miRNA调控银屑病角质形成细胞增殖机制的研究进展

梅沉成 张云璧 霍春波 曾亚军 孙少馨 张润田 陈广山 李玲玲

miRNA调控银屑病角质形成细胞增殖机制的研究进展

梅沉成 张云璧 霍春波 曾亚军 孙少馨 张润田 陈广山 李玲玲

MicroRNA(miRNA)在银屑病的发病过程中发挥重要作用，但其调节角质形成细胞增殖的机制尚未明了。本文对miRNA种类及在银屑病中的自调控方式进行了综述。

miRNA； 银屑病； 角质形成细胞； 增殖

银屑病是一种与多基因遗传缺陷有关的疾病，常因外伤、感染或药物刺激等因素诱发[1]，角质形成细胞增殖所致的表皮角化过度是其病理的特征性表现之一。早先以基因芯片技术为基础的微小RNA (miRNA)表达谱的研究发现一些miRNA通过调节皮肤炎症、增殖和形态发生过程在银屑病的发病中起重要作用[2]。近年来，随着对miRNA的深入研究，在银屑病的病理条件下发现越来越多的具有特异性功能的非编码miRNA[3]。使用对低丰度转录物敏感的二代基因测序技术(Next-generation sequencing，NGS)进行分析，发现miRNA的5'-isomiRs在正常皮肤和银屑病皮肤中呈双重差异表达，银屑病大多数差异表达的miRNA都上调[4]。miRNA在银屑病的发病过程中起着至关重要的作用，但对它调节角质形成细胞增殖的机制至今尚未阐明。本文将对调控角质形成细胞增殖的miRNA种类及其各自调控方式进行综述。

1 miRNA的成熟过程

微小RNA(microRNA，miRNA)是一种内源性非编码RNA，它包括经典和非经典两种成熟途径。经典的miRNA由生物转化途径生成，需要Drosha和Dicer两种酶参与，最早从基因中转录出的是pri-miRNA，被RNase III剪接加工生成70～100个核苷酸的发夹前体(Pre-miRNA)，然后被RNA-GTP和exportin5从细胞核输送到细胞质中，Pre-miRNA被另一个类似于RNase III的Dicer酶剪切，生成平均长度为21～23个核苷酸长度的双链miRNA，经过沉默复合体过程，其中一条成熟的单链miRNA被保留，最终形成成熟的miRNA。非经典miRNA由选择性生物转化途径产生，Drosha酶通常不参与。第一个非经典miRNA的代表是mirtron，它源于一类约60～100个核苷酸长度的去除分支基因内区的套索，它作为Dicer分裂基质的茎环结构，从而绕过Drosha/dgcr8处理[5]。Dicer依赖但Dgcr8独立的RNA-like RNA也可以从形成较大的非编码RNA(ncRNA)的局部发卡结构中产生，如小核仁的RNA(snorna)[6]。miRNA作为生命活动重要的调控因子，在基因表达、生物个体发育、代谢及疾病发生等生理过程中起着重要的作用。

2 与银屑病角质形成细胞增殖相关的miRNA

小分子非编码RNA(sncRNA)在银屑病皮肤的异常表达方面的信息表明，两个关键的miRNA，即miR-203和miR-205在银屑病发病过程中具有重要的功能作用。miRNA与皮肤早期的分化发展相关，同时也是以后银屑病发病的重要途径。与之类似，Liu等[7]研究发现一些对早期心血管肌肉发育极为重要的miRNA(如miR-1和miR-13)失调会导致心血管疾病。以上对miRNA的相关新发现表明，与皮肤早期分化相关的miRNA可能对银屑病的发展和治疗具有潜在的作用。miRNA的失调会导致角质细胞增殖。Zhang等[8]通过对角质细胞增殖和伤口愈合的研究发现，通过TGF-β1作用于HaCaT细胞和正常人皮肤的角质形成细胞的治疗，miRNA-136减少非常明显，这说明角质形成细胞的增殖与miRNA的失调有关。通过细胞增殖实验和对细胞生长周期的分析，发现经过转染再引入miRNA和蛋白磷酸酶2A调控因子(PPP2R2A)沉默，可抵消TGF-β1对HaCaT细胞增殖的抑制作用。此外，通过双荧光素酶检测和Western技术已经证实PPP2R2A是miRNA直接作用靶点。这些数据表明miRNA-136通过直接作用靶点PPP2R2A在TGF-β1诱导的角质细胞增殖抑制过程中起重要作用。

巩春玲[9]采用miR-203的模拟物和抑制物定量转染人角质形成细胞系HaCaT细胞的方法探讨miR-203在角质形成细胞增殖、分化和银屑病发病机制中的作用，结果发现，miR-203的过表达使 p63和SOCS3的调节作用转为抑制，导致STAT3持续激活，STAT3的磷酸化水平增加，使角质形成细胞过度增殖。

Jinnin[10]回顾了miRNA在各种皮肤疾病发病机制中的作用及miRNA作为疾病标志物的最新研究进展发现，在银屑病皮肤中miR-424-5p下调会引起银屑病角质形成细胞中丝裂原活化蛋白激酶1(MEK1)和细胞周期蛋白E1的过度表达，从而导致角化细胞过度增殖。研究还发现在病例组和健康对照组的血清中miR-424-5p差异并不明显，但是银屑病患者血清中miR-146A-5P的水平显著上调，并显示与疾病活动呈弱负相关。此外，银屑病患者与正常人血清中的miR-146A-5P和miR-203a-3P水平的组合比单组miRNA表达差异更明显。说明miRNA可以通过基因调控角质形成细胞增殖，与银屑病的发病机制有关。Banerjee等[11]研究表明高含量的miR-146A沉默IRAK1/TRAF6，低含量的miR-125b的提升TNF-α的表达，这两者都是与银屑病发病及角质形成细胞增殖相关的重要参与者。

最近的研究还发现一些参与皮肤发育和角质形成细胞增殖的其他miRNA。例如，通过p63抑制miR -34的转录，对维持表皮细胞周期具有重要作用[12]。miR-125b已被证明在皮肤干细胞中高表达，在可诱导的小鼠系统中，miR-125b与干细胞的分化抑制有关[13]。Xu等[14]关于识别mir-125b在银屑病发病机制中潜在作用的研究发现，银屑病皮肤中表达下调最明显的是miRNA-125b，原位杂交结果显示在银屑病皮损中的主要负责mir-125b水平下降的细胞类型是角化细胞。Xu等[14]表示miRNA-125b超表达与人类角质形成细胞增殖抑制及调控已知的几个分化标记物有关。相反，抑制内源性mir-125-b促进细胞增殖和延迟分化。荧光素酶报告测定，发现成纤维细胞生长因子受体(FGFR2)为抑制miR-125b的直接目标之一。miR-125和FGFR2的表达均与转染角化细胞和在银屑病皮肤呈负相关。通过siRNA抑制角质形成细胞增殖可干扰FGFR2表达。通过FGFR2的调节，miR-125b在角化细胞增殖和分化中起一定的作用。miR-125b在银屑病皮肤含量的减少或损耗可能会导致过度增殖和角化细胞的异常分化。此外，最近发现另外9个miRNA(miR-23b，miR-95，miR-210，miR-224，miR-26a，miR-200a，miR-27b，miR-328和miR-376A)与人类角化细胞体外和体内的分化有关，可能在银屑病角质形成细胞增殖中起一定作用。

3 miRNA调控机制与治疗

唐雪勇等[15]采用竹黄颗粒治疗银屑病，2个月后患者皮损明显改善，进行miRNA芯片检测，发现miR -31等67个差异性miRNAs参与了银屑病的发病，证明中药竹黄颗粒剂治疗银屑病有确切疗效，并对差异性miRNA有双向调节作用。目前，有关miRNA对人类疾病的治疗价值可通过小鼠模型评估，Jinnin[16]报道在小鼠体内经皮腹腔简单注射miRNA可以导致let -7a的过度表达，并且通过补充体内let-7a含量，使博来霉素诱导的小鼠皮肤纤维化程度减轻[17]。miRNA干扰细胞分化技术虽然在银屑病方面的研究不多，但已有的关于其他疾病的研究方法可以借鉴，陈芳芳等[18]实验发现，miRNA干扰细胞分化抑制因子3(Id3)基因表达，明显影响了人肺腺癌细胞株A549细胞体外增殖和凋亡作用，为重组miRNA表达载体的构建及应用奠定了实验基础。Løvendorf等[19]采用甲氨蝶呤治疗银屑病3～5周，发现皮损严重程度明显下降，而且在患者外周血单个核细胞(PBMC)中明显上调的miR-223和miR-143经治疗后分别显著下调。因此他们认为，银屑病患者PBMC中miR-223和miR-143表达的变化可作为反映银屑病活动的新型生物标记物，但是具体的作用方式还需要进一步的研究。Chowdhari等[20]在体外培养HaCaT细胞，采用PUVA照射，并研究miRNA表达谱的变化，发现hsamiR-4516显著上调。首次证明hsa-miR-4516的异位表达直接靶向STAT3蛋白。研究还发现HSA-MIR -4516的过度表达能够下调STAT3，P-STAT3，CDK6和UBE2N(它们通常在银屑病中高表达，并具有诱导角质形成细胞凋亡的作用)。抗miR-4516治疗能部分抑制光化学疗法诱导的细胞凋亡，反映出hsa-miR -4516在发现新的治疗策略中可能具有潜在的优势。

4 miRNA在银屑病发病过程中的其他意义

人类表皮自我不断更新需经历一个过程，其中涉及通过表皮基底干细胞产生短暂扩增细胞，从基膜向外，迁移至表皮，并经过终端自我分化更新[21]。越来越多的证据表明，miRNA在调节皮肤干细胞自我更新和分化的过程中发挥重要作用。Brameier等[22]研究表明P63是在分层上皮组织中维持干细胞的重要调节器，miR-203通过限制增殖潜能和通过沉默P63诱导细胞周期出口促进表皮分化。

皮肤的屏障作用可防止水分从机体丢失，这对健康很重要。在皮肤屏障功能中有一个关键蛋白即E-钙黏蛋白，它的缺失会导致皮肤可渗透紧密连接损害。Joyce等[23]发现miR-200和miR-205沉默E-钙黏蛋白-ZEB1/2的转录抑制。因此，miR-200和miR -205积极调控E-钙黏蛋白可能在维持皮肤屏障的稳定性必不可少。

5 总结与展望

人们越来越认识到miRNA调控基因表达是一种普遍而复杂的现象。尽管迄今为止已取得显著进展，但是仍需做大量工作以揭示miRNA与银屑病病因病机相关的复杂机制。比如miR-203、miR-205和miR -125在皮肤发育和银屑病发病过程中至关重要，但需进一步在动物模型或细胞实验中阐明；将miRNA的实验成果如何安全、快速、有效的应用于临床，作为银屑病诊断与治疗以及预后判断防止复发的手段，也是需要解决的问题等等。随着miRNA相关的实验技术和检测技术的发展以及研究策略的完善，人们对银屑病角质形成细胞或其他方面的miRNA分子机制及其功能的研究将会拓展至更深层次。

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(收稿:2015-11-23 修回:2015-12-02)

Update ofm iRNA in regulation of keratinocyte proliferation in psoriasis

MEIChencheng，ZHANG Yunbi，HUO Chunbo，ZENG Yajun，SUN Shaoxin，ZHANG Runtian，CHEN Guangshan，LILingling.
Department of Dermatology，Dongzhimen Hospital，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100700，China

MicroRNA(m iRNA)plays a vital role in the pathogenesis of psoriasis，but the mechanism through which miRNA regulate the proliferation of keratinocytes is not fully clarified.The species ofmiRNA and their roles in the regulation of proliferation of keratinocytes in psoriasis were reviewed.

miRNA；psoriasis；keratinocytes；proliferation

2014国家自然科学基金(编号:81403403) 2014国家自然科学基金(编号:81403404)北京中医药大学自主选题项目(青年教师类)(编号:2015-JYB-JSMS055)北京中医药大学2016年度基本科研业务费项目(杰出青年人才项目)(编号:2016-JYB-XJQ005)

北京中医药大学附属东直门医院皮肤性病科，北京，100700

李玲玲，E-mail:abcling3238@sina.com