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microRNA-200a 在肝病發(fā)生發(fā)展中的作用

2023-07-29 11:50:17陳澤山楊貽鈴藍紅妮朱文琳王淼東梁杏秋
海南醫(yī)學(xué)院學(xué)報 2023年10期
關(guān)鍵詞:肝病肝細胞靶向

陳澤山,楊貽鈴,藍紅妮,朱文琳,王淼東,梁杏秋,文 彬,鄧 鑫

(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué),廣西 南寧 530001;2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)附屬瑞康醫(yī)院,廣西 南寧 530001;3.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,廣西 南寧 530001)

miRNA 是在真核生物中發(fā)現(xiàn)具有約22 個核苷酸的內(nèi)源非編碼小RNA,通過與靶基因的3'非翻譯區(qū)(3'untranslated area,3'‐UTR)結(jié)合,導(dǎo)致靶基因降解或者翻譯抑制,實現(xiàn)負調(diào)控基因表達,參與調(diào)節(jié)人體各種復(fù)雜的病理、生理過程[1]。此外,miRNA還參與細胞的存活、增殖、自噬和凋亡等過程[2]。miRNA‐200a 是miRNA‐200 家族重要的亞族,由染色體1p33.36 基因轉(zhuǎn)錄而來[3]。目前,越來越多的證據(jù)表明,miRNA‐200a 參與多種肝病發(fā)生、發(fā)展的調(diào)控,本文主要對miRNA‐200a 通過靶向其下游靶基因間接調(diào)控多種肝病發(fā)生、發(fā)展的研究進展進行綜述。

1 miRNA-200a 與非酒精性脂肪性肝病

非酒精性脂肪性肝病(non‐alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是最常見的慢性肝臟疾病之一,與肥胖、代謝異常、胰島素抵抗等有關(guān),其發(fā)病率在不斷上升,脂肪變性是該疾病的初始階段,其特征是肝細胞中的脂質(zhì)積累,可進展為伴有炎癥和不同程度纖維化的非酒精性脂肪性肝炎,進一步增加發(fā)生肝硬化和肝細胞癌的風(fēng)險[4]。而氧化應(yīng)激被認為是其發(fā)病機制的關(guān)鍵因素[5]。Zhao 等[6]研究表明,上調(diào)miRNA‐200a 的表達水平可有效抑制大鼠肝臟的脂質(zhì)沉積,機制可能為過表達的miRNA‐200a 與其下游靶基因 Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白1(kelch‐like epichlorohydrin‐associated protein 1,Ke‐ap1)結(jié)合,上調(diào)核因子E2 相關(guān)因子2(nuclear factor E2 related factor 2,Nrf2)的表達,激活Nrf2 抗氧化應(yīng)激途徑,進而降低硫氧還蛋白相互作用蛋白(thio‐redoxin interacting protein,TXNIP)和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide‐binding oligo‐merization domain‐like receptor protein 3,NLRP3)炎性體的表達,TXNIP 及NLRP3 炎性體可干擾脂質(zhì)代謝相關(guān)蛋白,從而引起炎癥和脂質(zhì)沉積。Huang等[7]研 究 發(fā) 現(xiàn),細 胞 色 素P450 3A4(cytochrome P450 3A4,CYP3A4)是miRNA‐200a‐3p 的下游靶基因之一,在肝細胞中下調(diào)CYP3A4 的表達,可促進肝臟的脂肪變性,加速NAFLD 的進展。總的來說,可分別通過靶向miRNA‐200a/Keap1/Nrf2、miRNA‐200a‐3p/CYP3A4 途徑抑制、促進脂肪肝。

2 miRNA-200a 與酒精性肝病

酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)指的是因乙醇攝入過多引起的肝病。隨著ALD 進一步發(fā)展,ALD 可發(fā)展為酒精性肝纖維化和肝硬化。全世界每年約有50 萬人死于ALD,這給社會造成了巨大的醫(yī)療負擔(dān)[8]。有證據(jù)表明,miRNA‐200a 可通過靶向其下游靶基因調(diào)控ALD 的進展[9]。

Zhao 等[9]研究發(fā)現(xiàn),與正常肝細胞比較,ALD小鼠肝細胞中miRNA‐200a 的表達升高,高表達的miRNA‐200a 可直接與其下游靶基因E 盒結(jié)合鋅指蛋 白2(zinc finger E ‐box binding homeobox 2 ,ZEB2)結(jié)合使ZEB2 的表達受到抑制,ZEB2 是一種上皮‐間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial‐mesenchymal transition,EMT)激活劑,參與細胞的分化、增殖和凋亡等過程,其表達下調(diào)可誘導(dǎo)肝細胞凋亡[10],進而加速ALD 的進展。因此,miRNA‐200a 可通過靶向miR‐NA‐200a/ZEB2 途徑加劇酒精性肝病的進展[9]。

3 miRNA-200a 與藥物性肝損傷

藥物性肝損傷(drug‐induced liver injury,DILI)是由于使用對肝臟具有毒性的藥物導(dǎo)致的肝損傷,DILI 的嚴(yán)重程度可從輕度的血清氨基轉(zhuǎn)移酶升高到嚴(yán)重的肝損傷,甚至誘發(fā)急性肝衰竭甚至死亡[11]。目前,全胃腸外營養(yǎng)(total parenteral nutri‐tion,TPN)已被廣泛用于無法口服的胃腸道功能障礙的早產(chǎn)兒和其他新生兒的營養(yǎng)支持[12]。含有1%多種維生素制劑的腸胃外營養(yǎng)中測量的過氧化物濃度在200 μM 至400 μM 之間變化[13],嬰兒由于其未成熟的抗氧化劑防御作用而具有更高的TPN 介導(dǎo)的氧化應(yīng)激風(fēng)險,并且TPN 產(chǎn)生的氧化應(yīng)激通常與嬰兒的肝損害有關(guān)[14]。在一項TPN 導(dǎo)致的DILI研究[15]中,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過TPN 喂養(yǎng)大鼠7 d 后,大鼠肝臟中miRNA‐200a‐3p 的表達上調(diào);miRNA‐200a‐3p 可直接與其下游靶基因P38α結(jié)合下調(diào)P38a的表達,進而抑制絲氨酸473 上的Akt 磷酸化水平,觸發(fā)肝細胞中的凋亡信號通路誘導(dǎo)肝細胞凋亡從而導(dǎo)致肝損傷[16];另外在氧化應(yīng)激的狀態(tài)下,p38α 可以直接在絲氨酸33 處磷酸化p53 ,磷酸化的P53 通過與miRNA‐200 啟動子直接締合并激活肝細胞中miR‐200 家族成員的轉(zhuǎn)錄,增加了miRNA‐200a‐3p 的表達,進而促進miRNA‐200a‐3p 誘導(dǎo)的肝細胞凋亡[15]。因此,miR‐200a‐3p 可通過靶向miR‐200a‐3p/p38 途徑促進肝損傷。往后可利用miRNA‐200a‐3p在藥物引起的氧化應(yīng)反應(yīng)下促進肝損傷的過程作為研究基礎(chǔ),為藥物誘導(dǎo)DILI 甚至是肝衰竭研發(fā)出解毒劑做出貢獻。

4 miRNA-200a 與肝纖維化

肝纖維化是損傷的肝組織過度修復(fù)的一種病理狀態(tài),其特征是肝組織內(nèi)以膠原蛋白為主的細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)過度沉積[17],若不及時控制,可發(fā)展為肝硬化甚至是肝癌。有研究表明,肝星狀細胞(hepatic stellate cells,HSC)過度活化是導(dǎo)致肝纖維化的主要原因,由于被激活的HSC 可轉(zhuǎn)化為成纖維細胞,而成纖維細胞可分泌膠原蛋白加重ECM 的沉積,進而加速肝纖維化的進展[18]。因此,抑制HSC 活化能阻止肝纖維化進一步發(fā)展甚至逆轉(zhuǎn)肝纖維化[19]。

Li 等[20]研究指出,在肝纖維化肝組織中,miR‐NA‐200a 在HSC 中的表達明顯下調(diào),miRNA‐200a通過與其下游靶基因膠質(zhì)瘤相關(guān)腫瘤基因同源3(glioma associated oncogene homologue 3,GLI3)的3'‐UTR 結(jié)合,使α 平滑肌肌動蛋白(alpha‐smooth muscle actin,α‐SMA)的 表 達 被 下 調(diào),進 而 減 少ECM 沉積,抑制肝纖維化的進展。另外,Yu 等[21]研究表明,miRNA‐200a 靶向其下游靶膠質(zhì)瘤相關(guān)腫瘤 基 因 同 源2(glioma associated oncogene homo‐logue 2,GLI2),抑制刺猬(Hedgehog,Hh)信號通路,Hh 信號通路能促進HSC 上皮‐間質(zhì)轉(zhuǎn)化EMT[22],EMT 已被證實是肝纖維化甚至肝癌的早期事件,可通過抑制EMT 逆轉(zhuǎn)肝纖維化[23];同時該實驗發(fā)現(xiàn),在抑制EMT 的同時,α‐SMA 的表達及含量和HSC 分泌成纖維細胞過程同樣受到抑制,因此,miRNA‐200a 可通過靶向GLI2,抑制EMT 和減少ECM 沉積,進而阻止肝纖維化進展。

轉(zhuǎn)化生長因子TGF‐β 被認為是強大的促纖維化細胞因子,可以通過自身信號傳導(dǎo)的SMAD 蛋白途徑調(diào)控肝纖維化[24]。在一項卡維地洛(一種β 受體阻滯劑)治療肝纖維化大鼠的研究中,卡維地洛能上調(diào)血清miRNA‐200a 的表達,使SMAD7 蛋白的表達水平增加,進而抑制TGF‐β1 信號傳導(dǎo)通路,減少波形蛋白和增加E‐鈣粘著蛋白含量,抑制EMT 過程,達到抗肝纖維化的目的[25]。遺憾的是,該實驗未能證實miRNA‐200a 是否通過靶向其靶基因?qū)е碌腟MAD7 蛋白表達上調(diào),進而產(chǎn)生一系列抑制肝纖維化進展的作用。

Hu 等[26]研究證實,在肝纖維化肝組織中,β‐連環(huán)蛋白(β‐catenin)是miRNA‐200a 的直接標(biāo)靶,miRNA‐200a 與β‐catenin 結(jié)合使β‐catenin 的表達受到抑制,β‐catenin 是Wnt/β‐catenin 信號通路中的關(guān)鍵信號傳導(dǎo)因子,參與細胞存活增殖遷移,其表達下調(diào)能抑制肝纖維化的進展[27]。Yang 等[28]研究表明,表達上調(diào)的miRNA‐200a 與其下游靶基因沉默信息調(diào)節(jié)劑1(silent information regulator 1,SIRT1)的3'‐UTR 結(jié)合導(dǎo)致SIRT1 表達水平被下調(diào),SIRT1 水平下調(diào)導(dǎo)致其下游Notch 信號通路阻斷,進而抑制HSC 活化[29],阻止肝纖維化的發(fā)展;而下調(diào)miRNA‐200a 的表達則逆轉(zhuǎn)了HSC 活化抑制過程。Liao 等[30]研究發(fā)現(xiàn),miRNA‐200a‐3p 可分別直接靶向lncRNA G 蛋白偶聯(lián)受體137b(G protein‐coupled receptor 137b,Gpr137b)和CXC 趨化因子配體14(CXC chemokine ligand 14,CXCL14),進而抑制HSC 增殖分泌的Ⅰ型和Ⅲ膠原蛋白,減少ECM的沉積。

綜上,通過靶向miRNA‐200a/GLI3、miRNA‐200a/GLI2、miRNA‐200a/β‐catenin、miRNA‐200a‐3p/lncRNA Gpr137b/CXCL14 途徑,發(fā)揮抑制肝纖維化進展的作用。

5 miRNA-200a 與肝細胞癌

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是臨床上最常見的原發(fā)性肝癌,預(yù)后差,晚期肝癌5 年的生存率≤5%[31],嚴(yán)重威脅著人類的生命和健康。HCC 的惡性表型(包括肝內(nèi)轉(zhuǎn)移和遠處擴散)逐漸通過肝癌細胞的惡性增殖和異常分化而變得明顯,這涉及細胞周期的調(diào)控,癌細胞的侵襲和遷移[32]。因此,肝癌的研究將側(cè)重于分子機制研究和相關(guān)基因搜索。miRNA‐200a 是典型的癌癥調(diào)控因子,既充當(dāng)抑癌因子,又充當(dāng)致癌因子[33]。而在HCC 發(fā)展過程中,miRNA‐200a 更多是充當(dāng)抑癌因子,通過靶向其下游靶基因,發(fā)揮改善HCC 細胞對化療藥的耐藥性,抑制HCC 的形成、侵襲、遷移、增殖和促進凋亡的作用。

化療藥阿霉素是通常用于治療HCC 的細胞毒性劑,其通過誘導(dǎo)線粒體功能障礙和抑制細胞代謝發(fā)揮作用[34]。抑制腫瘤細胞中的代謝有利于自噬誘導(dǎo),以促進細胞死亡并降低化療耐藥性[35]。在一項阿霉素治療HCC 的研究中發(fā)現(xiàn)[36],與非腫瘤背景肝細胞相比,miRNA‐200a 在HCC 中表達顯著降低,miRNA‐200a 可通過靶向其下游靶基因β-catenin和線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mitochondrial tran‐scription factor A,TFAM)進而抑制后兩者的表達;β‐catenin 的表達下調(diào)導(dǎo)致腫瘤細胞內(nèi)源性丙酮酸激酶M2(pyruvate kinase M2,PKM2)含量及表達受到抑制[37],使腫瘤細胞對葡萄糖的攝取減少,抑制有氧糖酵解和乳酸的產(chǎn)生,進而抑制腫瘤細胞線粒體代謝[38];而TFAM 作為miRNA‐200 的直接標(biāo)靶,其表達下調(diào)也改變了腫瘤細胞的代謝并降低了ATP的產(chǎn)生[39],進而抑制腫瘤細胞的代謝;進一步的研究發(fā)現(xiàn)[35],β‐catenin 是自噬反應(yīng)的負調(diào)節(jié)劑,其表達下調(diào)導(dǎo)致Wnt/β‐cateni 信號被抑制,進而抑制轉(zhuǎn)錄因子T-box 3基因的表達,T-box 3基因的過表達與肝癌細胞對阿霉素耐藥呈正相關(guān)[40]。總的來說,miRNA‐200a 可通過靶向其下游靶基因β-catenin和TFAM,抑制HCC 代謝并誘導(dǎo)自噬,降低HCC 對阿霉素的耐藥性,從而增強阿霉素誘導(dǎo)的肝癌細胞凋亡和增殖抑制,miRNA‐200a 有望成為改善阿霉素化療作用的潛在標(biāo)靶。

EMT 是涉及癌癥進展和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵過程,在EMT 期間,上皮標(biāo)記物的丟失和間充質(zhì)標(biāo)記物的表達的增加促進細胞經(jīng)歷細胞形態(tài)的變化,并伴有增強的細胞運動性和遷移[41];此外,腫瘤干細胞(cancer stem cells,CSC)是癌癥中的干細胞群體,其與癌細胞的耐藥性、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[41]。Liu等[42]研究表明,miR‐200a 在大鼠肝癌細胞中的水平下調(diào);而在肝卵圓細胞中,低表達miRNA‐200a 與誘導(dǎo)EMT 表型和CSC 表型的形成呈正相關(guān),并證實低表達的miRNA‐200a 具有致瘤性,miRNA‐200a可通過靶向β‐catenin,阻斷Wnt/β‐cateni 信號,抑制EMT 表型和CSC 表型,進而抑制肝腫瘤的形成。

Yang 等[43]研 究 表 明,miRNA‐200a 的 下 調(diào) 與HCC 的轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良有關(guān),miRNA‐200a 靶向下游靶基因ZEB2進而抑制ZEB2 表達,ZEB2 表達下調(diào)使E‐鈣粘著蛋白表達增加、N‐鈣粘著蛋白表達減少,進而抑制EMT,降低HCC 的細胞運動能力,抑制HCC 侵襲和遷移。Wang 等[44]研究表明,miRNA‐200a 與其下游靶基因Grb2 相關(guān)結(jié)合蛋白1(grb2‐associated binding proteins 1,GAB1)的3'‐UTR 結(jié)合使GAB1 表達下調(diào),GAB1 表達下調(diào)導(dǎo)致HCC 的細胞侵襲能力下降,進而抑制HCC 的侵襲和遷移[45]。因此,miRNA‐200a 可通過靶向miRNA‐200a/ZEB2、miRNA‐200a/GAB1 途徑抑制HCC 的遷移和侵襲。

Gong 等[46]研究表明,在HCC 細胞中,miRNA‐200a‐3p 可直接與其下游靶基因細胞周期蛋白依賴性激酶6(cyclin dependent kinase 6,CDK6)結(jié)合抑制CDK6 的表達,CDK6 的表達下調(diào)導(dǎo)致視網(wǎng)膜細胞瘤基因的蛋白磷酸化受到抑制,減少S 期相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子釋放,抑制HCC 細胞周期進入S 期,進而抑制HCC 的增殖[47]。另外,miRNA‐200a 可通過靶向SIRT1,促進細胞凋亡相關(guān)蛋白的合成分泌,誘導(dǎo)HCC 凋亡[48]。因此,miRNA‐200a 通過靶向miR‐NA‐200a/CKD6、miRNA‐200a/SIRT1 途 徑 抑 制HCC 細胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡。

6 總結(jié)與展望

隨著對miRNA‐200a 下游靶基因及相關(guān)生物學(xué)功能的深入研究,對miRNA‐200a 的表達調(diào)控和信號傳導(dǎo)有更深入的了解。目前,miRNA‐200a 調(diào)控消化系統(tǒng)疾病的研究集中在慢性肝病領(lǐng)域。miR‐NA‐200a 可通過靶向其下游靶基因并抑制其表達,進而調(diào)控相關(guān)通路信號間接地調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、肝細胞凋亡、氧化應(yīng)激、膠原蛋白合成和肝癌細胞的耐藥性、侵襲遷移以及增殖凋亡。值得注意的是,miRNA‐200a 可通過靶向不同的靶基因在同一疾病發(fā)揮相同或者相反的作用,這意味著可能存在著一個非常龐大的調(diào)控關(guān)系網(wǎng)。然而,目前并無太多關(guān)于miRNA‐200a 下游靶基因間相互關(guān)系的報道,因此,往后的研究若能明確miRNA‐200a 下游靶基因之間的關(guān)系并探索出更多miRNA‐200a 作用于肝病的有效靶點,將為肝病的機制研究提供更有力的證據(jù)。

作者貢獻度說明:

陳澤山:負責(zé)執(zhí)筆撰寫文章、文獻檢索,楊貽鈴、藍紅妮:文獻校對,朱文琳、王淼東、梁杏秋、文彬:文章修改工作,鄧鑫:文章大綱敲定與修正。

所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。

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