張浩 傅曉鳳 楊夢雨 黎敏 王雪貞

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是老年期最常見的癡呆類型，也是老年期最常見的慢性病之一。其起病較為隱匿，臨床表現(xiàn)主要為記憶功能、時(shí)間和空間定向力、執(zhí)行功能，以及人格和行為等方面的損害。發(fā)展到后期，可并發(fā)全身系統(tǒng)的疾病，最終因此而死亡。晚期患者會逐漸失去日常生活的能力，給家庭和個(gè)人帶來沉重的負(fù)擔(dān)，因此早期的明確診斷和有效治療是AD 目前最為關(guān)鍵的問題。隨著研究的逐漸深入，miRNA-485 被發(fā)現(xiàn)在AD 中有著明顯的失調(diào)，其與AD 的發(fā)生發(fā)展可能存在密切的聯(lián)系。經(jīng)過多年的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-485在AD 中主要是通過其兩個(gè)不同的亞型來發(fā)揮作用。其兩個(gè)亞型各自通過不同的途徑來對AD 進(jìn)行調(diào)節(jié)，影響AD 的疾病進(jìn)展。這為AD 的診斷和治療提供了新的研究方向，為研究AD 更為準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物提供了新的依據(jù)。

1 AD及其臨床現(xiàn)狀

AD 是一類嚴(yán)重影響人類生活質(zhì)量及生命健康的疾病，是引起癡呆癥的主要疾病。如今AD 被認(rèn)為是世界第七大死亡原因，全世界大約有5 000 多萬的癡呆患者，其中大部分分布在中低收入國家，約占患病總?cè)藬?shù)的60%。隨著人口老齡化，患者的數(shù)目也在逐年增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前癡呆患者的每年增長數(shù)目可達(dá)到1 000 萬左右，預(yù)計(jì)到2050年，患者數(shù)目將達(dá)到1.52 億人[1]。這將給全世界公共衛(wèi)生事業(yè)帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，是需密切關(guān)注的公共衛(wèi)生問題。AD 是一種以進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙為特征的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，是一種多因素的疾病[2]。其主要的解剖和病理生理變化為細(xì)胞外β 淀粉樣蛋白沉積形成的淀粉樣斑塊和細(xì)胞內(nèi)tau 蛋白過度磷酸化所致的神經(jīng)纖維纏結(jié)，同時(shí)伴有大量神經(jīng)元和突觸的丟失[3]。AD 最常見的臨床表現(xiàn)為緩慢進(jìn)展的遺忘癥，發(fā)展到后期可形成以遺忘為主的多領(lǐng)域癡呆癥，非遺忘表現(xiàn)多累及視覺、語言、執(zhí)行、運(yùn)動等方面[4]。AD 的臨床癥狀起病隱匿，早期可僅表現(xiàn)為輕微的記憶減退，常被誤認(rèn)為是壓力過大或者正常衰老所引起[5]。所以早期不易被發(fā)現(xiàn)，難以得到及時(shí)的治療[6]。目前AD 的唯一決定性診斷是在患者大腦組織中觀察到Aβ 斑塊和神經(jīng)纖維纏結(jié)，然而在現(xiàn)實(shí)的診療活動中這似乎難以實(shí)現(xiàn)[7]。在治療上，AD 也只能通過藥物來延緩疾病進(jìn)展。目前AD 急需更為簡便及有效的診治方案。隨著對microRNA 的研究深入，microRNA-485 似乎可作為AD 的新的生物標(biāo)志物，并為治療提供新的靶向。

2 了解microRNA

microRNA（miRNA）是真核細(xì)胞內(nèi)的一種小型RNA，一般由19 至25 個(gè)核苷酸組成，能夠在轉(zhuǎn)錄后的基因沉默中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[8]。經(jīng)過一系列的生物合成過程，一個(gè)初級的miRNA 可形成一條成熟的雙鏈miRNA，雙鏈miRNA 可繼續(xù)生成兩條功能不同的子鏈miRNA（miRNA-3p 和miRNA-5p）[9]。子鏈miRNA 能夠與RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物中相應(yīng)的靶mRNA（信使RNA，其攜帶遺傳信息，在翻譯時(shí)作為蛋白質(zhì)合成的模板）堿基配對，通過完全或不完全的堿基互補(bǔ)配對，來降解或阻斷mRNA 的翻譯[10]。在人類基因組中，接近有2 000 個(gè)基因用來編碼多個(gè)miRNA，同時(shí)miRNA 也可以通過序列特異性方式靶向人類基因中的60%[11]。單個(gè)miRNA所靶向結(jié)合的mRNA 可達(dá)數(shù)百個(gè)，同時(shí)也具有影響很多參與功能性相互作用途徑的基因表達(dá)的作用。miRNA 與靶標(biāo)mRNA 結(jié)合后，可抑制mRNA 的翻譯，使目標(biāo)蛋白質(zhì)生成減少。然而，其效果通常不是簡單的表達(dá)沉默，而是降低蛋白質(zhì)水平的更細(xì)微的效果，所以將多個(gè)miRNA 與單個(gè)mRNA 結(jié)合或通過同一途徑來靶向多個(gè)蛋白質(zhì)時(shí)，能夠起到明顯放大作用[12]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)miRNA 在人類許多疾病中，存在明顯的失調(diào)[13]，包括腫瘤、心血管系統(tǒng)疾病、神經(jīng)疾病等多個(gè)領(lǐng)域。這表明miRNA 在人體中有著復(fù)雜的機(jī)制，可通過多種途徑、多種方式來影響人體的疾病進(jìn)展。同時(shí)這也體現(xiàn)了其在治療許多疾病中的價(jià)值。

3 microRNA與AD的關(guān)系

AD 的病因復(fù)雜多樣，除遺傳變異外，表觀遺傳因素在AD 的發(fā)生發(fā)展過程中也有著重要作用，其中包括microRNA 對于AD 病理改變的影響[14]。相關(guān)的研究已經(jīng)證實(shí)，AD 患者的外周血、外泌體、腦脊髓液和細(xì)胞外液中，可見多種miRNA 存在明顯的失調(diào)，當(dāng)前已被認(rèn)為是AD 診斷的潛在生物標(biāo)志物[11]。據(jù)推測，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，miRNA 一方面可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生和突觸可塑性及在人腦中的神經(jīng)遞質(zhì)的動態(tài)平衡來發(fā)揮相應(yīng)的作用[15]。另一方面，miRNA 也會對機(jī)體的特異性及非特異性免疫產(chǎn)生影響，從而誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥的發(fā)生[16]。不管是突觸的功能受損還是神經(jīng)炎癥介導(dǎo)的神經(jīng)元死亡，都是AD 重要的病理表現(xiàn)。因此，miRNA在AD 發(fā)生發(fā)展中有著至關(guān)重要的作用。有研究經(jīng)過對AD 患者的外周血中失調(diào)的miRNA 和大腦易損區(qū)發(fā)現(xiàn)的miRNA 進(jìn)行交叉統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)其中10 種miRNA（miRNA-107、miRNA-26b、miRNA-30e、miRNA-34a、miRNA-485、miRNA-200c、miRNA-210、miRNA-146a、miRNA-34c、miRNA-125b）在AD 早期存在明顯變化[17]。其中7種miRNA包括miRNA-125b、miRNA-146a、miRNA-200c、miRNA-26b、miRNA-30e、miRNA-34a、miRNA-34c 呈明顯上調(diào)的趨勢，3 種miRNA，包括miRNA-107、miRNA-210、miRNA-485 呈明顯下降趨勢[18]。這10 種miRNA 在AD 中的水平有高有低，表明不同的miRNA 可能會通過不同的途徑來作用于AD。近年來，miRNA-485 作為在AD 中新發(fā)現(xiàn)的miRNA 之一，其在AD 中的作用備受關(guān)注。

4 microRNA-485與AD的關(guān)系

miRNA485 作為一種miRNA，其前體同樣為雙鏈樣結(jié)構(gòu)，經(jīng)過合成加工后形成兩個(gè)不同的亞型，即miRNA-485-3p 和miRNA-485-5p。miRNA-485-3p 和miRNA-485-5p 雖然都是由miRNA-485加工而來，但似乎在AD 發(fā)生發(fā)展過程中有著截然相反的作用。miRNA-485-3p 是miRNA-485 于3’端形成的功能性的miRNA。在最近的研究中，發(fā)現(xiàn)在AD 患者和AD 動物模型中miRNA-485-3p 的表達(dá)水平明顯上調(diào)，其血清中miRNA-485-3p 的表達(dá)水平與AD 患者的MMSE 評分（簡易精神狀態(tài)檢查量表，可用于測定輕度認(rèn)知功能障礙）呈明顯負(fù)相關(guān)[19]。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，向小鼠原代神經(jīng)元細(xì)胞中，轉(zhuǎn)染miRNA-485-3p后，凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（ASC）和白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）的釋放增加，轉(zhuǎn)染miRNA-485-3p ASO（miRNA-485-3p 反寡義核苷酸）則可減少Aβ 蓄積和神經(jīng)炎癥，由此可見miRNA-485-3p 與AD 的嚴(yán)重程度有著明顯相關(guān)性，是AD 的促發(fā)因素[20]。miRNA-485-3p 可通過多種機(jī)制來促進(jìn)神經(jīng)炎癥的產(chǎn)生。（1）AIM2：AIM2 是一種先天性細(xì)胞質(zhì)感受器，能夠識別病原體攜帶的外源性DNA 及機(jī)體細(xì)胞中受損細(xì)胞器的雙鏈DNA[21]。AIM2 可以與ASC（一種含有CARD的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白）和caspase-1 結(jié)合，形成AIM2 炎性體，并通過細(xì)胞因子成熟和細(xì)胞焦亡等方式引起神經(jīng)炎癥[22]。然而，在神經(jīng)元細(xì)胞中AIM2 是miRNA-485-3p 作用的直接靶點(diǎn)，miRNA-485-3p 可通過MEG3/miRNA-485/AIM2 通路來調(diào)節(jié)AIM2 的表達(dá)[23]，并進(jìn)一步調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥反應(yīng)。（2）PSMB8：蛋白酶體亞基β8 型（PSMB8）是一種特殊的免疫蛋白酶體，與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病有著高度的相關(guān)性。在動物和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，選擇性抑制PSMB8 表達(dá)后，可明顯減輕神經(jīng)炎癥[24]。PSMB8在細(xì)胞中是miRNA-485-3p 的直接靶標(biāo)，miRNA-485-3p 過表達(dá)可促進(jìn)PSMB8 的生成，介導(dǎo)神經(jīng)炎癥的產(chǎn)生[25]。另一方面，神經(jīng)元的丟失是AD 發(fā)病的明顯病理生理學(xué)改變[26]，而神經(jīng)干細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)中的原始細(xì)胞，具有分化成多種神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的潛能[27]。TRIP6 是一種LIM 結(jié)構(gòu)域蛋白，存在許多蛋白質(zhì)相互作用域，在脈絡(luò)叢上皮細(xì)胞的纖毛中發(fā)揮協(xié)同及轉(zhuǎn)運(yùn)作用[28]。TRIP6 可以利用Notch 信號通路來促進(jìn)新生神經(jīng)干細(xì)胞的增殖并抑制其分化[29]，然而，miRNA-485-3p 可以通過靶向調(diào)節(jié)TRIP6 的表達(dá)來抑制神經(jīng)干細(xì)胞的分裂、增殖，并進(jìn)一步誘導(dǎo)其分化[30]。當(dāng)miRNA-485-3p 過表達(dá)時(shí)，會抑制TRIP6 的表達(dá)，導(dǎo)致TRIP6 對神經(jīng)干細(xì)胞的作用減弱，抑制神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，無法充分補(bǔ)充神經(jīng)元的丟失，導(dǎo)致神經(jīng)元死亡，引起認(rèn)知功能下降[31]。由此可見miRNA-485-3p 可通過多種通路來影響AD 的發(fā)病過程。

miRNA-485-5p 在近幾年的動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，AD 小鼠的海馬中miRNA-485-5P 水平下調(diào)，miRNA-485-5p 過表達(dá)可促進(jìn)AD 小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。在細(xì)胞模型中，轉(zhuǎn)染miRNA-485-5p 模擬物，可見過度表達(dá)的miRNA-485-5p 逆轉(zhuǎn)了周細(xì)胞的凋亡[32]。由此，miRNA-485-5p 可能成為AD的保護(hù)性因素。神經(jīng)突觸的穩(wěn)態(tài)失衡也是AD 重要的病理生理學(xué)改變之一，已有研究表明，miRNA-485-5p 可以改變功能型突觸的數(shù)量，抑制樹突棘的功能及結(jié)構(gòu)，而突觸前末梢的釋放特性未受影響[33]。miRNA-485-5p 對突觸的影響存在多種復(fù)雜的機(jī)制，（1）SV2A：SV2A 是一種突觸前蛋白，其過表達(dá)能夠促進(jìn)突觸前膜神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，然而在AD 患者的大腦病變區(qū)域可見明顯的表達(dá)下降[34]。當(dāng)miRNA-485-5p 過表達(dá)時(shí)可見SV2A 表達(dá)明顯下調(diào)，當(dāng)SV2A 過表達(dá)則會逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象[35]。在AD中miRNA-485-5p 表達(dá)下降，使得SV2A 的表達(dá)增加，促進(jìn)了突觸的神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞，彌補(bǔ)AD 的突觸缺失，起到保護(hù)性作用。（2）BDNF：腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）是大腦中分布最廣泛的神經(jīng)營養(yǎng)因子之一，能夠調(diào)節(jié)多個(gè)腦區(qū)中突觸的結(jié)構(gòu)、功能及可塑性[36]。在海馬區(qū)，主要是對海馬的長時(shí)程增強(qiáng)（LTP）有著重要作用，LTP 是突觸功能的長期增強(qiáng)，被認(rèn)為是學(xué)習(xí)和記憶的基礎(chǔ)[37]。BDNF對miRNA-485-5p 存在明顯的正向調(diào)控作用[38]，兩者關(guān)系密切，BDNF 可能作為miRNA-485-5p 對突觸影響的機(jī)制之一。另一方面，B 位點(diǎn)淀粉樣蛋白前體蛋白裂解酶-1（BACE-1）是β-淀粉樣蛋白的促進(jìn)因素，在AD中，其表達(dá)增多促進(jìn)了淀粉樣蛋白的沉積，加重AD 進(jìn)展[39]。BACE-1 反義轉(zhuǎn)錄物（BACE-1-AS）在AD 中表達(dá)增高，其能夠促進(jìn)BACE-1 的生成[40]。目前已證實(shí)miRNA-485-5p 和BACE-1-AS 在對BACE-1 蛋白的調(diào)節(jié)方面具有相反的作用[41]，當(dāng)miRNA-485-5p 下調(diào)時(shí)，BACE-1的表達(dá)增多，加速淀粉樣蛋白的沉積。miRNA-485-5p 在AD 中表達(dá)下降，在動物實(shí)驗(yàn)中，使miRNA-485-5p 過表達(dá)能改善動物的認(rèn)知及學(xué)習(xí)能力。過表達(dá)miRNA-485-5p 有望成為AD 治療的靶向。

5 小結(jié)

AD 作為一種不可被治愈的疾病，發(fā)病機(jī)制仍未完全明確，其早期起病隱匿，不易察覺，常被誤診。迫切需要更為精確的診斷標(biāo)志物及有效的治療方法。隨著對miRNA 的研究深入，miRNA-485 的作用逐漸被揭示。AD 的主要病理表現(xiàn)為神經(jīng)元的死亡和突觸的丟失。已發(fā)現(xiàn)miRNA-485 可通過多種不同的途徑來影響AD 的病理特征。miRNA-485包括兩種不同的子鏈miRNA，即miRNA-485-3p 和miRNA-485-5p。miRNA-485-3p 在AD 中表達(dá)增多，作為AD 的促發(fā)因素，能夠促進(jìn)AD 的發(fā)生發(fā)展。一方面，miRNA-485-3p 可通過對AIM2 和PSMB8的調(diào)節(jié)，來引起神經(jīng)炎癥，加速神經(jīng)元細(xì)胞的死亡。另一方面，miRNA-485-3p 可以靶向調(diào)節(jié)TRIP6 的表達(dá)，抑制神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，減少神經(jīng)元細(xì)胞的來源，使神經(jīng)元細(xì)胞生成減少。miRNA-485-5p 在AD 中水平明顯降低，其過表達(dá)可改善AD 引起的認(rèn)知功能下降，作為AD 的保護(hù)性因素。miRNA-485-5p 可以通過對突觸的調(diào)節(jié)來影響AD 進(jìn)展，具有改變功能型突觸的數(shù)量，抑制樹突棘功能及結(jié)構(gòu)的作用。miRNA-485-5p 對突觸的調(diào)節(jié)，主要是依靠SV2A 和BDNF 來實(shí)現(xiàn)的。另外，miRNA-485-5p 還可以調(diào)節(jié)BACE-1 的水平，當(dāng)miRNA-485-5p 下降時(shí)，使BACE-1 表達(dá)增多，加速淀粉樣蛋白的沉積，促進(jìn)AD 進(jìn)展。通過下調(diào)miRNA-485-3p 或者上調(diào)miRNA-485-5p，可見AD 引起的認(rèn)知功能下降得到改善，這為AD 的治療提供了方向。

6 展望

miRNA-485-3p 和miRNA-485-5p 在AD發(fā)病機(jī)制中展現(xiàn)了明顯的作用，有著提供新的治療靶向的潛在價(jià)值。隨著對AD 新的診斷及治療方法的迫切需要，miRNA-485-3p 和miRNA-485-5p 有望成為AD 新的生物標(biāo)志物，并進(jìn)一步為AD 提供更有效的治療方案。