蘇芳,劉瑋,丁英潔
(1.沈陽(yáng)市第七人民醫(yī)院,遼寧沈陽(yáng)110003;2.空軍特色醫(yī)學(xué)中心,北京100037)
銀屑病是一種遺傳與環(huán)境共同作用誘發(fā)的免疫介導(dǎo)的慢性、炎癥性、免疫性、系統(tǒng)性疾病。目前銀屑病確切病因尚未完全清楚,遺傳、免疫及環(huán)境因素引起免疫系統(tǒng)的異常調(diào)節(jié)在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中起了重要作用。近年來(lái),研究發(fā)現(xiàn)多種微小RNA(microRNA,miRNA)在銀屑病皮損和血漿中異常表達(dá),不同的miRNAs及其靶基因可通過(guò)不同的信號(hào)傳導(dǎo)通路參與銀屑病的發(fā)生發(fā)展。本文將銀屑病相關(guān)miRNAs的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
miRNA屬于內(nèi)源性長(zhǎng)度約18~25個(gè)核苷酸的小分子非編碼RNA。1993年,AmBros實(shí)驗(yàn)室和Ruvkun實(shí)驗(yàn)室在秀麗新小桿線蟲(chóng)(C.elegans)中發(fā)現(xiàn)第一個(gè)miRNA分子lin-4,2000年,Ruvkun實(shí)驗(yàn)室又發(fā)現(xiàn)另一個(gè)miRNA分子let-7,并證實(shí)其對(duì)線蟲(chóng)幼蟲(chóng)胚胎細(xì)胞發(fā)育有時(shí)序性調(diào)控作用[2-3]。隨后,miRNA在人類、植物、綠藻、病毒中均有發(fā)現(xiàn)。成熟的miRNAs是由較長(zhǎng)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物經(jīng)過(guò)一系列核酸酶的剪切加工而產(chǎn)生的,隨后組裝進(jìn)RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC),通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別靶mRNA。miRNA通過(guò)其種子序列(Seed region)5′端2-8位核苷酸序列與靶mRNA的3′UTR,(有時(shí)是5′UTR[4]或編碼區(qū)[5])互補(bǔ)靶序列完全或部分匹配,并根據(jù)互補(bǔ)程度的不同指導(dǎo)沉默復(fù)合體降解靶mRNA或者阻斷靶mRNA的翻譯[6]。每個(gè)miRNA可以有多個(gè)靶基因,而幾個(gè)miRNAs也可以調(diào)節(jié)同一個(gè)基因。這種復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)既可以通過(guò)1個(gè)miRNA來(lái)調(diào)控多個(gè)基因的表達(dá),也可以通過(guò)幾個(gè)miRNAs的組合來(lái)精細(xì)調(diào)控某個(gè)基因的表達(dá)。近年來(lái)研究表明miRNAs參與許多細(xì)胞過(guò)程的調(diào)控,包括細(xì)胞分化、增殖、凋亡和代謝、體內(nèi)平衡、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等生理過(guò)程[7-8]和自身免疫、炎性反應(yīng)及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等病理過(guò)程[9]。
銀屑病是一種慢性炎癥性皮膚病,全世界發(fā)病率約2%~3%[10],給患者帶來(lái)嚴(yán)重的身體和心理痛苦及損傷,并對(duì)患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生不利影響[11]。目前銀屑病確切病因尚未完全清楚,遺傳、免疫及環(huán)境因素引起免疫系統(tǒng)的異常調(diào)節(jié)在銀屑病的發(fā)病機(jī)制中起了重要作用。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)多種miRNAs在銀屑病皮損和血漿中異常表達(dá),不同的miRNAs及其靶基因可通過(guò)不同的信號(hào)傳導(dǎo)通路參與銀屑病的發(fā)生發(fā)展。
2.1 銀屑病中異常表達(dá)的miRNA
2.1.1 miR-203 miR-203是與皮膚及角質(zhì)形成細(xì)胞相關(guān)的特異性miRNA。miR-203在銀屑病患者皮損中顯著上調(diào),細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制因子(SOCS)3是miR-203的靶基因之一,是信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)3信號(hào)通路的負(fù)調(diào)控因子,在細(xì)胞生長(zhǎng)和分化中起重要作用。STAT3信號(hào)通路是銀屑病的發(fā)生和發(fā)展機(jī)制中的關(guān)鍵參與者,STAT3信號(hào)通路持續(xù)性激活,釋放炎性因子,導(dǎo)致炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)和斑塊形成[12]。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證明,白細(xì)胞介素(IL)-17可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)分泌,促進(jìn)血管生成,血管生成是銀屑病的重要病理特征。miR-203可通過(guò)直接結(jié)合SOCS3的3'UTR并促進(jìn)SOCS3 mRNA的降解來(lái)抑制SOCS3的表達(dá),從而激活JAK2/STAT3信號(hào)通路并參與調(diào)節(jié)IL-17介導(dǎo)的VEGF分泌,因此針對(duì)STAT3及其上游激活劑JAK2的小分子靶向藥物也為銀屑病提供潛在治療策略[13-14]。
2.1.2 miR-125b miR-125家族可進(jìn)一步分為hsa-miR-125a、has-miR-125b亞家族。已發(fā)現(xiàn)miR-125a位于19q13,miR-125b位于染色體11q2[15]。研究表明:在銀屑病患者的皮損中可觀察到miR-125b表達(dá)下調(diào),miR-125b以腫瘤壞死因子(TNF)-α為靶點(diǎn),其表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致TNF-α通路細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)蛋白fascin轉(zhuǎn)錄翻譯增加,參與炎性反應(yīng)[16]。此外,miR-125b可通過(guò)調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2(FGFR2)的功能來(lái)調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和分化,并且miRNA125b的表達(dá)水平與FGFR2和TNF-α 表達(dá)負(fù)相關(guān)[17]。
2.1.3 miR-146a/b 在銀屑病患者皮損中miR-146a的表達(dá)上調(diào),TNF受體相關(guān)因子(TRAF)-6和IL-1受體相關(guān)激酶(IRAKI)是miR-146a的靶基因,參與TNF-α信號(hào)通路,促進(jìn)銀屑病的炎性反應(yīng)[17-18]。在人類皮膚及小鼠模型中發(fā)現(xiàn)miRNA-146a參與調(diào)節(jié)與IL-17相關(guān)炎癥性皮膚病,并且還參與TNF-α信號(hào)傳導(dǎo)途徑[18]。在最近的一項(xiàng)研究中,Hermann等[19]發(fā)現(xiàn)miRNA-146b及miRNA-146a在銀屑病患者的皮損中表達(dá)上調(diào),miR-146b可抑制銀屑病相關(guān)的miR-146a靶基因和角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖。此研究還發(fā)現(xiàn)FERMT1是miR-146a的直接靶點(diǎn),前者與角質(zhì)形成細(xì)胞過(guò)度增殖相關(guān)。因此,銀屑病中miR-146a和miR-146b的表達(dá)增加可能是銀屑病中角質(zhì)形成細(xì)胞增殖的潛在機(jī)制。
2.1.4 miR-99a 在銀屑病患者皮損角質(zhì)形成細(xì)胞中miR-99a的表達(dá)下調(diào),胰島素樣生長(zhǎng)因子1型受體(IGF-1R)是 miR-99a的直接靶點(diǎn)[20]。miR-99a與IGF-1R相互調(diào)節(jié),影響角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和分化。miRNA-99a靶向IGF-1R mRNA 3'非翻譯區(qū)(3'UTR),降低IGF-1R的蛋白水平,從而抑制角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。IGF-1R信號(hào)傳導(dǎo)可以上調(diào)miR-99a的表達(dá),從而下調(diào)IGF-1R的表達(dá),促進(jìn)角質(zhì)細(xì)胞分化[21]。
2.1.5 miR-155 miR-155在銀屑病皮損中表達(dá)上調(diào)[22]。銀屑病被認(rèn)為是一種Th1型細(xì)胞異常的疾病,IL-4是Th2細(xì)胞表型的特征細(xì)胞因子,miRNA通過(guò)降低IL-4的表達(dá),促進(jìn)CD4+T細(xì)胞向Th1細(xì)胞分化,造成Th1/Th2的失衡,繼而導(dǎo)致免疫功能的異常[23]。在角質(zhì)形成細(xì)胞中,miR-155由TNF-α和干擾素(IFN)-γ誘導(dǎo),通過(guò)正反饋,miR-155增加TNF-α的產(chǎn)生[22-23]。miR-155可靶向磷酸酶和張力蛋白同源物,后者可抑制磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/α-絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT)信號(hào)傳導(dǎo),這是一條與銀屑病炎癥相關(guān)的新的信號(hào)通道[24]。García-Rodríguez等[25]研究發(fā)現(xiàn),在銀屑病患者外周血單核細(xì)胞中miR-155的表達(dá)水平與患者銀屑病皮損面積和嚴(yán)重程度指數(shù)(PASI)評(píng)分呈正相關(guān),并且經(jīng)甲氨蝶呤治療后,隨著PASI評(píng)分的下降,miR-155的表達(dá)亦下降。
2.2 其他miRNA Li等[26]研究發(fā)現(xiàn)miR-150在銀屑病皮損中低表達(dá),缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1α和VEGF-A在銀屑病皮損中高表達(dá),與miR-150的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。miR-150通過(guò)直接結(jié)合HIF-1α和VEGF-A的3'UTR調(diào)節(jié)HIF-1α和VEGF-A的表達(dá),抑制角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖,提示miR-150,HIF-1α和VEGF-A可能作為銀屑病診斷標(biāo)志物及治療新靶點(diǎn)。Fu等[27]發(fā)現(xiàn)在銀屑病患者CD4+T細(xì)胞中miR-138的表達(dá)降低,誘導(dǎo)與runt相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子3(RUNX3)表達(dá)增加。在CD4+T細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄miR-138激活劑,通過(guò)抑制RUNX3的表達(dá),調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡,參與銀屑病的發(fā)病。Lovendorf等[28]發(fā)現(xiàn)在銀屑病患者的PBMCs中miR-223和miR-143顯著上調(diào),并與PASI評(píng)分顯著相關(guān)。因此認(rèn)為銀屑病患者PBMCs中miR-223和miR-143表達(dá)的變化可能是銀屑病疾病活動(dòng)的新型標(biāo)志物。Jiang等[29]研究發(fā)現(xiàn)miR-122-5p在尋常型銀屑病皮損以及IL-22刺激后的皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞中均表達(dá)上調(diào)。Wu等[30]研究發(fā)現(xiàn)miR-210在銀屑病患者CD4+T細(xì)胞及銀屑病皮損中高度表達(dá),是HIF-1α和炎性細(xì)胞因子轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β和IL-23的下游靶點(diǎn),通過(guò)抑制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和STAT6和酪氨酸蛋白激酶(LYN)促進(jìn)Th17和Th1細(xì)胞分化并抑制Th2細(xì)胞分化,從而引銀屑病外周血和皮膚的免疫失衡和炎性反應(yīng)。Wu等[31]將咪喹莫特乳膏(IMQ)應(yīng)用于let-7bTG(角質(zhì)形成細(xì)胞特異性let-7b過(guò)表達(dá)小鼠),結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,let-7b抑制棘層增厚并通過(guò)IMQ治療降低疾病嚴(yán)重程度。進(jìn)一步的研究表明let-7b在體內(nèi)和體外促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的分化,并發(fā)現(xiàn)IL-6是let-7b的靶基因。在銀屑病中,IL-6的高表達(dá)水平導(dǎo)致(p-ERK1/2)的活性增加。高水平的let-7bTG轉(zhuǎn)基因表達(dá)抑制IL-6表達(dá)并導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞分化增加。此外,let-7b也是銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞中ERK信號(hào)傳導(dǎo)途徑的上游負(fù)調(diào)節(jié)物。
總之,近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)大量miRNAs參與銀屑病發(fā)病不同環(huán)節(jié)并發(fā)揮調(diào)控作用,部分調(diào)控機(jī)制尚不明確,需要大量數(shù)據(jù)來(lái)支持miRNA的基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)。近期有報(bào)道認(rèn)為銀屑病發(fā)生發(fā)展中存在一個(gè)不平衡的miRNA軸,提出在銀屑病中多個(gè)差異表達(dá)的miRNAs可能形成一個(gè)“調(diào)控網(wǎng)絡(luò)軸”共同促進(jìn)銀屑病發(fā)生發(fā)展[21],例如:在銀屑病皮損中,miR-31和miR-203的過(guò)表達(dá)伴隨著miR-99a和miR-125b的下調(diào),形成不平衡的miRNA軸,其在調(diào)控銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和分化中起關(guān)鍵作用。此外,炎性因子與這種不平衡的miRNA軸之間的相互作用進(jìn)一步促進(jìn)了銀屑病的發(fā)病。銀屑病中miRNA表達(dá)的顯著變化,其中一些可能成為疾病生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn),這也說(shuō)明miRNA對(duì)銀屑病發(fā)病機(jī)制、診斷、治療及預(yù)后的重要性,這將為銀屑病的研究開(kāi)辟一條新方向。