肝脏特异性基因miR-129-5p在肝脏疾病中的研究进展

苟小军 陈连云 朱一冰

微小RNA(microRNA，miRNA，miR)是一类内源性含22～24 个氨基酸的小非编码RNA，广泛存在于线虫、动物、植物以及人类机体中[1,2]。miRNA能特异性结合mRNA的 3′-非翻译区(3′-untranslated region， 3′UTR)，负向调节mRNA，从而降低靶蛋白的含量[3,4]。大量研究显示，miRNAs对人体多种生理和病理活动产生影响，如细胞的生长、分化、凋亡、糖脂代谢以及癌变等[5,6]。近年来，关于miR-129-5p在各类疾病尤其是肿瘤中的研究受到研究者和专家的青睐，相关的报道呈增长趋势[7]。因此，本文就miR-129-5p在肝脏疾病中的作用及相关机制做一综述。

一、miR-129-5p基本概况

1.miR-129-5p的生成：miR-129-5p是miR-129的家族成员之一[8]。哺乳动物中，miR-129常包含两种前体：miR-129-1(基因ID: 406917)和miR-129-2(基因ID: 406918)，两者均存在“UUUUUGC”序列。分别在miR-129前体miRNA的5′和3′端进行剪切，则形成miR-129-5p和miR-129-3p两个成熟的miRNA[8，9]。研究显示，miR-129-5p 是miR-129-1和miR-129-2共同转录的产物，同时是其发挥作用的主要体现者[10]。

2.miR-129-5p的表达与调控：2011年，Brest等首次在甲状腺癌细胞中发现miR-129-5p参与组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor，HDACI)的抗肿瘤活性，并促进肿瘤细胞的凋亡。此后，Liu等在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)中也发现相似结果。到目前为止，已证实miR-129-5p参与多种实体肿瘤发生、发展过程，如胃癌、结肠癌、子宫内膜癌等。miR-129-5p不仅能参与肿瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭、迁移过程，还能调控细胞对药物的耐药性[9～11]。近年来，miR-129-5p在白血病、类风湿关节炎以及肝脏等相关疾病中也得到研究者的广泛关注[12]。

与健康的肝细胞比较，HCC细胞中 hsa-miR-129-2 会发生超甲基化，其表达显著抑制[13]。胃癌、子宫内膜癌、骨肉瘤等疾病细胞中，也发生超甲基化的现象[14]。若抑制miR-129-2 基因去甲基化，则能增加miR-129-5p 的表达含量。此外，miR-129-5p的表达还会受其他因素的影响，如HepG2细胞中， Myc、Zeste增强子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)和组蛋白去乙酰化酶3(histone deacetylase 3，HDAC3)等组合成复合体，与Pri-miR-129-2 启动子部位相连接，miR-129-5p的表达受到抑制[15]。

二、miR-129-5p在肝脏相关疾病中的研究现状

1.miR-129-5p参与调控丙型肝炎病毒:丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV) 是一种嗜肝性RNA病毒，会导致严重的肝损伤。世界卫生组织统计显示，全球超过1.8亿人感染HCV，且每年新发生率较高。传统的治疗方案效果欠佳且存在明显的不良反应，而新型的抗病毒药物也存在一定的局限性。近年来，关于miRNA与HCV关系的研究显示，miR-122a、miR-130a和miR-141会促进HCV的复制，而miR-448、miR-130a、miR-199a能抑制HCV的感染[16,17]。因此，寻找特异性miRNA以及发掘多种miRNA之间的关系，对于基因分型较好的 HCV 感染者来说，具有重要的意义。Shaker等根据Metavir分期，将145例埃及HCV相关慢性肝病(HCV-associated chronic liver disease，HCV-CLD)患者分类，发现在F3和F4阶段患者血清中的miR-126、miR-129、miR-203a和miR-223明显上调，其中miR-129的AUC为0.643[18]。由此可见，miR-129可能是HCV-CLD疾病分期的生物学标志物。Renhua等[19]通过“变化到变化”的方法集中研究HCV患者中正、负调控的miRNA和mRNA。结果显示，miR-129会与QKI miRNA的 3′UTR处结合，从而下调其翻译。同时，starBase数据库也显示，has-miR-129-5p与抑癌药QKI存在联系，且具有较高的皮尔逊相关系数。HCV疾病的发生、发展非单个基因失调表达的结果，而是多个信号途径影响的结果。关于miR-129-5p在HCV中作用的研究才刚刚开始，未来需要深层次的研究miR-129-5p及相关miRNA在HCV的分子机制，从而寻找到可能应用于HCV靶向治疗的新型小分子miRNAs。

2.miR-129-5p在乙型肝炎中的作用:乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)是常见的通过血液、体液或母婴等方式传播的传染病之一[20]。鉴于miR-129-5p在肝脏中扮演着重要角色，因此，科研工作者研究miR-129-5p是否也影响着 HBV 病毒表达和复制。Jian等[21]研究发现，HBV发展过程中，miR-129-2靶向其3′UTR，表达下降。进一步研究显示，转染的miR-129-5p外源性miRNA模拟物mimics中，通过下调YY1表达含量，上调性别决定区Y框蛋白4(sex-determining region Y box 4,Sox4)的转录，从而促进HBV的复制。一方面，HBsAg与Sox4直接相互作用阻止Sox4降解，增加其含量；另一方面，具有DNA结合能力的HMG盒与病毒基因组直接结合，进一步促进HBV的复制。由此可见，对于慢性乙型肝炎患者来说，能通过增加miR-129-5p表达量来限制HBV的复制与增殖。

3.miR-129-5p参与酒精性肝病:酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)是长期酗酒导致的一种慢性肝脏疾病，其发展包括脂肪变性、脂肪性肝炎、肝硬化，甚至发展成HCC[22]。随着人们对ALD发病机制的深入研究，其机制除了包括早期经典的以氧化应激(oxidative stress，OS)和脂质过氧化为轴心的“二次打击”学说，尚有线粒体损伤、能量代谢失衡、内质网应激、肝循环障碍、自噬及肠道菌群失调等[23～25]。基于“肠-肝”轴(gut-liver axis)学说在ALD中所扮演的角色，Ren等采用PCR检测了ALD患者中乙状结肠活检标本及乙醇诱导分化的Caco-2细胞中miR-129-5p水平。结果显示ALD患者中miR-129-5p表达水平升高，同时miR-129-5p通过抑制乙醇诱导的肠上皮细胞通透性，抑制跨上皮电阻(transepithelial electrical resistance,TER)、紧密连接蛋白occludin和 ZO-1蛋白的表达。

4.miR-129-5p参与调控肝纤维化:肝纤维化是肝脏对各种慢性损伤因素产生的一种修复性应答反应，主要表现为细胞外基质(extracellular matrixc，ECM)合成与降解失衡，从而在肝脏中过度沉积[26]。众所周知，肝星状细胞(hepatic stellate cell, HSC)转变为活化态是肝纤维化的中心环节[26]。受损的肝脏分泌多种细胞因子，促进HSC活化转化为肌成纤维细胞(myofibroblast，MFB)，MFB合成大量ECM，从而促进肝纤维化的发展[26,27]。现已有许多研究证实，miRNAs是一类基因表达调控因子，参与HSC细胞的增殖、活化与凋亡。TargetScan数据库预测，人Ⅰ型胶原蛋白(COL-1)与miR-129-5p存在密切的联系。研究表明，在系统性硬化症(systemic sclerosis, SSc)纤维化中，miR-129-5p含量降低，同时伴随着结缔组织生长因子和COL-1的减少。在OPN诱导的HSC和纤维化组织中，miR-129-5p明显下降；若上调其含量，则COL-1和α-SAM的表达减弱，并且促进HSC的增殖。类似地，HSC中转染miR-129-5p模拟物后，COL-1表达降低；相反地，细胞中转染AS-miR-129-5p，COL-1明显增加。此外，荧光素酶报告基因测定也显示LX-2细胞中过表达pre-miR-129-5p，通过抑制其转录后活性直接靶向COL-1α1mRNA的3′-UTR[27]。以上研究提示，miR-129-5p能直接与胶原蛋白的mRNA直接结合，从而调控HSC地增殖、凋亡。

5.miR-129-5p参与调控HCC:HCC是最常见的消化系统肿瘤之一，其术后复发和肝内转移发生率也较高。目前，关于miR-129-5p在肝病中的生物学作用及临床治疗的相关研究主要集中在HCC中。微阵列技术报告显示，与正常对照组比较，HCC组织中miR-129水平会出现失调。Liu等在肝癌细胞中上调miR-129-5p，肿瘤细胞的凋亡增加；体内研究也显示，增加其表达，肿瘤的体积会明显缩小，且迁移能力降低。进一步研究显示，miR-129-5p能与3′UTR两个位点相结合，降低含缬酪肽蛋白(valosine-containing proteins，VCP)的表达，抑制IκBα的降解。IκBα是NF-κB的抑制剂，因此，miR-129-5p可能协同VCP，通过激活NF-κB信号通路影响癌细胞的生长、凋亡和迁移。此外，HCC组织和细胞PCR检测显示，miR-129-5p与核富集丰富转录本1(nuclear enriched abundant transcript 1,NEAT1)的表达呈负相关，而过表达NEAT1通过调节VCP/IκB抑制miR-129-5p的表达，促进HCC细胞的增殖。从TCGA数据库中筛查出50例正常组织和274例HCC组织，结果显示，钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅳ(calcium calmodulin-dependent protein kinase Ⅳ, CAMK4)可能是miR-129-5p另一种靶基因，且miR-129-5p高表达组的生存率高于miR-129-5p低表达组别。CAMK4在肝癌组织、HepG2和BEL-7402细胞中均呈低表达状态，抑制细胞增殖、迁移和侵袭，并促进细胞凋亡。研究发现，miR-129-5p通过抑制有丝分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)的激活，降低CAMK4的转录活性，从而抑制肿瘤。在线靶基因预测发现，高迁移率族蛋白 1(high mobility group box 1，HMGB1)是 miR-129-5p 的靶基因，并有研究证实，HCC中前列腺癌相关转录本1(prostate cancer associated transcript 1, PCAT-1)能充当内源性RNA直接与miR-129-5p结合，并逆转HMGB1的表达。PCAT-1/miR-129-5p/HMGB1也许是HCC诊断和治疗的潜在靶标。这些研究结果使我们对 HCC 的分子机制有了进一步的了解，也使我们意识到miR-129-5p在临床应用方面存在巨大潜力。

三、展 望

综上所述，现今对肝脏疾病的研究通过 miRNA 已渐渐深入到基因水平，自发现miR-129-5p以来，其在肝病发生、发展中的作用及关键机制正被探索着。本文主要总结了miR-129-5p在HBV、HCV、ALD、肝纤维化以及HCC中的表达及调控机制，即miR-129-5p能调控细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡等生物学过程，最终调控肝脏疾病的发生与发展。这为肝脏相关疾病的诊断与治疗提供了新的思路与理论依据。目前，肿瘤药物QKI等在肝脏疾病中研究应用，增强了人们开发miR-129-5p干预药物的信心。此外，miR-129-5p激动剂、拮抗剂以及敲基因技术等相继被开发，在肝脏疾病模型中使用研究。

目前人们对miR-129-5p认识并不全面。一方面，miR-129-5p在肝病诊断研究尚处于初期阶段，其相关报道较少，且可能由于研究方法的不同，结果上不一致；另一方面，miR-129-5p调节肝脏疾病具体的机制仍知之甚少，对miR-129-5p的研究主要集中在其调控某一个基因对肝病发生、发展的影响，如CAMK4、VCP等，对相关信号通路的研究却相当稀少；如何干预疾病某一环节以更好地诱导其逆转或抑制其发展过程，仍有待于深入研究。除此之外，在调控肝脏生理及病理功能中，miR-129-5p并非单一的miRNA，故miR-129-5p与多种miRNAs之间的相互关系有待于进一步探索与思考。