何浩，楊文明，王曉旸，胡建鵬

（1.安徽中醫(yī)藥大學研究生院，安徽合肥 230012；2.安徽中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院腦病中心，安徽合肥 230031）

帕金森?。≒D）是一種原因不明的以黑質致密部多巴胺能神經(jīng)元丟失為特征的慢性進行性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，主要表現(xiàn)為靜止性震顫、肌強直等運動癥狀和感覺障礙、自主神經(jīng)功能障礙等非運動癥狀。據(jù)統(tǒng)計，該病主要發(fā)生在中老年人群中，65歲以上的老年人大約有1%患有此病，并且隨著年齡的增加其患病率隨之升高。目前，雖然人們普遍認為PD是由遺傳和環(huán)境等多種因素共同致病，通過氧化應激、炎癥和（或）免疫反應、蛋白酶體功能障礙、線粒體功能紊亂、細胞凋亡等多種途徑促使該病的發(fā)生進展，但是其發(fā)病機制并未完全明了。因此，目前針對PD的治療主要以多巴胺替代療法及各種對癥治療為主，可改善患者的癥狀，卻不能逆轉該病。但是隨著病程的遷延，疾病程度逐漸加重和藥物副作用的顯現(xiàn)，使得患者原有癥狀加重并出現(xiàn)一系列新的癥狀，給患者帶來了生活質量和工作能力的下降及無盡的痛苦。因此，學者們正致力研究明確PD的各種致病機制，以協(xié)助開發(fā)更有效的治療方式，減輕患者由疾病帶來的各種困難，促進人類醫(yī)療的進步和文明的發(fā)展。

MicroRNAs（miRNAs）是一類短小的非密碼單鏈RNA，通過與相應的信使RNA特異性結合阻遏其翻譯過程或誘導其降解。正是由于miRNAs具有如此功能，人們發(fā)現(xiàn)它參與了眾多病理生理過程，對機體的生長發(fā)育過程起到了非常重要的作用。因此，miRNAs結構與數(shù)目異?？纱龠M多種疾病的發(fā)生發(fā)展，如腫瘤的發(fā)生、神經(jīng)退行性疾病。值得注意的是，miRNAs尤其是miRNA-7與PD密切相關［1］，為當今研究的一大熱點。人們試圖探究其中機制，尋找 PD的全新療法。現(xiàn)將近些年關于miRNA-7在PD中作用及意義的研究成果綜述如下。

1 直接抑制α-突觸核蛋白（α-Syn）的表達

α-Syn是由4號染色體編碼的、含有140個氨基酸的天然蛋白質。在正常情況下，α-Syn呈隨機螺旋的伸展狀態(tài)，主要存在于突觸前，可能與維持突觸的正常功能、神經(jīng)遞質多巴胺的合成和釋放等有關。在一定條件下，α-Syn過度表達或者聚集導致細胞功能結構紊亂，引起一系列疾病如神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生發(fā)展。在PD患者殘存的多巴胺能神經(jīng)元的胞質中可發(fā)現(xiàn)嗜酸性包涵體——路易小體，其主要構成成分為α-Syn。雖然α-Syn具體致病機制尚未完全明了，但是越來越多的研究提示α-Syn可能通過誘導氧化應激、神經(jīng)炎癥和改變細胞膜通透性等途徑損傷多巴胺能神經(jīng)元，促進PD的發(fā)生和病情進展［2］。因此，如何減少PD多巴胺能神經(jīng)元中α-Syn的表達，緩解其對神經(jīng)元的毒性作用，可能為PD治療方案提供一個全新的思路。Junn等［3］研究提出miRNA-7可與編碼α-Syn的信使RNA 3′-末端直接結合而抑制α-Syn的翻譯過程。同時，他們發(fā)現(xiàn)PD大鼠模型黑質和紋狀體組織中miRNA-7表達降低，α-Syn過度表達。于是，他們對PD細胞模型和大鼠模型進行外源性的miRNA-7干預，與對照組進行相比發(fā)現(xiàn)可明顯降低胞質中α-Syn的數(shù)量，減免α-Syn介導的毒性作用和蛋白酶體功能抑制，以起到保護多巴胺能神經(jīng)元、延緩PD的進一步發(fā)展的作用。Doxakis［4］于2010年通過研究再次證明了這一路徑。

2 抑制Nod樣受體蛋白3（NLRP3）炎性體的激活

PD主要發(fā)病機制之一為神經(jīng)炎癥介導的多巴胺能神經(jīng)元損傷和凋亡。小膠質細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的免疫細胞，激活后產生大量炎性因子介導神經(jīng)炎癥和免疫功能。在這些炎癥因子中，白細胞介素-1（IL-1）在PD的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮關鍵作用。NLRP3炎性體在小膠質細胞中高度表達，與神經(jīng)炎癥過程密切相關。它可由各種外源性刺激如細菌感染、病毒感染和內源性刺激如β-淀粉樣蛋白、α-Syn激活而發(fā)揮作用，已經(jīng)有研究表明其與阿爾茨海默病和肌萎縮側索硬化癥等神經(jīng)退行性疾病有關［5］。NLRP3炎性體通過激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1（caspase-1）而進一步作用于IL-1的前體，促使其裂解成為成熟體而發(fā)揮炎性作用［6］。這一路徑是多種神經(jīng)疾病，尤其是PD病情發(fā)生發(fā)展的重要生理過程，但其中機制過去尚未有報道。隨著人們研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)α-Syn不僅可以對多巴胺能神經(jīng)元有毒性作用，還可以通過激活NLRP3／caspase 1／IL-1這一路徑損傷室管膜下區(qū)神經(jīng)干細胞的增殖分化功能，抑制其神經(jīng)形成［7］。這一發(fā)現(xiàn)在對PD患者的尸檢中得到證實，提示這也是PD的重要病理改變之一。人們對此進行了進一步的研究：將NLRP3或者caspase-1基因敲除，發(fā)現(xiàn)α-Syn對室管膜下區(qū)的損傷得到緩解，PD癥狀得到明顯改善。這發(fā)現(xiàn)了α-Syn的一條具體致病途徑，為PD的多靶點治療提供依據(jù)。令人感到驚奇的是，在大鼠試驗中，采用立體定向注射技術向腦室中注射miRNA-7，發(fā)現(xiàn)miRNA-7可抑制神經(jīng)干細胞中的NLRP3／caspase-1／IL-1軸的激活，從而改善室管膜下區(qū)的神經(jīng)發(fā)生功能障礙，改善動物PD的癥狀［7］。之后，南京醫(yī)科大學研究組再次研究表明α-Syn可激活NLRP3／caspase-1／IL-1軸，誘導炎性反應直接損傷多巴胺能神經(jīng)元，促進PD發(fā)生發(fā)展；并第一次證實miRNA-7可與NLRP3的信使RNA直接結合抑制其表達，而減輕炎性反應，減少多巴胺能神經(jīng)元的變性，緩解PD的癥狀、延緩其發(fā)展［8］。由此，我們可以得出：miRNA-7不僅可直接抑制α-Syn的生成減輕其毒性作用，還可抑制NLRP3炎性體過度表達以減輕其介導的神經(jīng)炎癥對多巴胺能神經(jīng)元功能和室管膜下區(qū)神經(jīng)修復功能的損害。因此，miRNA-7對PD的炎癥過程起到重要作用。

3 維持線粒體結構和功能穩(wěn)定

1-甲基 4-苯基 1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）本身無毒，但是在單胺氧化酶B（MAO-B）的作用下生成1-甲基4-苯基-吡啶離子（MPP＋），被多巴胺能神經(jīng)元攝取后，抑制線粒體中的呼吸鏈復合物1功能，減少三磷酸腺苷（ATP）的產生，導致神經(jīng)元能量供應障礙而變性丟失。在實驗中人們常利用MPP＋的毒性作用獲取PD細胞模型，這提示線粒體功能障礙所致的能量代謝紊亂可能為PD的重要致病機制［9］。正常情況下，線粒體中發(fā)生的三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化過程提供主要的能量。當線粒體損傷時，糖酵解過程開始提供主要能量。因此，是否可以通過提高糖酵解過程，使ATP產生增加，以滿足多巴胺能神經(jīng)元的能量需求呢？Chaudhuri等［10］通過研究指出miRNA-7可以通過與RelA的信使RNA結合直接抑制其表達，從而增加神經(jīng)元表面葡萄糖轉運體的表達，增加神經(jīng)元糖的攝取率，提高糖酵解途徑，滿足神經(jīng)元的能量需求以保護MPP＋引起的的神經(jīng)元變性。RelA是核因子κB（NF-κB）組分的重要部分，NF-κB主要為調控細胞凋亡和炎性反應等生理過程基因表達的重要轉錄因子［11］。一般情況下，以非活化形式存在于細胞質中，但當受特定刺激后，NF-κB被激活并轉入細胞核中發(fā)揮抑制凋亡或者促進凋亡作用。值得注意的是，MPP＋可引起細胞內的RelA異常移位進入細胞核中，使NF-κB功能受抑制，引起多巴胺能神經(jīng)元變性。而miRNA-7可以抑制RelA表達，逆轉這種損傷，保護多巴胺能神經(jīng)元［12］。此外，他們還發(fā)現(xiàn)MPP＋引起的氧化應激和α-Syn等異常生理過程可激活貫穿線粒體膜的通透性轉換孔（PTP）使之開放，引起線粒體膜電位平衡紊亂等一系列變化，導致線粒體功能障礙，最終導致多巴胺能神經(jīng)元變性凋亡，促進PD的發(fā)生發(fā)展［13］。PTP是由三種蛋白構成的，橫跨膜內外的蛋白質復合體。正常情況下，其處于關閉狀態(tài)使膜處于極化狀態(tài)。當受特定刺激后，此孔開放，導致線粒體電位紊亂，膜去極化，進而引起ATP生成減少、線粒體腫脹、鈣離子外流、氧自由基產生、促凋亡蛋白釋放等異常生理過程，最終誘導細胞死亡。電壓依賴性陰離子通道1（VDAC1）是構成PTP的三種蛋白之一，位于線粒體膜外。VDAC1的翻譯過程可由miRNA-7調控，通過升高miRNA-7的水平抑制VDAC1的表達，降低PD多巴胺能神經(jīng)元中線粒體膜上的PTP開放程度，以此維護線粒體功能和結構，以保證能量供應等正常生理過程，對阻遏PD的進展有重大意義［14］。

4 激活keap1-Nrf2-ARE通路介導的抗氧化能力

正常情況下，機體正常的生理過程可產生活性氧自由基（ROS）如超氧陰離子、過氧化氫，與抗氧化類物質保持平衡，形成穩(wěn)定的氧化應激應答系統(tǒng)。但是，多種致病因素可刺激ROS大量產生，破壞二者之間的平衡，損傷DNA、蛋白質、脂質等多種細胞成分，誘導氧化應激的發(fā)生，促進多種疾病如PD的發(fā)生進展［15］。而PD除了ROS過量產生，其抗氧化系統(tǒng)也受抑制。核轉錄因子E2相關因子2（Nrf2））是含有一個保守亮氨酸拉鏈基本結構的cap′n′collar（CNC）轉錄因子家族成員。Nrf2可感受機體的有毒物質和活性氧自由基的刺激，介導一系列反應啟動防御機制，發(fā)揮抗氧化應激重要作用。近些年來，人們研究得出Nrf2是通過激活抗氧化反應元件（ARE）并與之相互作用調控抗氧化類物質表達發(fā)揮作用的，為目前已知的較為重要的內源性抗氧化應激通路［16］。正常情況下，Nrf2位于胞質中與相應的抑制蛋白果蠅肌動蛋白結合蛋白Kelch（keap1）結合，其復合物固定于細胞骨架而處于非活性狀態(tài)。當受到如ROS等刺激時，keap1／Nrf2復合物分離，Nrf2進入細胞核，與特異性蛋白結合后識別并結合ARE，啟動下游Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶基因的表達，發(fā)揮細胞抗氧化應激能力。keap1-Nrf2-ARE通路除了具有抗氧化應激的作用外，還具有抗腫瘤、細胞凋亡、炎癥和神經(jīng)保護等重要功能。一項Meta分析表明PD患者普遍存在Nrf2相關的通路損害及功能失調［17］。Kabaria等［18］發(fā)現(xiàn) PD模型多巴胺能神經(jīng)元中keap1表達增多，Nrf2表達減少，keap1-Nrf2-ARE通路受阻。進一步研究得出，miRNA-7可與編碼keap1的信使RNA結合抑制其表達。因此，他們利用MPP＋構建PD模型進行性miRNA-7干預，發(fā)現(xiàn) miRNA-7可抑制 keap1，減輕Nrf2抑制程度，激活keap1-Nrf2-ARE通路，發(fā)揮神經(jīng)元抗氧化應激能力而起神經(jīng)保護作用。此外，值得提出的是miRNA-7不僅可以降低氧自由基的產生，而且可以升高谷胱甘肽的濃度，進一步發(fā)揮抗氧化應激的能力。

5 減緩KLF4介導的細胞凋亡

Kruppel樣因子（KLFs）是一類含有鋅指結構的轉錄因子，與胚胎形成、細胞增殖分化和生長等生理過程的調控有關［19］。KLF4是KLFs中的一員，于1996年第一次被發(fā)現(xiàn)。已有研究表明在MPP＋作用的人類多巴胺神經(jīng)母細胞瘤中KLF4表達增加，并隨著MPP＋濃度的增加和作用時間的延長其表達持續(xù)增高。他們的進一步研究證明KLF4的過量表達可加重細胞模型氧化應激和促進細胞凋亡［20］。在之前針對乳腺癌的研究中，發(fā)現(xiàn)miRNA-7可直接下調KLF4的表達抑制腫瘤細胞生長［21］。根據(jù)這樣的經(jīng)驗，國內學者進一步探究miRNA-7是否可以通過抑制KLF4的表達減輕PD多巴胺能神經(jīng)元模型凋亡進程，得到了肯定的結果：在體外實驗中，miRNA-7可以直接下調KLF4的表達改善PD多巴胺能神經(jīng)元凋亡［22］。然而，miRNA-7是否可以直接通過此途徑在PD患者中發(fā)揮作用還需更進一步的實驗。

6 激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（m TOR）信號通路介導的自噬活動

mTOR是較穩(wěn)定的絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶，通過介導細胞內外的信號通路與細胞新陳代謝、存活發(fā)育等生理過程有關，也參與機體衰老和腫瘤發(fā)生有關，更是細胞自噬活動的關鍵調節(jié)點。細胞內自噬活動是清除體內異常蛋白聚集的關鍵生理過程，其功能障礙可導致一些蛋白質異常聚集，導致細胞變性凋亡，與多種疾病的發(fā)生發(fā)展相關［23］。近年來諸多研究表明mTOR信號通路功能異常與神經(jīng)退行性疾病如PD、遺傳性舞蹈病有重大聯(lián)系。如有研究報道MPTP誘導的動物模型和PD患者多巴胺能細胞中mTOR的抑制蛋白濃度增加，致使mTOR信號通路介導的生理過程紊亂，誘導神經(jīng)元的凋亡［24］。因此，近些年來人們積極尋求干預此通路的方法，以此來阻止 PD的病情進展。近些年來，F(xiàn)ragkouli等［25］研究提出 miRNA-7和 miRNA-153可通過上調mTOR路徑保護受到MPP＋損害的神經(jīng)元。此外，尚有研究表明給予PD體內模型mTOR抑制劑—雷帕霉素減輕了MPP＋損害的多巴胺能神經(jīng)元損傷［24］。因此，人們得出miRNA-7可通過激活mTOR信號通路阻止神經(jīng)元變性凋亡［26］。

綜上所述，近年來大量研究提示miRNA-7可調控神經(jīng)元氧化應激、炎性反應、線粒體功能障礙、抗凋亡等基因表達，其結構功能紊亂與PD的發(fā)生發(fā)展密切相關。因此，miRNA-7可能為治療PD的一個全新的、更可靠的方法。然而在臨床治療中miRNA-7的干預實施尤為困難，我們不僅需要更深一步的研究miRNA-7致病機制，還需要開拓一種簡便、可靠的治療措施。這可能開創(chuàng)PD治療的新紀元。

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