miRNA let—7对疾病调控机制的研究进展

王婷婷 王桂香 张俊绘

[摘要] 微小RNA（miRNA）是一种高度保守的单链小分子RNA，具有调控组织细胞的生长发育、分化以及凋亡的作用。let-7 miRNA家族是目前研究最为广泛的miRNA家族。let-7能够在人体外周血以及体液中稳定存在，其表达以及平衡状态的维持受到调控因子的相关作用来实现。这些调控通路的异常将导致let-7家族的表达异常，就从而导致肿瘤，高血压，癫痫，心血管等疾病的发生。因此，监测let-7表达水平可预防、治疗与其相关的疾病。本文主要综述了miRNA let-7对这些疾病的调控机制的研究进展。

[关键词] miRNA let-7；机制；基因表达；研究进展

[中图分类号] R563.9 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）12（a）-0053-04

微小RNA（microRNA，miRNA）属于一种单链非编码RNA，能够对基因的表达过程进行调控，还能够调控组织细胞的时序发育。人类基因组已经编码了超过2000个miRNA[1]，miRNA能够对基因的表达过程进行调控，成熟的miRNA首先通过与蛋白质结合，形成RNA的诱导沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC），然后RISC通过与靶mRNA 3′端的非编码区域进行结合，降解靶RNA，从而调控基因的表达[2]。此外，miRNA还能够通过与靶mRNA 5′末端的聚嘧啶序列进行结合来抑制翻译过程。miRNA与多种肿瘤疾病、心血管疾病、炎症等的发生密切相关[3-10]。let-7属于miRNA家族成员中的一种。到目前为止，共发现了13个let-7家族成员，即let-7a-1、let-7a-2、let-7a-3、let-7b、let-7c、let-7d、let-7e、let-7f-1、let-7f-2、let-7g、let-7i、miR-98和miRNA-202。Let-7的生成过程复杂。首先在RNA聚合酶Ⅱ的作用下，在细胞核内形成let-7的初始物质（pri-let-7）；然后再经过酶-蛋白复合体（RNase Ⅲ Drosha和Pasha（DGCR8）的切割作用，形成一个类似于发夹结构的前体物质（pre-let-7），并通过Ran-GTP（一种GTP结合酶）将其转运到细胞质中，经过核糖核酸酶（RNase Ⅲ Dicer）进行切割作用，形成一个成熟的双链let-7；最后，成熟双链let-7通过与Dicer等蛋白的结合形成RISC，然后降解掉其中的一条miRNA，从而形成成熟单链miRNA[11]。let-7家族参与多种疾病的发生，可为疾病的预测及治疗提供一个新的靶点[12]。本文通过以下5个方面阐述let-7对疾病的调控机制。

1 miRNA let-7 在肿瘤组织中表达

肿瘤在世界上死亡率较高，难以治愈。近几年来，关于let-7家族对于肿瘤的影响研究得到越来越多的学者关注，其中包括let-7对于肝癌，乳腺癌，卵巢癌，肺癌[13]等的研究。肿瘤的形成与肿瘤细胞的侵袭、转移密不可分。高迁移率蛋白A2（high mobility group A2，HMGA2）能够参与肿瘤的迁移以及侵袭过程，而肿瘤细胞的侵袭行为是通过上皮间转换（epithelial-mesenchymal transition，EMT）实现的，这一过程使得细胞失去原有极性，降解细胞外基质，从而具备迁移及侵袭能力，故EMT过程的实现与HMGA2有关[14]。Liu等[15]发现口腔内的鳞状癌细胞中let-7表达水平下降，而HMGA2的表达水平上升，与EMT活化基因的表达水平呈现正相关的关系；通过共转染实验研究发现let-7能够对高迁移率蛋白产生抑制作用，抑制EMT过程。let-7对HMGA2的抑制机制主要通过与3′-UTR结合而进行的。当破坏3′-UTR位点后，HMGA2失去let-7的抑制作用，从而向肿瘤细胞转化[16]。此外，肿瘤的形成还受到Fas的调节。Fas属于一种肿瘤坏死因子受体，主要包括肿瘤坏死因子-α（TNF-α），Fas的配体（FasL）等，其通过与细胞表面调控凋亡的受体结合而诱导细胞凋亡。Geng等[17]将let-7抑制剂应用于结肠癌患者后，Fas呈现出高表达，促进结肠癌细胞的凋亡。因此，活化Fas能够对let-7的生物合成过程起到抑制作用，let-7能够破坏Fas的转录过程，从而对Fas的表达产生影响，let-7的过度表达也会影响Fas的形成，故两者之间形成了一个双向性的反馈调节通路，影响肿瘤细胞的凋亡。MAPK属于一种肿瘤信号转导途径，其主要包括三种转导通路，p38信号通路主要能够介导细胞的凋亡，促进炎性反应形成，是转导途径中的一种。Toll样受体4（Toll-like receptors 4，TLR4）属于Toll样家族受体成员，在多种恶性肿瘤中均有表达[18]，是p38信号通路的上游基因，能够激活p38信号通路。徐战战[19]通过对卵巢癌组织中let-7i，TLR4以及p38磷酸化水平的研究发现，let-7i在卵巢癌组织中呈现出过表达状态，TLR4以及p38磷酸化水平降低，即let-7i能够对TLR4起到抑制作用，从而破坏p38的磷酸化水平，发挥抗卵巢癌的作用。

2 miRNA let-7在心脏疾病中表达

心脏病严重威胁人类的健康，其主要死因是心肌血液供应障碍及心脏缺血缺氧。let-7对心血管疾病产生有影响。Li等[20]通过对大鼠的心肌组织进行研究，发现心肌缺血的组织中β肾上腺素能受体（β1-AR）的表达升高，let-7e的表达下调。机制在于let-7家族能够通过与β族受体中的mRNA 3′非编码区进行结合，从而干预β1-AR蛋白的表达。Yue等[21]通过对患有心衰的大鼠模型进行研究，发现其let-7a的表达水平升高；通过抑制let-7a的表达能够对大鼠缺血缺氧的心衰状态进行改善，其机制是在心衰早期阶段，β表达能够表达水平升高，从而激活环磷腺苷-蛋白激酶A（cyclic-AMP-protein kinase A，cAMP-PKA）、β1-AR的信号通路，这一信号通路主要通过作用于GATA4因子，即一种特异性的心脏核转录因子，同时也是cAMP-PKA这一信号通路的下游分子，对let-7a的表达起到正向调控的作用。因此，在GATA4的作用下，let-7a的表达升高，然后通过与β表达升高的mRNA 3′非编码区进行结合，抑制β1-AR的表达；通过负反馈的方式来改善大鼠模型的心衰状态。let-7除调节心脏受体外，在高血压所导致的心肌肥厚患者中，let-7c呈現出高表达，主要机制是let-7c能够作用于肌侵蛋白（myotrophin，MTPN）的3′非编码区域，从而调控MTPN的表达；而MTPN能够促进心肌肥厚的形成[22]。因此，let-7c能够起到抑制心肌肥厚的作用。此外，let-7可以作用于心肌细胞的电压门控钠离子通道以及L-型钙离子通道来对心脏的电生理产生影响，从而影响心律失常的发生[23]。

3 miRNA let-7在癫痫中的表达

癫痫是一种较为严重的神经系统疾病，具有反复发作的特点，部分属于难治性癫痫，死亡率较高。癫痫发病机制目前有以下说法：神经元的突触结构出现异常、炎症、神经元的凋亡等。在早期的研究[24]中发现，let-7家族参与多种神经系统疾病的形成，其中包括阿尔茨海默病、脑卒中以及中枢神经系统炎症。癫痫的发病机制与上述的神经系统疾病相似。Hu等[25]研究者通过对癫痫的动物模型进行研究，发现其神经组织中miRNA出现差异性表达；若抑制miRNA的表达水平，则癫痫的发作程度出现变化。Cimadamore等[26]研究发现，let-7i高表达升可以促进神经元的分化，并参与神经的再生过程。欧书[27]以大鼠作为实验对象，对let-7i，TLR4在癫痫大鼠脑组织中的表达情况进行研究，发现let-7i在癫痫动物模型脑组织中表达水平降低，差异有统计学意义；而TLR4表达水平升高，两者之间呈负相关。TLR4作为炎性因子，存在于细胞表面，是模式的识别受体，主要通过对脂多糖（LPS）的介导作用引起炎性反应；同时，其还能对受损以及应激状态产生的配体进行介导，从而导致炎症。TLR4可以通过NF-kB途径来激活TNF-α、IL-6、IFN-γ等因子的表达，这些炎性细胞因子在癫痫形成过程中发挥了重要的作用[28]。因此，let-7i对于癫痫的影响主要在于其能够对TLR4进行调节。

4 miRNA let-7在高血压中的表达

随着人们生活水平的提高，高血压的发病率逐渐升高，这是心脑血管疾病发病的主要原因。Nakano等[29]研究发现，在高血压患者血管中，脂蛋白滞留时间延长，let-7e是低密度脂蛋白受体，故let-7家族参与高血压的发病过程。Wang等[30]研究者发现，高血压患者的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）呈现异常表达，而其中miRNA家族成员能够作用于VEGF，从而影响其形成，并对高血压疾病产生影响。李晶等[31]通过对原发性高血压患者外周血标本的采集，应用PCR法检测miRNA家族成员的表达情况，发现let-7e，miRNA-605高表达，而miRNA-206、miRNA-1236低表达，其发病机制可能由于miRNA家族成员能够对血管的再生、动脉粥样硬化、抗血栓等产生一定程度的影响，但是其结果存在一定争议，有待进一步研究。

5 miRNA let-7在子痫前期中的表达

随着对miRNA生物功能研究的拓展，学者们开始关注miRNA对子痫前期的影响。Pineles等[32]对子痫前期（preeciampsia，PE）患者进行研究，通过采集胎盘组织，对miRNA 的表达水平进行了分析，发现在子痫前期孕妇胎盘组织中，miRNA表达上调。Noack等[33]则是运用PCR技术对5例子痫前期患者的胎盘组织中let-7家族成员的表达水平进行分析，发现let-7b呈现高表达。许银燕等[34]收集了20例正常孕妇以及20例子痫前期孕妇的胎盘组织，应用PCR扩增法，对let-7i在胎盘组织中的表达水平进行研究，发现let-7i在PE患者胎盘中低表达。王丹丹[35]通过let-7家族成员中的let-7a、let-7b、let-7g、let-7i在重度子痫前期患者外周血中的表达水平进行了相关研究，发现4种let-7家族成员在正常人体内以及子痫前期患者体内都有表达，其中let-7a、let-7g在重度子痫前期患者体内异常表达，可能参与了疾病的发生。正常妊娠妇女外周血中let-7的表达水平与PE患者表达水平存在差异，但其对子痫前期发病机制的影响尚缺乏有效证据。子痫前期的发生是由胎盘的缺血及缺氧导致的。当胎盘滋养细胞的侵袭能力减弱时，会导致胎盘的浅着床，而胎盘滋养细胞在生物学行为上同肿瘤是相似的。因此，推测let-7家族对PE产生影响可能与肿瘤相同。总体而言，PE患者外周血中let-7表达差异的研究还处于初级阶段，机制尚不明确。

综上所述，let-7家族对疾病的影响很广泛，而且易于监测，可以将其作为疾病的预测、诊断的生物标志。let-7家族具有巨大的生物学价值，可为今后的临床诊断与治疗提供重要的参考依据。目前，关于let-7家族对肿瘤以及心血管疾病、癫痫的影响机制说法众多，而且高血压以及子痫前期的发病机制仍不明确，以上问题均有待于进一步研究。

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（收稿日期：2018-07-17 本文编辑：王 蕾）