外，細(xì)胞外基質(zhì)的過度沉積以及各類膠原纖維排列紊亂也是導(dǎo)致病理性瘢痕形成的重要因素，增生性瘢痕主要由與表皮組織平行的Ⅲ型膠原蛋白組成，而瘢痕疙瘩主要由無規(guī)律的Ⅰ型和Ⅲ型膠原蛋白組成。

目前臨床上針對(duì)病理性瘢痕的治療手段頗多，然而，治療過程中患者可能會(huì)出現(xiàn)色素沉著、皮膚刺激或過敏，甚至是皮膚萎縮等不良反應(yīng)[7]。迄今為止，仍未有一種治療方法可以作為病理性瘢痕治療的金標(biāo)準(zhǔn)[8]，而與新技術(shù)相結(jié)合以增強(qiáng)或抑制體內(nèi)靶向miRNA在傷口愈合的新療法開發(fā)中具有很大前景。

3 miRNA影響增生性瘢痕形成的分子機(jī)制

3.1 影響細(xì)胞外基質(zhì)沉積 在受傷早期，高水平的TGF-β1由損傷部位的血小板釋放，可作為成纖維細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞的化學(xué)引誘物[9]，促進(jìn)其轉(zhuǎn)化與生長(zhǎng)。此外，TGF-β1是膠原蛋白和蛋白聚糖合成的最重要的刺激物之一，并且可抑制它們的降解[10]。

Li等[11]在增生性瘢痕成纖維細(xì)胞(HSF)中添加TGF-β1并在48 h后檢測(cè)各分子的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中miR-21的表達(dá)顯著上調(diào)，Ⅰ型膠原蛋白，Ⅲ型膠原蛋白和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)等纖維化標(biāo)志物的水平也顯著上升，而Smad7的表達(dá)受到抑制。隨后，他們?cè)诹硪唤MHSF中轉(zhuǎn)染miR-21模擬物，發(fā)現(xiàn)有相同的表現(xiàn)。由此證明，miR-21在TGF-β1/ miR-21/Smad7信號(hào)通路中扮演重要角色，可通過抑制Smad7表達(dá)來促進(jìn)TGF-β1誘導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)的合成。

另有文獻(xiàn)報(bào)道[12]，miR-29b在增生性瘢痕中表達(dá)下調(diào)，其可抑制纖維化標(biāo)志物的分泌，通過研究進(jìn)一步確定miR-29b是通過下調(diào)TGF-β1/Smad/CTGF信號(hào)通路的活性來抑制增生性瘢痕的形成。Xiao等[13]通過分析20個(gè)增生性瘢痕組織樣品中TGF-β1和miR-185的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)miR-185與TGF-β1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)而導(dǎo)致Ⅰ型膠原蛋白合成減少。

Bi等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在增生性瘢痕組織中miR-98低表達(dá)，其亦可通過直接靶向COL1A1來抑制Ⅰ型膠原蛋白的合成。另有文獻(xiàn)報(bào)道[15]，miR-29b分別靶向定位于COL1A1和COL1A2的3′UTR并使其沉默，抑制成纖維細(xì)胞合成Ⅰ型膠原蛋白，最終抑制瘢痕形成。

不同的miRNA能對(duì)同樣的TGF-β1信號(hào)通路進(jìn)行調(diào)節(jié)，或者直接作用于膠原蛋白基因，結(jié)果表現(xiàn)為膠原蛋白合成的增加或減少，其最終在皮膚上表現(xiàn)為病理性瘢痕的形成或消退。上述研究證實(shí)，miRNA是生理和病理途徑強(qiáng)有力的介質(zhì)，為治療靶標(biāo)提供了顯著的轉(zhuǎn)化前景。

3.2 影響成纖維細(xì)胞的增殖與凋亡 PI3K/AKT信號(hào)通路對(duì)HSF的促增殖、抑凋亡作用具有重要意義，是未來治療病理性瘢痕的重要研究方向之一。

文獻(xiàn)報(bào)道[16]，PI3K/AKT信號(hào)通路途徑是抑癌基因PTEN的重要下游信號(hào)通路之一，并且AKT的磷酸化受到PTEN的抑制。研究發(fā)現(xiàn)[17]，miR-21可通過直接結(jié)合PTEN的mRNA上的3′-UTR來抑制PTEN的表達(dá)。在成纖維細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)染miR-21抑制劑后會(huì)導(dǎo)致AKT磷酸化水平降低，端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶hTERT的表達(dá)上調(diào)，并且抑制HSF的增殖；而在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)染miR-21模擬物則有相反的表現(xiàn)。隨后，他們證實(shí)hTERT是PTEN的下游靶基因之一。由此，他們提出miR-21的過表達(dá)可通過PTEN/PI3K/AKT信號(hào)傳導(dǎo)途徑上調(diào)hTERT表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)HSF的增殖。另有研究發(fā)現(xiàn)[18]，miR-21表達(dá)下調(diào)亦可促進(jìn)程序性死亡因子PDCD4的表達(dá)，并借此抑制PDCD4下游途徑PI3K/AKT傳導(dǎo)通路的活性，進(jìn)而減少HSF的增殖。

Mu等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在增生性瘢痕組織中miR-143-3p表達(dá)顯著下調(diào)，其可抑制細(xì)胞增殖并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。隨后，他們發(fā)現(xiàn)miR-143-3p可直接結(jié)合結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)的3′-UTR來下調(diào)CTGF的表達(dá)進(jìn)而抑制PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路的活性。以上結(jié)果證實(shí)，miR-143-3p可通過靶向CTGF來抑制PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路的活性，進(jìn)而影響HSF的增殖與凋亡。

以上描述了3種miRNA對(duì)PI3K/AKT信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，而PI3K/AKT信號(hào)傳導(dǎo)途徑是傷口愈合中細(xì)胞遷移和增殖的關(guān)鍵通路，其分布范圍廣泛，功能強(qiáng)大，將來必然還會(huì)有更多與之緊密相關(guān)的miRNA被探知，故PI3K/AKT信號(hào)通路途徑是重要的治療靶點(diǎn)。

3.3 同時(shí)影響細(xì)胞外基質(zhì)沉積與成纖維細(xì)胞的增殖與凋亡 缺氧誘導(dǎo)因子抑制因子(FIH)已被證明能夠使缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1α)的結(jié)構(gòu)域失活，而HIF-1α可通過活化基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑-1(TIMP-1)促進(jìn)瘢痕的纖維化[20]?；|(zhì)金屬蛋白酶是一類能直接降解細(xì)胞外基質(zhì)的一類多肽家族，同時(shí)能促進(jìn)細(xì)胞遷移和增殖，其活性可被TIMP-1抑制。文獻(xiàn)報(bào)道[21]，在缺氧條件下，細(xì)胞通過下調(diào)hsa-miR31-5p可增強(qiáng)FIH的表達(dá)，顯著抑制HSF的增殖，并降低膠原蛋白和TIMP-1的合成。隨后，他們確定FIH基因中存在hsa-miR31-5p的靶位點(diǎn)?；谝陨辖Y(jié)果，他們認(rèn)為hsa-miR31-5p通過靶向FIH來激活HIF-1α/TIMP-1信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而促進(jìn)HSF的增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)的形成。

Nong等[22]發(fā)現(xiàn)，COL1A2-AS1基因抑制HSF增殖以及細(xì)胞外基質(zhì)的形成，并通過測(cè)定成纖維細(xì)胞中COL1A2-AS1過表達(dá)及表達(dá)下調(diào)后Smad7的表達(dá)情況，明確了COL1A2-AS1與Smad7的表達(dá)正相關(guān)。隨后通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了miRNA-21可通過堿基互補(bǔ)的方式與COL1A2-AS1緊密結(jié)合并抑制其下游Smad7的表達(dá)。以上結(jié)果說明miRNA-21在COL1A2-AS1 /Smad7通路起到重要作用，影響增生性瘢痕的形成。

能夠同時(shí)影響細(xì)胞外基質(zhì)沉積與成纖維細(xì)胞增殖的miRNA較為少見，但隨著對(duì)于病理性瘢痕研究的深入，應(yīng)當(dāng)會(huì)有更多的這類分子物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，而這些物質(zhì)將是增生性瘢痕重要的治療靶點(diǎn)。

4 miRNA影響瘢痕疙瘩形成的分子機(jī)制

4.1 影響細(xì)胞外基質(zhì)沉積 研究發(fā)現(xiàn)[23]，在用miR-196a前體轉(zhuǎn)染的瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞(KF)和正常成纖維細(xì)胞中，Ⅰ型和Ⅲ型膠原分泌減少，miR-196a抑制劑卻能增加它們的表達(dá)。隨后，實(shí)驗(yàn)證明miR-196a可直接與COL1A1和COL3A1 3′UTR結(jié)合。以上發(fā)現(xiàn)表明miR-196a通過靶向成纖維細(xì)胞中COL1A1和COL3A1基因的3′UTR直接下調(diào)膠原蛋白的表達(dá)。

直至目前，僅有少數(shù)miRNA被發(fā)現(xiàn)能夠直接調(diào)節(jié)膠原蛋白基因的表達(dá)，從而調(diào)節(jié)病理性瘢痕的形成。顯然，不通過復(fù)雜的信號(hào)通路而直接影響病理性瘢痕膠原蛋白的翻譯過程是對(duì)瘢痕形成最直接、最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方式。

4.2 影響成纖維細(xì)胞的增殖與凋亡 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)在瘢痕發(fā)生的調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用。有研究發(fā)現(xiàn)miR-205-5p過表達(dá)能夠顯著損害細(xì)胞活力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并抑制KF的侵襲和遷移能力[24]。此實(shí)驗(yàn)證明，miR-205-5p通過直接靶向VEGF表達(dá)后抑制PI3K/AKT途徑，從而拮抗瘢痕疙瘩。

目前已經(jīng)確認(rèn)PHLPP2是PHLPP家族和AKT信號(hào)傳導(dǎo)抑制劑的最新特征成員，可抑制細(xì)胞周期進(jìn)程并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[25]。Rang等[26]發(fā)現(xiàn)miR-181a的過表達(dá)可抑制KF的凋亡。隨后，他們發(fā)現(xiàn)miR-181a結(jié)合PHLPP2的3′UTR，并且顯著抑制PHLPP2的表達(dá)。同時(shí)研究表明，在KF中miR-181a的過表達(dá)可增加AKT磷酸化的水平。以上結(jié)果說明，miR-181a負(fù)向調(diào)節(jié)PHLPP2的表達(dá)，并通過激活PI3K/AKT信號(hào)通路來增加細(xì)胞的增殖以及抑制細(xì)胞的凋亡。

miRNA對(duì)于KF的調(diào)節(jié)作用再次證明了PI3K/AKT信號(hào)通路的重要性。

4.3 同時(shí)影響細(xì)胞外基質(zhì)沉積與成纖維細(xì)胞的增殖與凋亡 Yao等[27]發(fā)現(xiàn)，miR-1224-5p的上調(diào)促進(jìn)KF凋亡，而miR-1224-5p的下調(diào)抑制KF凋亡。隨后，他們進(jìn)一步分析miR-1224-5p對(duì)TGF-β1和Smad3表達(dá)的影響，證明miR-1224-5p能夠通過抑制KF中TGF-β1/Smad3途徑的表達(dá)來影響瘢痕的形成。

miR-31-5p與miR-1224-5p這類能夠同時(shí)影響細(xì)胞外基質(zhì)沉積與成纖維細(xì)胞增殖的miRNA值得更進(jìn)一步的研究。

5 結(jié)語(yǔ)

miRNA是強(qiáng)大的基因調(diào)控者，單個(gè)miRNA的調(diào)節(jié)就可能產(chǎn)生強(qiáng)大的效應(yīng)。人類病理性瘢痕和正常皮膚組織中存在顯著的miRNA表達(dá)差異，這與病理性瘢痕的發(fā)生、發(fā)展及演化息息相關(guān)。皮膚損傷痊愈的特定階段有特殊的 miRNA表達(dá)，這些特殊的miRNA可通過相關(guān)的作用機(jī)制對(duì)慢性傷口的愈合產(chǎn)生巨大的影響。學(xué)者們對(duì)miRNA領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，能加深我們對(duì)其在生理和病理性傷口愈合中的潛在作用的理解。miRNA具有調(diào)節(jié)多個(gè)基因靶標(biāo)的能力，提供了在不同途徑內(nèi)同時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)的可能性，通過進(jìn)一步研究miRNA的機(jī)制并確定其安全性，可能發(fā)現(xiàn)一種安全和具有革命性意義的療法。