魏 苗 花雯雯 程 驗 張國偉 管懷進 季 敏

小梁網是前房水引流的主要通道，由小梁網細胞(TMC)和細胞外基質(ECM)組成。前房水通過房角小梁網從前房流出到相鄰的Schlemm管，再通過集液管進入房水，然后進入血液循環(huán)，這一途徑是房水引流的主要方式，小梁網結構和功能障礙將導致房水引流通道受阻，房水在眼內積聚，導致眼壓(IOP)升高，發(fā)生青光眼[1]。理解小梁網組織結構和功能變化的作用及機制對于高IOP機制的闡明及新的降IOP治療方法的開發(fā)至關重要。

超過90%的哺乳動物基因組被轉錄為非編碼RNA(ncRNA)，在生物細胞增殖、凋亡等基本生命活動和癌癥、心血管及神經系統(tǒng)疾病的病理生理學中均起重要作用，是生物過程強有力的多功能調節(jié)因子[2]。根據堿基長度大小和結構不同,ncRNA 可大致分為短鏈ncRNA、長鏈ncRNA(lncRNA)和環(huán)狀RNA (circRNA)。短鏈ncRNA包括微小RNA(miRNA)等，是不參與蛋白質編碼的RNA。其中miRNA是一種非常小的短鏈ncRNA，參與了包括細胞增殖、分化、凋亡、細胞代謝以及機體免疫在內的幾乎所有生命活動的調節(jié)和控制[3]。lncRNA是長于200個核苷酸的RNA轉錄本，主要參與染色質修飾、轉錄激活、轉錄干擾、核內運輸等多種重要的調控過程[4]。circRNA是一類具有閉環(huán)結構的ncRNA，呈封閉環(huán)狀結構，不受RNA外切酶影響，表達更穩(wěn)定，不易降解[5]。

1 小梁網的生理特點

小梁網組織由原始中胚層和神經外胚層共同發(fā)育而來[6]，橋接于鞏膜突和Schwalbe線的篩狀組織，在前房和Schlemm管之間充當過濾器，收集房水并將其排出到眼外。根據解剖位置和功能不同，可將小梁網組織分為兩部分：前小梁網和后小梁網[7]。前小梁網又稱非濾過小梁網，是Schwalbe線和后小梁網狀體之間的過渡區(qū)，內含TMC。目前對于前小梁網的作用知之甚少，還需進一步研究。后小梁網又稱為濾過性小梁網，因為其與Schlemm管相連，可發(fā)揮功能性濾過作用，引流房水。

小梁網組織中TMC是結合內皮細胞、肌成纖維細胞和巨噬細胞特性的特殊細胞，可調節(jié)房水流出阻力[8]；ECM是存在于TMC之間的動態(tài)網狀結構，由纖維蛋白、透明質酸和蛋白多糖等物質組成。TMC在靠近角鞏膜面作為內皮細胞起作用，產生大量抗血栓形成的物質，如硫酸肝素和組織纖溶酶原激活劑[9]。細胞的凋亡和增殖將導致TMC功能受損，誘發(fā)青光眼。在生理條件下，ECM的合成速率和分解速率維持平衡，這種平衡失調將導致小梁網組織中ECM沉積的增加，流出通道阻力增加，房水流出減少[6]。有研究指出，小梁網組織具有平滑肌樣功能,可主動參與房水流出的調節(jié)[8]。因此，房水流出可能受到TMC生存率、小梁網收縮性能以及小梁網中ECM沉積的影響。

2 miRNA與小梁網

隨著分子生物學技術的快速發(fā)展和人類基因組計劃的成功實施，有研究通過基因測序發(fā)現，青光眼組患者與對照組的小梁網組織中miRNA表達有顯著差異[10]，并且部分miRNA已被證實，在青光眼病理生理過程中發(fā)揮重要的調控作用，這些發(fā)現可能在青光眼的預防、治療以及術后并發(fā)癥的預防方面發(fā)揮作用[11]。

2.1 抑制TMC凋亡的miRNA

2.1.1 miR-144-3p研究顯示，原發(fā)性開角型青光眼(POAG)患者的小梁網鄰近區(qū)域和Schlemm管內壁中有大量纖連蛋白1(FN-1)沉積，并且隨著疾病的加重而增加[12]。FN-1是miR-144-3p的直接作用靶點，miRNA-144-3p在POAG患者血清中低表達。Yin 等[13]在人HMC(HTMCs)氧化應激模型中發(fā)現，miR-144-3p表達上調，HTMCs凋亡率降低，且研究進一步表明，過表達miR-144-3p是通過靶向抑制FN-1在氧化應激HTMCs中的表達來促進HTMCs的增殖和侵襲的。miR-144-3p有望成為青光眼治療的潛在靶標。

2.1.2 miR-17-5p有研究表明，Bcl-2家族是一類與細胞凋亡相關的蛋白，Bcl-2和Bcl-xL主要抑制細胞凋亡，而Bax主要促進細胞凋亡[14]。有研究發(fā)現，H2O2刺激后的HTMC抑制了miR-17-5p表達，而PTEN是miR-17-5p的靶基因；抑制miR-17-5p后，Bcl-2和Bcl-xL表達均下降，Bax表達增強，細胞凋亡率顯著增加，而通過敲減PTEN可以消除這些作用[15]。這說明，miR-17-5p可能通過靶向PTEN調控HTMCs凋亡，在青光眼的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。

2.1.3 miR-181aWang 等[16]的研究發(fā)現，經H2O2處理后的HTMCs中miR-181a表達顯著降低，過表達miR-181a增強了HTMCs的生存能力，抑制HTMCs凋亡，而敲除miR-181a則降低了細胞生存率，可見miR-181a可以通過阻斷核因子κB(NF-κB)和JNK信號通路來提高H2O2處理后HTMCs的存活率。

2.1.4 miR-4295枸杞多糖(LBPs)對多種疾病均具有抗氧化、抗腫瘤活性、神經保護和免疫調節(jié)等作用[17]。有研究發(fā)現，在H2O2給藥后，LBPs顯著促進了HTMCs的活力，抑制了細胞凋亡，降低了pro-/caspase-3/9和活性氧(ROS)水平，該研究進一步發(fā)現，miR-4295表達在H2O2和LBPs處理的細胞中上調，LBPs通過上調H2O2損傷的HTMCs中的miR-429表達，激活了PI3K/AKT和ERK信號通路。這些數據表明，miR-4295上調能緩解H2O2誘導的HTMCs損傷，抑制HTMCs凋亡[18]。

2.1.5 miR-200c-3pShen等[19]利用TargetScan網站分析發(fā)現，PTEN是miR-200c-3p的潛在靶標，并且通過雙熒光素酶報告基因測定實驗證實；該研究發(fā)現，用 H2O2處理HTMCs后，miR-200c-3p表達下調，而PTEN表達上調；此外，過表達miR-200c-3p增強了細胞增殖，抑制細胞凋亡，而PTEN逆轉了miR-200c-3p的作用，并且，miR-200c-3p抑制了PTEN和Bax表達，并改善了AKT和雷帕霉素(mTOR)的表達，而PTEN減弱了這些作用。這些結果表明，miR-200c-3p過表達靶向性負調控PTEN以抑制Bax表達并激活PTEN/AKT/mTOR信號通路，從而促進細胞增殖并抑制細胞凋亡。

2.2 促進TMC凋亡的miRNA

2.2.1 miR-204有研究顯示，在小梁網細胞系中，miR-204過表達導致細胞早期凋亡水平升高，而下調內源性的miR-204，細胞凋亡減少[19]。還有研究發(fā)現，miR-204直接靶向的基因中有5個(LTBP2、FOXO1、OPA1、SPARC和WDR36)在細胞凋亡中發(fā)揮作用[20]。miR-204對TMC凋亡的影響可能部分是通過上述影響細胞凋亡的靶基因介導的，具體還需進一步實驗驗證。

2.2.2 miR-29b-3p有研究發(fā)現，miR-29b-3p在青光眼大鼠模型和H2O2刺激的HTMCs中表達增加，miR-29b-3p表達下調可促進細胞活力，抑制細胞凋亡和ROS生成以及ECM產生，緩解了HTMC中H2O2誘導的氧化損傷；生物信息學分析發(fā)現，抗凋亡基因RNF138是miR-29b-3p的下游靶標，敲減RNF138顯著逆轉了miR-29b-3p對HTMCs的氧化損傷[21]。這表明，靶向RNF138的 miR-29b-3p在青光眼中表達升高，并且促進HTMCs凋亡。

2.2.3 miR-93有研究顯示，與白內障患者相比，POAG患者房水和TMC中miR-93表達增加；而研究進一步發(fā)現，核轉錄因子NFE2L2蛋白是miR-93的靶基因，抑制miR-93可以促進TMC增殖，并抑制細胞凋亡；而通過敲減NFE2L2可以消除這些作用[22]。這表明，靶向NFE2L2的miR-93在青光眼中表達升高，并且促進TMC凋亡。

2.3 調節(jié)小梁網組織收縮性的miRNA小梁網的收縮性也是房水循環(huán)過程中的重要功能。當小梁網狀細胞松弛時，房水的過濾面積增加，進入眼外循環(huán)，IOP降低。相反，TMC收縮可以彌合TMC之間的間隙，導致小梁網孔的通透性下降并影響房水的排出[23]。目前研究表明，miRNA與小梁網的收縮性密切相關，在青光眼發(fā)病過程中發(fā)揮重要的調控作用[19]。

2.3.1 miR-200c有研究發(fā)現，miR-200c可以抑制與小梁網狀細胞收縮相關的基因表達，如ZEB1，ZEB2，FHOD1和RHOA，并發(fā)現，當大鼠眼過表達miR-200c時，膠原蛋白的收縮受到抑制，TMC的牽引力降低；此外，在小鼠眼內注射miR-200c后，IOP降低，這可能是改變小梁收縮性并控制IOP的新靶點[24]。

2.3.2 miR-143/145Li 等[25]發(fā)現，miR-143和miR-145在眼平滑肌和小梁網組織中表達豐富，小鼠中靶向缺失miR-143/145可導致IOP顯著降低，房水流出量增加了約2倍；在機制上，miR-143/145調節(jié)肌動蛋白動力學和TMC的收縮性，促使miRNA通過改變平滑肌組織的結構影響房水流出，為青光眼的藥物治療提供了新方法。

2.3.3 miR-450有研究發(fā)現，與對照組相比，POAG患者的全身性轉化生長因子β1(TGF-β1)表達顯著升高，而TGF-β1通過抑制miR-450來發(fā)揮其功能[26]。此外，miR-450促進了肌源性分化因子(MYOD)的表達，這是一種在肌肉分化中起重要作用的轉錄因子，該蛋白存在于青光眼患者房水中，在控制成肌細胞分化中起作用[27]。因此，miR-450是通過靶向MYOD影響TMC的收縮張力，從而參與青光眼的發(fā)病機制，但還需要進一步驗證。

2.4 影響小梁網ECM的miRNAECM合成和降解平衡失調導致房水流出阻力增加，導致青光眼患者IOP升高?；啄ぶ蠩CM的質量和數量變化似乎是青光眼房水流出阻力異常增加的致病因素[28]。鑒于ECM動力學對房水流出途徑的重要性，調節(jié)ECM代謝的 miRNA 似乎是減少房水流出阻力的重要靶點。

2.4.1 miR-483-3p氧化應激誘導HTMCs中ECM成分如纖維連接蛋白、層粘連蛋白及I型膠原的mRNA和蛋白表達上調。有研究證實，有氧化應激下HTMCs中miR-483-3p表達水平降低，而過表達miR-483-3p后ECM合成減少，此外，miR-483-3p通過兩個結合位點靶向Smad4，導致Smad4表達降低，而敲除Smad4可降低ECM的水平[29]。這表明，miR-483-3p可通過下調Smad4抑制HTMCs中ECM的產生，因此，miR-483-3p可能是治療青光眼的潛在靶點。

2.4.2 miR-29miR-29家族已經成為各種組織中ECM穩(wěn)態(tài)的關鍵調節(jié)器。miR-29家族主要包括miR-29a、miR-29b和miR-29c，在HTMCs均有表達。有研究發(fā)現，在TGF-β2誘導的TMC中，miR-29a表達增加降低了ECM中I型膠原蛋白、IV型膠原蛋白和FN1的表達，這證明，miR-29a對ECM具有負向調節(jié)作用；通過抑制miR-29b表達發(fā)現，多種ECM成分(包括膠原蛋白、LAMC1和FN-1)表達降低[30]，這說明，抑制miR-29對改善ECM沉積有重要作用，雖然經TGF-β2處理后，HTMCs中的miR-29c表達沒有顯著變化，但過表達miR-29c可顯著抑制ECM合成，這表明，miR-29c在調節(jié)TGF-β2介導的小梁網ECM產生中起著重要作用。

3 lncRNA與小梁網組織

有研究表明，lncRNA參與調控器官纖維化、眼部相關疾病等多種生理病理學過程。lncRNA在白內障、角膜疾病的研究中已經取得了突破性的進展，例如，lncRNA MIAT可以用作年齡相關性白內障(ARC)的特異性生物標志物，與其他眼部疾病相比，ARC患者血漿和房水中l(wèi)ncRNA MIAT表達量均升高[31]。此外，降低lncRNA MIAT的表達可以緩解人晶狀體上皮細胞異常生長和遷移引起的后囊混濁。目前，在評估HTMC的氧化應激研究中，有70個lncRNA差異表達，其中24個lncRNA被鑒定為屬于lncRNA-miRNA-mRNA相互作用網絡[32]。lncRNA上有大量的特異性miRNA結合位點，競爭性地抑制miRNA的功能，從而間接調節(jié)miRNA下游靶基因的表達，這些分子家族之間的相互作用統(tǒng)稱為競爭的內源性RNA(ceRNA)網絡[33]。對這種lncRNA相關ceRNA網絡的研究可能有助于鑒定青光眼的病理生理學機制或治療青光眼的潛在治療靶點。

3.1 促進TMC凋亡的lncRNA ANRIL有研究發(fā)現，與對照組相比，lncRNA ANRIL在青光眼患者血清中低表達，并且與患者病情相關[34]。lncRNA ANRIL過表達可明顯抑制H2O2誘導的HTMCs凋亡和ROS生成增加。lncRNA ANRIL下調miR-7表達，而miR-7過表達則抵消了lncRNA ANRIL對H2O2處理的HTMCs作用。經H2O2處理后的HTMCs中，lncRNA ANRIL通過下調miR-7，提高了mTOR和MEK/ERK通路中關鍵激酶的磷酸化水平，降低了HTMCs的氧化損傷，提高了存活率[35]。

3.2 影響小梁網ECM的lncRNA

3.2.1 lncRNA-RP11-820有研究發(fā)現，在HTMCs中l(wèi)ncRNA-RP11-820表達在氧化應激條件下上調；進一步研究發(fā)現，lncRNA-RP11-820直接與miR-3178結合，調控靶基因MYOD的表達。重要的是，MYOD可以與STAT3一起轉錄激活HTMCs中FN-1、層粘連蛋白和I型膠原蛋白的表達，并減少ECM增殖，從而構建了lncRNA-RP11-820/miR-3178/MYOD/ECM軸參與POAG的發(fā)生[36]。

3.2.2 lncRNA GAS5lncRNA GAS5廣泛參與了細胞增殖、遷移，與ECM作用相關[21]。過表達lncRNA GAS5能有效緩解HTMCs的氧化損傷，減少ECM的表達；此外，lncRNA GAS5直接調控miR-29b-3p，而STAT3直接受miR-29b-3p調控。沉默miR-29b-3p緩解了STAT3的抑制，恢復細胞活力，減少ECM沉積，緩解青光眼的發(fā)展[21]。

3.2.3 lncRNA TGFβ2-AS1Lü等[37]研究通過H2O2誘導的HTMCs氧化應激模型發(fā)現，敲除lncTGFB2-AS1降低了TGF-β2表達，而過表達lncTGFβ2-AS1明顯上調TGF-β2表達，并促進了SMAD2/3磷酸化，上調ECM的基因表達，從而參與青光眼的發(fā)生。

4 circRNA與小梁網組織

circRNA是一類內源性ncRNA，其特征在于共價閉合的連續(xù)環(huán)結構，可調節(jié)真核細胞中的基因表達。circRNA在許多細胞活動中起著重要作用，包括增殖、遷移和轉移[38]。circRNA根據其結構差異可分為以下3類：外顯子circRNA、外顯子內含子circRNA和內含子circRNA，大多數外顯子circRNA存在于細胞質中，而其他2種類型主要位于細胞核內，并在眼中動態(tài)表達[39]。Shen等[40]研究發(fā)現，環(huán)狀肝素結合表皮生長因子直接靶向miR-646，以調節(jié)HTMCs在氧化應激下的表皮生長因子受體表達，并且表皮生長因子信號通路可以轉錄激活ECM基因(纖維連接蛋白和I型膠原蛋白)，從而促進ECM的產生。這種纖維化過程被認為是POAG發(fā)生的主要原因之一。目前，缺乏更多關于circRNA在小梁網組織病理生理學中作用的研究。circRNA是通過抑制miRNA的表達來發(fā)揮作用，從而在轉錄后水平上增加相關mRNA靶標的翻譯和穩(wěn)定性。

5 小結

各種病理條件下，ncRNA在小梁網中發(fā)生不同程度的表達改變，影響小梁網的結構和功能。目前，關于miRNA、lncRNA和circRNA在眼科相關研究中的應用尚不成熟，應引起更廣泛的關注。此外，隨著生物信息學技術的不斷發(fā)展，還有更多已知的ncRNA需要深入研究，進一步的研究可能會揭示這些分子在與青光眼發(fā)展相關功能中的具體作用。ncRNA作為調控分子具有巨大潛力，而其細胞類型和疾病特異性表達將有望成為青光眼潛在診斷標志物或新的治療靶點。