何燕芳,馬燕花,謝嬌嬌,王莉
(甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州 743000)
慢性肝病包括肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)、非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)、酒精性肝病(alcoholic liver disease, ALD)等。有證據(jù)表明,NAFLD已成為全球慢性肝病的最主要病因[1]。NAFLD是一種以脂肪過度沉積在肝實質(zhì)細胞內(nèi)為主要特點的代謝性肝臟疾 病[2]。NAFLD的病理變化過程是從單純性脂肪變性發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH),進一步發(fā)展為肝臟纖維化,進而發(fā)展成肝硬化,這使得NAFLD 進展為終末期肝病的風(fēng)險大幅 增加[3]。據(jù)統(tǒng)計,約25%的成年人患有NA FLD[4]。本病在西方國家較為常見,尤其以中東地區(qū)和南美洲為主,在中國富裕地區(qū)NAFLD發(fā)病率處于中上水平(> 25%)[5]。NAFLD對人體最主要的損害是增加循環(huán)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和消化系統(tǒng)相關(guān)疾病發(fā)生的風(fēng)險[6-8]。ALD是最常見的慢性肝病之一,是長期過量飲 酒的慢性后果[9]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),僅2016年就有300 多萬人死于酗酒[10],大量飲酒在全球普遍存在,從而導(dǎo)致西方發(fā)達國家ALD 的患病率超過6%[11]。在肝臟中,乙醇分解代謝產(chǎn)生豐富的乙醛和乙酸,從而影響生物酶活性,擾亂氧化還原平衡和肝臟脂質(zhì)代謝,導(dǎo) 致肝臟脂肪異常堆積[12]。此外,酒精直接刺激天然免疫細胞的激活 和炎性細胞因子的分泌[13],這些病理是早期ALD的特征,包括酒精性脂肪肝(alcoholicfattyliverdisease,AFLD)和酒精性肝炎(AH);然而,有證據(jù)表明,對患有這些疾病的患者缺乏早期和適當?shù)闹委熋黠@增加了發(fā)展為晚期ALD肝纖維化 甚至酒精性肝硬化的風(fēng)險[14]。HCC是一種流行的惡性腫瘤, 位居全球癌癥死亡的第三位[15]。復(fù)發(fā)率和轉(zhuǎn)移頻率高是肝 癌患者臨床轉(zhuǎn)歸差的主要原因[16]。肝纖維化是慢性肝病的結(jié)果,慢性肝病有可能發(fā)展為肝硬化,并伴有 結(jié)構(gòu)紊亂和隨之而來的功能衰竭[17]。如果不預(yù)防晚期纖維化,肝纖維化可能導(dǎo)致肝癌和肝功能衰竭,這是慢性肝病全世 界發(fā)病率和死亡率較高的主要原因[18-21]。
microRNA (miRNA )是分子構(gòu)成較小的RNA,這種RNA 的核苷酸有特定的排列順序,它的特性是內(nèi)源性并且非編碼,這種特性對于 后續(xù)蛋白質(zhì)的合成有一定的輔助作用[22-23]。超過30%的人類信使 RNA(mRNA)受到miRNA 調(diào)控,細胞的凋亡、分化、增殖和代謝等許多生物學(xué)過程都有miRNA參與其中。早有研究發(fā)現(xiàn),特定組織的miRNA可以在血漿、血清、唾液、 尿液、母乳和眼淚等多種體液中檢測到[24-26]。雖然miRNA一度被認為是不穩(wěn)定的,但循環(huán)miRNA 可能受到外泌體、微泡和凋亡小泡的保護,使得它可以防止被 RNAase降 解,并可以耐受極端 pH值和極端溫度[27]。目前研究表明,miRNA參與了各種肝臟疾病及代謝綜 合征(比如NAFLD)等疾病的發(fā)生發(fā)展[28-29]。由于miRNA參與了慢性肝病的演變過程,所以miRNA 有望成為一種新型的治療靶點和突破點,可以更好的幫助治療慢性肝病。本文主要對 miR-182-5p在HCC、NAFLD、ALD及肝纖維化中的作用做一綜述。
miRNA-182-5p位于人常染色體7q32.2,是miRNA-182的家族成員之一,轉(zhuǎn)錄自miR-183家族集群,參與調(diào)節(jié)多種細胞生物 學(xué)事件,包括細胞凋亡、免疫應(yīng)答細胞增殖等[30]。miR-182與miR-183都屬于多順反子miRNA簇 ,位于小鼠 6q染色體上的4千堿基的區(qū)域內(nèi)[31]。在小鼠中,miR-18 2和miR-183由一個獨特的初級轉(zhuǎn)錄本表達[32],該轉(zhuǎn)錄本在人類中高度保守,并由甾醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-2(SREBP-2)直接激活[30],相反,miR-182通過其靶基因Fbxw7的直接失活來調(diào)節(jié) SREBP表達,從而促進細胞內(nèi)脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)環(huán)[33]。目前研究發(fā)現(xiàn)miR-182-5 p參與許多疾病的發(fā)生發(fā)展過程,例如,Chen等人[34]的研究表明,miR-182-5p 在博來霉素(BLM)誘導(dǎo)的纖維化小鼠肺組織中高表達,通過下調(diào)miR-182-5p的表達,羥脯氨酸和轉(zhuǎn)化生長因子-β1(TGF-β1)的含量降低,并且抑制了促纖維化蛋白(纖連蛋白、α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、p-Smad2/p-Smad3)的表達,并提高了Smad7的水平;且Chen等人的體外實驗也證實,TGF-β1誘導(dǎo)miR-182-5p具有促進纖維化的作用,且Sm ad7受到了miR-182-5p的負調(diào)控。張璐等人[35]研究發(fā)現(xiàn)miR-182-5p在單側(cè)輸尿管梗阻(UUO)小鼠腎組織中顯著上升,miR-182-5p的表達在慢性腎臟病患者腎組織標本中也呈高水平,且張璐等人進一步通過體內(nèi)試驗發(fā)現(xiàn)miR-182-5p抑制劑處理可顯著減輕UUO模型腎臟纖維化水平,抑制fibronectin、Ⅰ型膠原纖維(collagen-Ⅰ)、α-SMA的上調(diào)并通過調(diào)節(jié)磷PTEN-AKT信號通路參與腎臟纖維化。另外發(fā)現(xiàn)miR-182-5p與炎癥反應(yīng)相關(guān),據(jù)報道m(xù)iR-182-5p在炎癥反應(yīng) 等各種病理過程中抑制Toll樣受體(TLR)4的表達[36]。miR-182-5p可以通過抑制 TLR4 減少小鼠的炎癥反應(yīng)來減輕脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的肝損傷[37]。miR-182-5p作為 一個功能復(fù)雜的基因,可以作為不同癌癥的癌基因或抑癌基因[38]。
既往研究表明miR-182在肝癌的 發(fā)生發(fā)展中極為重要,并發(fā)現(xiàn)miR-182 在肝癌中高表達[39],miR-182 在促進肝 癌Hep3B 細 胞發(fā)育、破壞正常細胞的過程中發(fā)揮著重要作用[40]。Hu等人[41]研究發(fā)現(xiàn)miR-182可能通過直接和負調(diào)控程序性細胞死亡因子4(PDCD4)的表達而在肝癌細胞中發(fā)揮致癌作用。 miR-182- 5p 作為 HCC 中的優(yōu)先級miRNA 出現(xiàn),與HCC轉(zhuǎn)移有關(guān)[38]。Zheng[38]等人研究發(fā)現(xiàn)miR-182-5p在肝癌組織和細胞系中顯著高表達,通過靶向調(diào)控鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶調(diào)節(jié)劑1(RCAN1)表達促進肝癌細胞增殖、遷移、侵襲和細胞周期的進程。王[42]等人發(fā)現(xiàn)miR-182-5p還可以通過靶向調(diào)控轉(zhuǎn)移抑制因子1(MTSS1)促進 HCC 轉(zhuǎn)移,上調(diào)的miR-182-5p通過調(diào)節(jié)腫瘤蛋白53誘導(dǎo)的核蛋白1(TP5 3INP1)[43]增加順鉑處理的HCC細胞的耐藥性。此外,Cao等人[16]研究還發(fā)現(xiàn)miR-182-5p在腫瘤組織中的高表達與接受根治性手術(shù)的肝癌患者預(yù)后不良和早期復(fù)發(fā)有關(guān),可能是因為miR-182-5P增強了肝癌細胞在體內(nèi)外運動和侵襲的能力,其機制可能與miR-182-5p直接靶向FOXO3a的3’-UTR,抑制FOXO3a的表達,激活A(yù)KT/FOXO3a途徑促進肝癌細胞增殖,并且miR-182-5p通過抑制β-catenin的降解,增強β-catenin與β-catenin的相互作用,從而激活Wnt/Tcf4信號通路。FOXO3a是PI3K/AKT通 路的重要靶點,激活的AKT使FOXO3a磷酸化,導(dǎo)致其胞質(zhì)易位,隨后降解[44]。據(jù)報道,Wnt信號通路的激活誘導(dǎo)了血 清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶1(SGK1)的表達,并導(dǎo)致FOXO3a的核排斥[45],表明FOXO3a受Wnt/β-catenin信號通路的調(diào)控。并且FOXO3a可以直接與β-catenin結(jié)合并與T細胞因子(Tcf)競爭 與β-catenin的相互作用,從而抑制β-catenin/Tcf的轉(zhuǎn)錄活性[46]。證實了miR-182-5p可能是肝癌術(shù)后早期復(fù)發(fā)的潛在預(yù)測因子,并且miR-182-5p在體內(nèi)外均對肝 癌的生長起促進作用。所以miR-182-5p的升高對HCC患者有診斷和預(yù)后價值[47]。
NAFLD發(fā)病機制與TLR4相關(guān)[48-51],TLR4的激活可以觸發(fā)細胞內(nèi)信號分子,包括髓樣分化因子(MyD88)依賴和非依賴途徑。MyD88依賴性通路誘導(dǎo)核因子(NF-κB)移位、導(dǎo)致炎癥細胞因子的產(chǎn)生,如白細胞介素(IL)-6和腫瘤壞死因子(TNF-α),而MyD88非依賴通路促進炎癥細 胞因子的釋放,如轉(zhuǎn)化生長因子β,IL-6和TNF-α,隨后引起炎癥和纖維化的 形成[52-54]。此外,MyD88依賴途徑與高脂飲食(HFD)誘導(dǎo)的NAFLD有關(guān)[55]。Liang[56]等人研究發(fā)現(xiàn)miR-182-5p可通過抑制體內(nèi)外TLR4的表達來降低炎癥因子的表 達,并對HFD的小鼠N ASH起到保護作用。肝臟胰島素抵抗被認為是NAFLD發(fā)生的核心部分[57]。Zhang等人[58]通過高通量測序以及RT-qPCR鑒定發(fā)現(xiàn) miR-182在NAFLD組的大鼠肝臟表達明顯降低。劉倩倩進一步研究發(fā)現(xiàn)miR-182不僅在NAFLD老鼠肝臟中的表達降低,而且 在NAFLD患者的血清中也降低,其可能的機制與胰島素抵抗和脂代謝相關(guān)[31]。同樣,董美娟等人[59]研究也發(fā)現(xiàn)miR- 182與脂代謝相關(guān)。這可能成為篩查NAFLD新的標志物,也可能是診斷和治療NAFLD 的新的靶點[31]。肥胖 和T2DM通常會導(dǎo)致 NAFLD的發(fā)生,患有這些疾病的患者會增加肝臟的脂肪儲存,這種情況稱為脂肪變性[60]。Jeon等人[61]研究發(fā)現(xiàn)miR-182-5p 和 miR-183-5p在用考來維侖治療的糖尿病大鼠肝臟中升高,考來維侖誘導(dǎo)的SREBP激活可能通過 Med1和其他靶基因驅(qū)動 miR-182/183對葡萄糖代謝的調(diào)節(jié) 。但是,也有報道稱,這些 miRNA在嚙齒類動物模型和患有2型糖尿?。═2DM)患者的許多組織中被抑制[30]。Karolina[62]及其同事表明 miR-182-5p在 T2DM中下調(diào),而在空腹血糖受損的受試者中略有上調(diào),Karolina 等人報道對于早期糖尿病,miR-182-5p的AUC 高于糖化血紅蛋白(HbA1c)。目前已提出miR-182-5p的失調(diào)導(dǎo)致T2D M的部分原因是叉頭盒蛋白O1(Foxo1)的調(diào)節(jié)改變,F(xiàn)oxo1是調(diào)節(jié)肝臟糖異生和胰島素分泌的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子[63-65]。同樣,有報 道提出,在飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中,miR-182-5p在許多組織(血液、脂肪組織、胰腺、肌肉和肝 臟)中下調(diào)[30]。miR-182的表達水平在脂肪形成過程中顯著下調(diào),在肥胖大鼠和人類的內(nèi)臟脂肪組織中顯著降低[31]。miR-182在小鼠前脂肪細胞(3T3-L1)和人脂肪細胞中的異位表達抑制了脂滴的形成和成脂基因的表達,熒光素酶基因報告顯示,miR-182 直接靶向 CCAAT/增強劑結(jié)合蛋白(C /EBP-a)的3’-未翻譯序列,結(jié)果表明 miR-182是脂肪形成的新型負調(diào)節(jié)劑,并且是肥胖癥的潛 在治療靶標[31]。這些研究進一步證實了miR-182是避免NAFLD發(fā)生的保護性因素。但是Dolganiuc等人[66]觀察到,在飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠模型中,肝臟中miR-182及其同系miR-183表達上調(diào)。更重要的是,塞奇 曼等人研究表明,miR-1 82-5p抑制劑可以改善降糖效果,顯著降低肝臟中的膽固醇水平,因此有望成為脂肪肝的治療靶點[67]。同樣,Leti等人[60]通過高通量測序顯示NAFLD相關(guān)纖維化患者的肝臟組織中miR-182是顯著上調(diào)的,并確定FOXO3是miR-182的潛在靶基因,這一發(fā)現(xiàn) 支持了miR-182 在NAFLD相關(guān)纖維化的發(fā)病機制中的作用,這對肝纖維 化和肝硬化的啟動和進展的分子機制提供了新的見解[68]。先前的研究表明,F(xiàn)OXO3的缺失會增加肝臟脂質(zhì)分泌并導(dǎo)致肝脂肪變性[69]。FOXO3水平 的增加與促凋亡BH3蛋白和p53上調(diào)凋亡調(diào)控因子(PUMA)的上調(diào)有關(guān),NAFLD和NASH患者通過脂質(zhì)凋亡導(dǎo)致膽管細胞損傷[70]。所以,miR-182-5p參 與NAFLD的發(fā)生和發(fā)展,是保護性因子還是危險因子,目前存在爭議。
Dolganiuc[66]報道了miR-182在 LieberdeCarli 酒精飲食的小鼠中顯著下調(diào)。 相比之下,Blaya[71]發(fā)現(xiàn) miR-182-5p是ALD中上調(diào)最顯著的miRNA,并且與疾病嚴重程度和肝損傷相關(guān)。Zuo等人[72]通過小鼠和細胞實驗也證實,乙醇可明顯抑制ALD細胞中FOXO1的表達,上調(diào)miR-182-5p的表達,同時,發(fā)現(xiàn)miR-182-5p/FOXO1信號軸的增強顯著刺激了SREBP-1cFASN過表達,同時抑制沉默調(diào)節(jié)蛋白1(SIRT1)的表達。同樣,Heo等人[73]報道,F(xiàn)OXO1在ALD中下調(diào),促進硫氧還蛋白作用蛋白(TXNIP)過表達和NLRP3炎癥小體 激活,從而導(dǎo)致肝細胞萎縮,并且發(fā)現(xiàn)miR-182-5p靶向調(diào)控FOXO1的3’UTR結(jié)合位點,Soheilifar的研究也證明了這一點[74]。Foxo1是參與細胞增殖、氧化應(yīng)激、自噬和能量代謝的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào) 節(jié)因子FOXO家族的成員,該家族由哺乳動物中的四種蛋白(FOXO1 /3a/4/6)組成,根據(jù)細胞類型、特征和環(huán)境,激活不同的FOXO因子[75]。FOXO1已經(jīng)在之前的研究和其他出版物中被證明參與脂質(zhì)代謝[76-79]。肝臟FOXO1的失調(diào)通過在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控涉及血管生成、脂肪酸氧化和脂解的基因而導(dǎo)致脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)的失衡[75]。先前的研究已經(jīng)證實了FOXO1的脂質(zhì)代謝相關(guān)下游基因(SIRT1、ATGL、SREBP-1c 和FASN),SIRT1是一種依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+,NADH)的Ⅲ類組蛋白去乙?;福?在調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和氧化應(yīng)激反應(yīng)中起關(guān)鍵作用[76]。越來越多的數(shù)據(jù)表明,SIRT1去乙?;疐OXO1DN A結(jié)合域中的賴氨酸殘基,并增加了FOXO1[80]的核滯留。 重要的是,它們是FOXO/SIRT1信號通路的核心基因,在細胞內(nèi)表現(xiàn)出密切的正相互作用[80-81]。先前的研究表明SIRT 1會被酒精的攝入顯著抑制[82]。甘油三酯脂肪酶(ATGL)是脂肪分解代謝的重要調(diào)節(jié)因子,新的證據(jù)表明,F(xiàn)OXO1顯著上調(diào)ATGL的表達,從而促進脂解[83]。有趣的是,張等人[84]報道了這種促進作用可能是通過抑制G0/G1Switch-2基因的表達而實現(xiàn)的,G0/G1 Swit ch-2基因編碼一種三酰甘油脂肪酶抑制劑。FASN是脂肪酸合成酶,SREBP-1c是重要的轉(zhuǎn)錄因子,他們直接調(diào)節(jié)細胞中與膽固醇和脂肪酸合成有關(guān)的關(guān)鍵酶的活[85-86]。這些結(jié)果表明miR-182-5p/FOXO1軸通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)生物合成和分解相關(guān)基因的表達參與了酒精性肝 臟的脂質(zhì)代謝。所以miR-182-5p/FOXO1信號軸被確定為 ALD脂質(zhì)代謝的關(guān)鍵途徑,miR-182-5p已被確定為 ALD發(fā)展和進展的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[9]。
有研究者利用基因表達譜GSE14323驗證了HUB基因的表達,發(fā)現(xiàn)與正常肝樣本相比,89個DEM在肝纖維化樣本中被鑒定 出來,前3個上調(diào)的DEM(miR-200b-3p、miR-200a-3p和miR-182-5p)其中miR-182-5p作為變化最大的 miRNAs被篩選出來[87]。并且他們還發(fā)現(xiàn)磷酸酶張力蛋白同源物(PT EN)可能受到miR-20 a-5p、miR-200a-3p和miR-182-5p的調(diào)控。據(jù)報道,PTEN/P65信號通路的激活促進了非酒精性脂肪性肝病的肝纖維化[88]。Chandel等人[89]研究發(fā)現(xiàn)在二乙基亞硝胺(DEN)處理的大鼠中發(fā)生纖維化時,miR-183-96-182簇在肝臟表達顯著上調(diào),且該miRNA簇在肝臟中表達與纖維化的進展呈正相關(guān)。通過單變量邏輯回歸分析表明,肝臟中miR-182-5p和miR-183-5p表達和血漿中ALT是纖維化的重要預(yù)測因子。多變量邏輯回歸分析在DEN治療的Wistar大鼠的纖維化進展過程中,miR-183-96-182 簇成員與ALT、AST、ALP以及總膽固醇、HDLc和LDLc水平呈顯著正相關(guān)。因此,可以得出結(jié)論,miR-183-96-182 簇的顯著上調(diào)可能在纖維化的維持和進展中發(fā)揮作用。
miR-182-5p在不同細胞中有不同的生物學(xué)作用,其調(diào)控的靶基因預(yù)計有很多種在肝臟組織中大量表達,它是多種肝臟疾病的雙功能miRNA,這說明如果 miR-182-5p被用作生物標志物,就需要嚴密監(jiān)測并根據(jù)疾病和(或)病因進行解讀。miR-182-5p在肝纖維化和肝癌的肝臟組織中是明顯上調(diào)的,在NASH和ALD是上調(diào)還是下調(diào)目前的研究結(jié)論并不一致,需要進一步研究。并且有研究發(fā)現(xiàn)miR-182-5p在NAFLD、T2DM和脂肪組織中是顯著下調(diào)的,眾所周知NAFLD的發(fā)病與糖尿病和肥胖相關(guān),那么可以說明miR-182-5p有可能是避免NAFLD發(fā)生的保護性因素,但是miR-182-5p又參與的肝纖維的發(fā)生和發(fā)展,并在NAFLD導(dǎo)致的肝纖維肝臟組織也是上調(diào),這是如何變化以及可能的機制都需要進一步研究??傊闻K和循環(huán)中miR-182-5p水平能否成為動態(tài)地反映慢性肝病的進展,以及肝臟疾病患者預(yù)后和診斷的潛在生物標志物和藥物干預(yù)的靶標需要進一步研究。