溃疡性结肠炎中miRNA的研究进展

吴慧华　吴子刚　王爱英



溃疡性结肠炎中miRNA的研究进展

吴慧华吴子刚王爱英

摘要：溃疡性结肠炎(UC)是一种病因未明的慢性非特异性肠道炎症性疾病，近年来其发病率呈上升趋势。UC的发病机制复杂，可能是遗传易感性、肠道微生物等外源物质引起宿主反应以及免疫影响三者相互作用的结果，近年来发现miRNA也与其发病关系密切。此文对UC的发病机制、UC中miRNA的表达以及miRNA在其发病中可能的作用的研究进展作一综述。

关键词：溃疡性结肠炎；miRNA；诊治

作者单位：100191北京大学第三附属医院消化内科(吴慧华，王爱英)；518000广东深圳，北京大学深圳医院消化内科(吴子刚)

溃疡性结肠炎(UC)是一种病因未明的慢性非特异性肠道炎症性疾病，病变主要位于黏膜及黏膜下层。临床表现主要为腹痛、腹泻、黏液脓血便，病情常呈慢性反复发作。近年来UC在世界各国的发病率均呈上升趋势，在中国的发病率也逐年增加[1]。目前普遍认为UC的发病是由多种因素共同作用的结果，其中免疫机制是其发病的重要因素之一[2-6]。

小分子非编码核糖核酸(miRNA)是一类内生的、长度为20～24个核糖核苷酸的小核糖核酸(RNA),是由发夹结构的70～90个碱基大小的单链RNA前体经过核糖核酸酶(主要为Dicer酶)加工后生成。miRNA对靶基因的调控主要取决于它与靶基因转录体序列互补配对的程度[7]。生物信息学分析表明，miRNA在细胞增殖、分化、凋亡、免疫反应等一系列程序中发挥重要作用，提示细胞生命活动中众多的信号转导途径可能由miRNA参与调节。多项研究显示，每种miRNA可调节数百种mRNA的表达，对超过30%的蛋白编码基因进行转录后调控，广泛参与个体发育、细胞增殖、分化、炎性反应、纤维化和凋亡等过程[8-10]，可能导致人类多种疾病，如肿瘤、自身免疫学疾病、糖尿病、心血管疾病和肝脏疾病等[11-12]。

1miRNA在UC肠黏膜中的表达

miRNA微阵列分析和同步定量聚合酶连锁反应(Q-PCR)表明，与健康人群相比较，活动期UC结肠上皮细胞中miR-192低表达，而miR-21高表达；缓解期UC中miR-192表达不变，而miR-375、miR-422表达增高[13]，表明不同miRNA在活性和非活性IBD组织中的表达有所差异。Wu等[13]研究发现，UC患者活动期肠道黏膜有11种miRNA的表达不同，其中3种表达明显下降(miR-192、miR-375和miR-422b)，8种则明显上升(miR-16、miR-21、miR-23a、miR-24、miR-29a、miR-126、miR-195和let-7f)。在缓解期UC患者中miR-192没有显著变化，而miR-375、miR-422表达水平却较正常对照组显著升高，并且利用qRT-PCR方法证实了在人的结肠黏膜组织中miR-21是表达水平最高的UC相关性miRNA。另有研究显示，UC患者在非活动期也存在miRNA的异常表达[14]。因此，miRNA表达谱有望成为UC的有效诊断工具和治疗靶点[15]。Takagi等[16]应用miRNA芯片分析方法，根据筛选结果对其中7种miRNA(let-7a、let-7c、let-7d、let-7g、miR-21、miR-155、miR-923)采用qRT-PCR进行验证，结果显示与正常对照组相比较，在活动期UC患者结肠黏膜组织中miR-21及miR-155的表达水平明显升高，提示这两种miRNA可能参与了肠道黏膜炎性反应和免疫反应，其具体机制尚需进一步研究。Fasseu等[14]研究通过检测活动期、静止期UC患者及正常对照组结肠黏膜中miRNA的表达发现，在UC患者中(无论是活动期还是缓解期)miR-29a、miR-29b、miR-126*、miR-127-3p和miR-324-3p均升高，而miR-188-5p、miR-25、miR-320a和miR-346均下降；在缓解期UC患者中miR-196a表达明显下降；在活动期UC患者中miR-7、miR-31、miR-135b、miR-223表达升高；说明miRNA在病情静止期的UC患者中仍有变化，提示miRNA可能在UC病程的各阶段均发挥重要作用。研究还表明在UC患者的结肠黏膜miRNA中miR-29a、miR-29b、miR-126、miR-127-3p、miR-324-3p均表达升高。因此，不同疾病类型的miRNA表达不同，对疾病具有鉴别意义；静止期和活动期UC中miRNA表达的不同可以鉴别患者所处的疾病状态，了解疾病复发的情况。

2miRNA在UC患者外周血中的表达

有研究报道在人体血清中稳定存在一定水平的miRNA[17-19]。血清miRNA来源于凋亡或坏死的细胞、细胞的主动分泌和循环细胞的裂解等[20]；成熟的miRNA在细胞内被脂质或脂蛋白包被成外切酶体，然后分泌至胞外并进入血液，进入血液的外切酶体可经内吞作用进入受体细胞并去包被，释放出miRNA并发挥生物学功能[21-22]。血清中的miRNA多数是与蛋白和脂蛋白形成微粒而存在，miRNA存在于微粒中能免于被RNA水解酶降解[23-24]。miRNA具有在血清中长期稳定存在，耐RNA酶降解，可在煮沸、反复冻融、酸碱环境下长期保存等特性，使其在各种处理下均不会造成血清miRNA的损失[25]，其来源和存在的稳定性为其成为诊断和监测疾病的新标志物奠定了研究基础。UC患者外周血中miRNA特异性表达谱的研究可应用于诊断学指标的筛选。尽管肠镜活检能够较直观地反映结肠组织病变状况，但内镜是一种侵入性诊断方法，相比之下，循环血miRNA更易获取，也易于被患者接受，操作简单方便，用于UC的监测更具有临床意义。

研究显示，活动期UC患者外周血中miR-505、miR-103-2、miR-362-3p表达差异具有显著统计学意义，且11种miRNA在UC活动期和缓解期有不同的表达，但结果与肠黏膜中的表达并不完全吻合，提示外周血与肠黏膜的miRNA表达差异及功能尚需进一步研究[26]。也有研究显示，UC患者外周血中miR-16、miR-21、miR-28-5p、miR-151-5p、miR-155和 miR-199a-5p的表达与健康人群相比较，差异有显著统计学意义，其中UC患者的miR-155表达最高[27]。Wu等[26]分析了活动期和非活动期UC患者外周血中miRNA的表达谱，其中12种表达升高，miR-505*表达下降，提示UC患者外周血中miRNA的不同类型具有差异表达。Paraskevi等[27]的研究也得出类似结论。Wu等[13,26]对UC患者外周血中的miRNA进行检测，结果显示miR-28-5p、miR-151-5p、miR-199a-5p、miRplus-E1271等在活动期UC患者的外周血中表达上调；miR-103-2、miR-362-3p和miR-532-3p在活动期和缓解期UC中均上调；而miR-505均下调。Dalal等[28]研究发现，miR-28-5p、miR-151-5p、miR-199a-5p、miR-340*和miRplus-E1271在活动期UC患者外周血中表达升高；而miR-103-2*、miR-362-3p和miR-532-3p在活动期和缓解期UC中均升高，而miR-505*均下降。也有研究比较了UC患者与健康者之间外周血中miRNA的表达，发现其中miRNA-28-5p、miRNA-151-5p、miR-199a-5p、miRNA-340、miR-plus-E1271、miR-3180-3p、miR-plus-E1035、miR-plus-E115和miR-plus-F1159在UC患者外周血中表达升高[29-30]。

上述研究均认为通过比较外周血中miRNA表达水平的差异可以区分活动期UC、缓解期UC及健康对照者，提示相关miRNA可能成为UC的临床诊断标志物。在临床实践中，UC的诊断主要以内镜下表现为依据，对于内镜表现不典型者诊断困难，血清miRNA为诊断UC提供了一种非侵入性检测方法，有辅助诊断的意义，并可进一步鉴别UC不同的疾病状态及表现类型。

3miRNA可能参与的免疫机制

研究表明，UC与T细胞的凋亡和功能异常密切相关，T细胞凋亡与肠道黏膜稳定和免疫耐受的关系密切。UC黏膜中T细胞凋亡明显减少并存在增殖缺陷，其可能是UC重要的发病机制[31-32]，而T细胞的凋亡和功能异常与miRNA的表达密切相关[33-34]，因此miRNA的表达可能参与UC的发病过程。

相关研究表明，miR-21可以抑制活化的T细胞凋亡，过表达miR-21可促进T细胞介导的炎性反应，能通过调节PDCD4来调控异常的T细胞反应，还可能通过白细胞介素-2(IL-2)和Bcl-2基因影响T辅助细胞导致其功能缺陷，这可能是UC重要的发病机制[35-38]。Sheedy等[36]研究表明，miR-21通过PDCD4表达，负向调控TLR4通路，在活动期UC患者肠黏膜中表达升高，表明miR-21可能参与UC的发病过程。

4结语和展望

随着对miRNA与UC的发生发展关系的深入研究，有助于为UC的诊断和治疗提供新的切入点，开辟更多的临床诊断治疗途径。但由于miRNA在多种疾病中的表达水平都有明显改变，同一种疾病也会出现多种miRNA的不同表达，因此进一步探明多种miRNA形成的动态调节网络是一个复杂的过程，需要更多的研究找出相关路径的关键点。未来针对miRNA的临床研究需要进一步扩大样本量，就不同亚型与UC活动度和病变部位进行深入研究，以期指导临床应用。

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(本文编辑：周骏)

·综述·

收稿日期：(2014-04-18)

通信作者：王爱英，Email： wangaiy@sina.com

DOI:10.3969/j.issn.1673-534X.2015.03.007