miRNA 在痔疮发病机制及术后创面愈合研究进展
2020-01-08叶芳旭方征宇
沈 维 叶芳旭 曾 琴 张 烁 方征宇
痔疮是临床上常见的疾病之一,常见临床表现有出血、脱垂、疼痛等,有临床症状的痔疮常称为痔病。MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码、长度约为22 个核苷酸的非编码单链RNA 分子,其转录后调节蛋白质编码基因的表达。研究显示,miRNA 在痔疮的发病机制以及痔疮术后创面愈合过程中起着关键作用。本文就miRNA 在痔疮发病机制及术后创面愈合中的作用研究进展作一综述。
1 痔疮发病机制的经典学说
痔疮是生活中最常见的肛肠科疾病之一,临床常表现为排便时肿块脱出、疼痛、出血等,有症状的痔疮严重影响患者的生活质量。目前痔疮的病因病机尚未被明确阐明,经典学说主要有以下两种:(1)肛垫下移学说:1975 年“肛垫”概念首次被提出,随后有学者在此基础上提出“肛垫下移学说”理论。肛垫由静脉、结缔组织、Treitz 肌组成,肛垫疏松地附着在肛管壁上,排便时肛垫受到向下的压力被推向下移,排便后又收缩到肛管内,如此反复,最终引起肛垫松弛、肥大、出血或脱垂,产生痔的症状[1]。(2)静脉曲张学说:“静脉曲张学说”于1960 年首次被提出。扩张的直肠静脉丛可见于痔核组织[2]。从解剖上看,门静脉系统及其属支直肠静脉都无静脉瓣,血液回流困难,容易导致静脉扩张。加之直肠静脉丛壁薄、张力较低、位置表浅、附近组织疏松,更有利于静脉扩张。当各种原因,如便秘、妊娠等,导致静脉血液回流受阻时即扩张弯曲成痔。
2 miRNA 在痔疮发病机制中的研究进展
miRNA 是一类非编码小分子RNA,其转录后调节蛋白质编码基因的表达。近年来,miRNA 成为各种疾病的研究热点,如发展机制的研究、早期诊断以及预后风险评估。目前有关于miRNA 在痔疮发病机制中的研究相对较少。有研究发现,痔疮血管内皮细胞中内源性miR-412-5p 表达的下调从而导致靶基因Xpo1 的激活和p53 蛋白从细胞核移位,使其不能激活p66 和p16,最终削弱血管内皮细胞周期的调节能力,从而加速痔疮血管内皮细胞的分裂,导致血管生成[3]。痔组织中新生血管显著形成,严重的痔组织肛垫中,动静脉瘘和静脉扩张明显。痔组织在超声下显示出病理性异常缓冲,此种现象在TPUS 中称为“马赛克图案”,在病理学上表现为动静脉瘘。痔组织的上皮下血管表现出为明显的结构损伤如内弹性椎板逆行和破裂,且病理显示Trietz 肌肥大和扭曲[4]。有研究病理发现,痔的病变不仅仅局限于肛垫,位于痔核上方的直肠黏膜下组织出现平滑肌松散、断裂,Ⅲ型胶原纤维明显增生,甚或取代平滑肌纤维[5],痔组织中弹性纤维出现断裂、扭曲、变形、玻璃样病变等异常表现。
3 miRNA 在痔疮术后创面愈合中的研究进展
对于那些症状由外痔或内外痔伴脱垂(III-IV度)引起的患者,手术切除是有效的治疗方式,在ASCRS2018 版指南中获得1A 级证据支持[6]。目前外科术式较多,如传统的外剥内扎术、环切除术、吻合器痔上黏膜环切钉合术(PPH)、自动痔疮套扎术(RPH)等。痔切除术后常见的并发症是术后水肿、出血以及剧烈疼痛,创面完全愈合时间需约3~4 周,以自然修复为主,常因创面感染、粪便污染等因素,导致创面愈合时间延长。
痔疮术后创面愈合主要包括炎症反应、创面修复、创面上皮化和创面重塑四个过程[7]。愈合过程中炎症细胞、修复细胞、炎症介质、生长因子和细胞外基质等均参与其中。miRNA 已被证实参与创面愈合的三个阶段:炎症反应,增殖和重塑,目前已有体外细胞伤口愈合模型和体内小鼠伤口愈合模型证实,miRNA 表达可以影响伤口愈合过程[8]。
3.1 miRNA 介导痔疮术后创面的炎症反应 炎症在痔疮术后创面愈合的最早期。miRNA 在调节炎症反应和血管生成过程中起着重要作用。炎症反应与miRNA 相辅相成,炎症介质受miRNA 调节并且可以影响miRNA 的表达[9]。新近研究发现,miR-23b 可通过ASK1 信号通路减少炎症细胞的浸润,抑制促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6 和Ccl2,并显著增加抗炎因子IL-10 的表达,miR-23b 的过表达可以上调α-SMA、COL1A1、COL3A1 的表达[10]。因此,miR-23b 可通过缩短炎症反应的时间并促进角质形成细胞迁移来促进创面愈合。有研究发现当miR-155 的表达被抑制时,促炎因子IL-1β 和TNF-α 表达显著减少,而抗炎因子IL-10 的表达显著增加,通过抑制miR-155,可以下调α-SMA、Col1 和Col3 的表达,从而改善胶原结构,使胶原纤维排列更加规则[11]。此外,miR-223 可以激活NF-κB 信号通路,抑制中性粒细胞活化[12]。
3.2 miRNA 介导痔疮术后创面增殖 研究发现,miR-132 可促进创面愈合过程中炎症阶段向增殖期的转变。miR-132 在创面愈合的炎症阶段角质形成细胞中显著上调,并在随后的增殖期达到峰值,而TGF-β1 和TGF-β2 可以诱导角质形成细胞中miR-132 的表达,进一步研究发现,miR-132 可以抑制NF-κB 信号通路,使趋化因子的表达下降并且削弱其吸引白细胞的能力。相反的是,miR-132 可以激活STAT3/ERK 信号通路,促进角质形成细胞增生[13]。此外,miR-31 在创面边缘角质形成细胞中被强烈诱导,并且在炎症期间由NF-κB 和STAT3 信号通路的活性直接调节,该研究通过敲除miR-31 基因,证明miR-31 可以促进角质形成细胞增殖和迁移,以此促进创面愈合[14]。而miR-200c 对角质形成细胞迁移只具有抑制作用,对其增殖过程无影响。并且该研究指出miR-200c 对创面的修复与年龄相关,miR-200 家族在幼年和成年小鼠中的表达显著下调,而在成年小鼠创面愈合的早期阶段,miR-200c 的表达显著上调。与正常幼年小鼠相比,正常成年小鼠皮肤中,miR-200c 的水平升高,进一步对正常人体皮肤进行检测,获得相同的结论[15]。
3.3 miRNA 介导痔疮术后组织重塑 肉芽组织逐渐成熟,向瘢痕组织转化,即为组织重塑。miR-29a在瘢痕组织中较正常皮肤组织中表达明显降低,转染miR-29a 前体后,COL I、COL III 表达明显减少[16]。miR-29a 也参与调控细胞外基质的合成和降解[17]。miR-29b 能够抑制TGF-β1/smad/CTGF 信号通路活性,调控COL I 的合成,过表达的miR-29b 能够减少COL I、COL II,从而改善胶原沉积和成纤维细胞介导的收缩功能[18]。miR-21 可通过Smad7-Smad2/3-Elastin 途径改变细胞外基质的表达促进组织重塑[19]。
4 小 结
近年来,关于痔疮发病机制的研究逐步深入,不再停留于表面的血管扩张、炎性反应、纤维细胞增生,而是逐渐关注到基因层面,非编码RNA 成为研究热点。对于中重度痔疮的手术治疗方法日益趋向微创,减少术后水肿、出血、狭窄等并发症的发生,同时促进创面愈合显得更为迫切。miRNAs 在创面愈合中的研究越来越广泛,但创面愈合的具体机制仍尚未完全明确,有待进一步深入研究。