microRNA-122 在乙型肝炎病毒感染及相关疾病中的研究进展

穆茂媛 李 滢 杨方万 肖娟娟 柳启传 林世德

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染是严重威胁人类健康的病毒性疾病之一。在我国慢性HBV 感染是肝硬化及原发性肝癌(PHC)的主要病因。与HBV 感染后疾病进展的相关因素尚不清楚，近几年的研究发现HBV 与宿主肝细胞存在复杂的相互作用，与HBV 复制及慢性肝病、肝硬化及肝癌的发生、发展及预后有关。

microRNAs(miRNAs)广泛参与了生物体内多种生理、病理过程，在细胞增殖、凋亡、应激和癌变等过程中调节基因表达及细胞内信号传递［1］。已发现miRNAs 在多种病毒感染过程中起到了至关重要的作用，多种病毒可以合成自身的miRNAs，还可在感染过程中引起宿主细胞miRNAs 表达的改变，对病毒复制、慢性病毒感染的建立及病毒的致病性均有重要影响［2］。miRNA-122 是肝脏的组织特异性miRNA，占肝脏miRNAs 的70%，近几年国内外研究者对miRNA-122 在HBV 感染过程中与病毒复制及病情进展的关系进行了广泛的研究，取得了一些进展，本文概述如下。

一、miRNAs 的合成及功能

miRNAs 是大小约21 ～23 个碱基的非编码单链低分子RNA。miRNAs 首先是在RNA 聚合酶Ⅱ的作用下在细胞核内进行转录，成为pri -miRNAs，再进一步经RNA 聚合酶ⅢDrosha 切割成为发夹状的前体pre - miRNAs，在细胞质中经核糖核酸内切酶ⅢDicer 的切割作用下生成成熟双链miRNAs，这些成熟的miRNAs 可与其他蛋白质组成RNA 诱导的沉默复合体(RNA - induced silencing complex，RISC)，通过核酸序列互补结合于靶基因mRNA，发挥阻遏翻译或直接降解靶基因mRNAs 的作用［3］。

单个miRNA 有调节多个靶基因的能力，这种较广泛的基因调节特性，使得miRNAs 在大多数细胞活动以及疾病发生、发展过程中起到重要的调节作用。发现许多疾病如肝癌、HBV 等病毒感染均存在miRNAs 表达异常。miRNA -122 具有高度的肝脏组织特异性，占到肝组织miRNAs 的约70%，其他组织不表达。在小鼠胚胎发育过程中肝细胞miRNA -122逐渐增多，至成年平均每个肝细胞含有miRNA -122达66000 拷贝，而在人类每个肝细胞miRNA-122 的含量约为12500 拷贝，是目前在所有组织细胞中含量最多的miRNA。因而，miRNA-122 与肝脏疾病的相关性研究已成为肝脏疾病研究的热点之一［4］。

二、HBV 感染者外周血及肝细胞miRNA -122的改变

由于肝组织富含miRNA -122，miRNA -122 有很高的组织特异性，有大量的基础及临床研究探讨了不同病因肝脏损伤患者外周血miRNA-122 的变化，发现在病毒性肝炎、药物性肝损伤等病理状态下外周血miRNA-122 水平均有不同程度的增高，与肝脏炎症程度呈正相关［5～7］。进一步研究发现，外周血或组织中的miRNAs 表达非常稳定，因而，多数研究者认为HBV 感染者外周血miRNA-122 水平主要反映肝细胞损害程度。

有部分研究探讨了外周血miRNA -122 水平与HBV 复制的相关性，发现外周血miRNA -122 水平与HBV 复制存在一定关联。Arataki 等［8］通过对198例慢性HBV 感染者血清miRNA -122 水平及其与HBsAg、HBeAg、HBVDNA、ALT、肝脏纤维化及炎症程度的相关性进行研究后发现慢性HBV 感染者外周血miRNA-122 水平明显增高，与HBsAg、ALT 及HBVDNA 水平呈正相关，HBeAg 阳性患者中miRNA -122 水平明显高于HBeAg 阴性患者，miRNA -122 水平与纤维化程度呈负相关。Ji 等［9］也发现HBV 感染者血清miRNA -122 表达水平上调，在HBeAg 阳性患者中miRNA -122 水平明显高于HBeAg 阴性患者，另外，还发现miRNA -122 水平在慢性乙型肝炎患者或慢加急性肝衰竭患者中与年龄呈负相关。

Waidmann 等［10］进一步发现，HBV 感染者血清miRNA-122 升高，在无症状HBV 携带者miRNA -122 与HBsAg 水平呈明显正相关，认为miRNA -122水平可以反映无症状HBV 携带者肝脏炎症程度。但后来的研究发现血浆miRNA -122 水平在活动性HBV 患者中出现明显的升高，而在HBV 携带者无明显升高［11］。因而，目前尚不清楚外周血miRNA-122除反映肝细胞损伤程度外是否还受HBV 复制水平的影响。

虽然HBV 感染者外周血miRNA -122 增高，但关于HBV 感染后肝细胞miRNA -122 表达水平的研究却出现了两种相反的结果，在用肝癌细胞株的体外研究中发现HBV 感染抑制肝细胞miRNA-122 的表达［12］。但在最近的研究中，Xu 等［13］在体外用培养的树鼩肝细胞感染HBV，发现肝细胞内miRNA -122 水平明显增高，阻断miRNA-122 表达后HBV 复制不受影响。这些结果差异的原因尚不清楚，可能与HBV 感染时间、感染方式、病毒复制水平及选择的细胞株不同等因素有关。

在体外研究中对HBV 抑制miRNA -122 表达的机制做了初步探讨。有研究发现HBx 通过氧化酶活化增生受体γ(peroxisome proliferator - activated receptor gamma，PPARc)直接抑制miRNA - 122 转录［14］;另外，还有研究发现RNA 多聚酶生殖系发育2(germline development 2，Gld2)能通过转录后调节增加一些特定miRNA 的稳定性而影响细胞内miRNAs表达水平，发现肝细胞感染HBV 后miRNA -122 表达明显下调，同时Gld2 水平下降，增加Gld2 表达可以阻断HBV 对miRNA -122 表达水平的影响，进一步研究发现HBx 降低了Gld2 启动子活性，但对miRNA-122 启动子活性无明显作用，提示HBx 可能通过下调Gld2 来减少miRNA -122 表达［15］。还有研究发现在表达HBV 基因组细胞中Drosha mRNA 及蛋白表达均下降，与Drosha 基因启动子活性降低有关，运用RNA 干扰技术使HBx 基因沉默后能显著恢复Drosha 表达，提示HBx 蛋白可能还通过降低Drosha 酶下调miRNA-122 表达［16］。

三、miRNA-122 与HBV 复制

近几年对miRNAs 在病毒感染过程中的作用进行了广泛的研究。大量的研究表明肝细胞miRNAs对HBV 复制有较大的影响，其中miRNA -122 可通过多种途径抑制HBV 复制。Qiu 等［17］发现miRNA-122 抑制HBV 复制，同时对血红素氧合酶1(heme oxygenase 1，HO -1)有下调的作用。HO -1 可以降低HBV 核心蛋白的稳定性从而抑制HBV 的复制，因此miRNA-122 对HO-1 的调控也部分削弱了miRNA-122 对HBV 的抑制作用。

最近发现肝细胞细胞周期蛋白G1 是miRNA -122 的靶基因，miRNA -122 能够下调细胞周期蛋白G1 表达。细胞周期蛋白G1 能够与P53 蛋白结合从而降低了P53 对HBV 复制的抑制。HBV 患者肝脏miRNA-122 的表达下调，因而增加了细胞周期蛋白G1 并间接促进HBV 复制。提示HBV 与miRNA -122 存在复杂的相互作用，一方面HBV 感染下调了肝细胞miRNA-122 的表达，但miRNA -122 的下调又有利于HBV 的复制。

四、miRNA-122 与HBV 相关疾病

多数研究表明，随着肝脏纤维化程度的增加，肝细胞miRNA-122 表达水平下降。最近的研究发现，肝硬化患者外周血miRNA-122 表达水平明显降低，以肝硬化失代偿患者下降最为显著，外周血miRNA-122 水平显著下降的肝硬化患者近期病死率明显增高，提示外周血miRNA-122 可以反映肝硬化程度及肝脏储备功能［18］。

已证实许多miRNAs 参与肿瘤发生、发展的各个阶段。miRNA - 122 作为肝脏特有且含量丰富的miRNA，国内外研究者对其在肝细胞癌发生、发展、转移中的作用做了大量研究，体内和体外研究均发现HBV 相关肝癌组织miRNA -122 表达水平下降，并与肿瘤的分化程度、肿瘤大小、转移及预后相关［19］。miRNA-122 低水平表达增加肝癌发生，其超水平表达可抑制肿瘤细胞生长［20］。通过检测细胞周期发现，发现miRNA-122 阴性表达的肝癌细胞S 期比例增加，显示其具有更加旺盛的增殖能力。miRNA -122 基因敲除小鼠首先发生严重的血脂代谢紊乱、进一步发展为脂肪肝及肝癌，导入外源性miRNA -122后可阻止肝癌发生，进一步说明了miRNA-122 在肝癌发生过程中的重要性［21］。

初步研究发现，miRNA -122 的一些靶基因如垂体肿瘤转化基因1(pituitary tumor -transforming gene 1，PTTG1)等可能与其致癌作用有关。最近的研究发现HBV 感染导致肝细胞miRNA -122 下调，通过增加靶基因PTTG1 结合因子(PBF)表达增加肝癌细胞增殖及侵袭性，相反沉默PBF 可减少肝癌肿瘤生长［22］。还有研究发现，在HBV、HCV 相关性肝癌中miRNA-122 表达出现了明显的差异，其原因尚不清楚，可能与HCV 病毒复制对miRNA -122 的依赖程度较高有关。与HBV 相反，miRNA - 122 可促进HCV 复制。

五、基于miRNA -122 对HBV 相关疾病治疗、诊断、预后的展望

由于miRNA -122 的高度肝脏组织特异性与HBV 感染的密切相关性，检测外周血中的miRNAs 对评价HBV 感染状态、肝脏损伤程度表现出一定的临床价值，有研究发现外周血miRNA-122 水平较ALT及AST 能更敏感的反映肝脏损伤，特异性更强。另外，miRNA-122 可作为潜在的生物学标志物对HBV相关的肝癌进行筛查，近期有研究发现检测外周血包括miRNA -122 在内的miRNAs 组合在肝癌的早期诊断上具有较高的应用价值［23］。

治疗方面，有研究发现干扰素(IFN -α)可诱导miRNA-122 表达显著减少，并发现IFN -α 激活因子NT5C3 是引起miRNA -122 下降的主要原因，其3' -UTR 端通过结合miRNA -122 可有效抑制miRNA-122 的表达，运用RNA 干扰技术阻止NT5C3 mRNA 表达上调可完全消除这种抑制效应。IFN -α诱导的miRNA -122 抑制效应对IFN -α 抗HBV 作用产生负面影响，提示通过增加miRNA-122 表达可增加IFN-α 的抗HBV 活性［24］。对进一步了解IFN-α 作用机制及提高干扰素的抗HBV 疗效提供新的思路。对miRNA 的研究还有可能开发出新的治疗HBV 感染及相关疾病的抗病毒药物。在动物实验中，在肿瘤周围注射miRNA-122 可以明显阻止肝癌组织生长，另外还发现miRNA -122 与阿霉素、长春新碱、顺铂等抗癌药物合用可调节肿瘤耐药基因的表达、增加肝癌细胞的敏感度［25］。

总之，现在及未来继续开展关于miRNA-122 与HBV 感染及肝癌发生、发展之间的研究，可以使我们在针对HBV 感染及其相关疾病的诊断、治疗、预后判断等多个方面取得更多的突破。

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