microRNAs 在年龄相关性黄斑变性发病机制中的研究进展

张丽丽， 高自清

（蚌埠医学院第一附属医院眼科， 安徽 蚌埠233004）

年龄相关性黄斑变性 （age－related macular degeneration， AMD） 是我国50 岁以上人群致盲性疾病之一， 是一种视网膜黄斑区的退行性病变，预计到2020 年会影响全球1.96 亿人［1］。 研究表明， 氧化应激、 炎症和新生血管生成等在AMD 的疾病发展过程中起关键作用［2］。 也有研究表明，microRNAs （miRNAs） 调控序列的改变或miRNAs信号通路的失调可能成为AMD 发生、 发展的关键因素［3］。

1 miRNAs 简介

miRNAs 是一类大约由17～25 个核苷酸组成的小分子非编码单链RNA， 通过降解mRNA 或抑制翻译来调控基因的表达， 导致复杂的病理生理学机制［4］。 自1993 年发现以来， miRNAs 已被证明在造血系统、 神经系统、 胚胎组织发育等的病理生理过程中发挥重要作用， 并成为研究的热点［5－6］。 近年来， miRNAs 在眼睛发育、 眼内环境稳态和眼部疾病中的作用研究表明， 其异常表达与眼部疾病发生、 发展及预后存在着密切联系［7］。有研究表明， miRNAs 参与视网膜病理性新生血管形成［8］。 并且近年来体内外研究显示miRNAs 可能与AMD 的发生直接相关。

2 miRNAs 在AMD 中的作用

AMD 有两个分期： 早期和晚期。 早期AMD的特征在于视网膜色素上皮细胞（RPE） 的改变，以在RPE 和布鲁赫膜之间形成玻璃疣及病理沉积物的出现为主要表现［9］。 晚期AMD 包括干性和新生血管性（湿性） 两种类型， 干性AMD 以玻璃膜疣、 RPE 异常和地图样萎缩改变为主要特征； 而湿性AMD 则是以脉络膜血管异常生长为主要病理特点［10］。 特异性miRNAs 表达失调和生物学机制的改变均与视网膜疾病有关， 包括AMD［11－12］。 由于病理性新生血管形成在AMD 晚期发挥关键作用， 探讨miRNAs 对其调控作用可能有助于这一疾病的诊治。 有研究发现， miR－126、 miR146a、miRNA－23 ～27 ～24 簇等多种miRNAs 参与了眼新生血管内皮细胞形成过程［8］。 有研究揭示了许多miRNAs 在脉络膜新生血管（CNV） 形成中的重要功能［3］， 与目前的药剂不同， 这些miRNAs 可以靶向调控CNV 生成过程中的多种组分， 可能成为现有治疗湿性AMD 的抗血管内皮生长因子（VEGF）药物的替代物。

2.1 miR－126 miR－126 定位于表皮生长因子样结构域7 （EGFL7） 中， 是一种具有血管内皮特异性表达的基因， 其异常表达与血管内皮损伤及病理性新生血管形成有关［13］。 有研究证实miR－126可通过促进丝裂原活化蛋白激酶（MAPK） 和磷脂酰肌醇3 激酶（PI3K） 的表达影响多种肿瘤的新生血管形成［14］。 Zhou 等［15］研究发现， miR－126可通过抑制细胞内新生血管信号抑制剂Spred－1 的表达， 而加强VEGF 和成纤维细胞生长因子的作用， 从而促进 血 管形成。 Fish 等［16］研究表明，miR－126 过表达可通过调控VEGF／PI3K／AKT 通路， 从而促进血管形成、 肿瘤的增殖和转移。Wang 等［17］研究表明， miR－126 在激光诱 导 的CNV 小鼠眼中下调， miR－126 表达下降与VEGF－A、KDR （激酶插入结构域受体） 和Spred－1 的mRNA 和蛋白水平增加有关， miR－126 水平的恢复可逆转CNV 小鼠模型中的这些因子mRNA 及蛋白的增加并抑制CNV 形成， 揭示了miR－126 在CNV中的关键作用。 miR－126 可降低VEGF－A 水平来影响其下游途径， 从而减轻CNV 的严重程度， 进而影响AMD 的发展。 由此可见， miR－126 在病理性新生血管形成中具有双向调节作用。

2.2 miR－184 miR－184 在RPE 中高度表达， 并且在神经发育和细胞凋亡过程中起重要作用［18］。研究发现， RPE 细胞中miR－184 通过靶基因Ezrin（EZR） 和溶酶体相关膜蛋白1 （LAMP－1） 共同参与吞噬泡的形成， 在成人RPE 细胞中， miR－184 的抑制导致了EZR 蛋白的上调， 并下调了LAMP－1 的表达， 从而诱发EZR－LAMP－1 蛋白表达水平降低， 影响正常RPE 细胞的吞噬活性； 通过AMD 患者与正常人RPE 细胞中miR－184 对比发现， miR－184 在AMD 患者的表达水平下调， 表明视网膜变性可能是miR－184 表达下调导致RPE功能失调而引起的［18］。 AKT2 是PI3K 通路的主要下游效应物， 可以激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR） 通路［19］。 AKT／mTOR 通路的激活可以刺激RPE 的去分化、 增殖、 迁移和肥大， 被认为是AMD 形成中重要的病理过程。 有研究表明， AKT2是miR－184 的直接靶标， miR－184 可能是通过抑制AKT2／mTOR 信号通路促进RPE 的分化， 而在AMD 患者的黄斑－脉络膜区RPE 细胞中发现AKT2上调， 尤其在干性AMD 患者中， 表明基于miR－184 的辅助疗法和mTOR 阻滞剂（如雷帕霉素）可能成为AMD 治疗的潜在方法［20］。

2.3 miRNA－23 ～27 ～24 基因簇 CNV 中的免疫炎症反应和病理性血管生成是AMD 患者视力丧失的关键因素。 miRNA－23 ～27 ～24 基因簇编码的miRNAs 在内皮细胞中高度表达。 在CNV 中，miRNA－23 ～27 ～24 基因簇上调， 其中miR－23 和miR－27 通过靶向Sprouty2 和Sema6A 调控MAPK和VEGF， 促进血管生成， 并且Sprouty2 和Sema6A在血管生成途径中具有负反馈作用［21］。 miR－23a抑制氧化应激诱导的RPE 细胞凋亡是通过靶向上调的FAS 来发挥作用的， 在AMD 患者中发现miR－23a 表达下调可能加速AMD 的病变进程［22］。Zhou 等［23］发现miR－24 在内皮细胞中过表达可抑制压力纤维和片状伪足的形成， 从而抑制肌动蛋白细胞骨架路径中多个组分的形成， 并且在血管内皮细胞的迁移、 增殖及新生血管的形成过程中起到抑制作用。 由于AMD CNV 形成过程中也涉及内皮细胞的增殖、 迁移等病理过程， 所以miR－24可能在湿性AMD 中发挥重要作用。 由此可见， 对miRNA－23～27～24 基因簇的调控可能于新生血管性AMD 疾病具有重要的治疗意义。

2.4 miR－150 巨噬细胞是AMD 的主要浸润性炎性细胞， 是导致老年人失明的重要因素之一［24］。在衰老巨噬细胞中， 上调的miR－150 参与调控衰老巨噬细胞所引起质膜脂质的广泛破坏， 显著降低内皮细胞功能， 并特异性抑制内皮细胞中多种血管生成调节因子CXCR4、 DLL4 和FZD4 的表达而不会改变VEGF、 VEGFR－1 和VEGFR－2 的表达水平［25］。 此外， Wang 等［26］研究发现， miR－150在小鼠巨噬细胞和AMD 患者的人外周血单个核细胞（PBMC） 中表达均上调， 通过靶向调控硬脂酰CoA 去饱和酶2 （Scd2） 干预巨噬细胞介导的炎症反应和病理性新生血管生成。 此发现为衰老巨噬细胞病理性改变提供了潜在机制， 并可能成为新的治疗靶标和候选生物学标志物。 因此， 内皮细胞miR－150 是眼部新血管形成的内源性抑制剂，可能成为病理性眼部新生血管形成的靶向治疗药物。

2.5 miR－146a miR－146a 是一种与进展性、 年龄相关性、 炎症性、 神经退行性等疾病有关的miRNA［27］。 miR－146a 已在AMD 患者的血浆和视网膜中发现， 并在用脂多糖（LPS） 刺激的单核细胞中被上调［28－29］。 多项研究已经证实， miR－146a是先天免疫反应的关键抑制因子， 在受影响的人神经细胞如星形胶质和小胶质细胞中上调， 导致补体因子H （CFH） 下调， 从而促进AMD 的进展［30］。 靶向miR－146a 已被建议作为减缓AMD 进展的潜在治疗策略［31］。 但有研究发现， miR－146a可干扰白介素－1 受体相关激酶－1 （IRAK1） 和肿瘤坏死因子受体相关因子6 （TRAF6） 的表达， 并且直接下调IL－6 水平， IRAK1 和TRAF6 是核因子－κB （NF－κB） 通路的调控因子， 阻碍其翻译可抑制促炎细胞因子的释放［32］。 因此， miR－146a 也可能是新生血管性AMD 和炎症的保护性调节因子［33］。 miR－146a 与CFH 在AMD 发病机理中的潜在作用尚不明确仍需进一步研究。

2.6 miR－155 miR－155 不仅参与血管生成， 还调节视网膜中的炎症反应， 并成为AMD 治疗干预的主要候选者［34］。 miR－155 的表达是由AMD 相关炎性细胞因子诱导的， 包括TNF－α、 IFN－β、IFN－γ 等［35］。 研究表明， miR－155 与miR－146a具有大约45%的序列同源性， 可通过CFH 3′非翻译区（3′－UTR） 中部分重叠互补RNA 结合位点调节大脑和视网膜CFH 的表达［36］。 Kutty 等［37］通过对暴露于炎症细胞因子混合物的人RPE 细胞中miRNA 表达的研究发现， RPE 细胞中miR－155 表达与信号转导与转录活化因子1 （STAT1） 的表达同时增加， 而该过程均可被 Janus 家族激酶（JAK） 抑制剂有效抑制， 说明这些炎性细胞因子可能通过激活JAK／STAT 信号传导途径来上调miR－155 的表达而影响CNV 的严重程度。 在湿性AMD 的CNV 模型中， 下调的miR－155 通过PI3K／Akt 途径减少了视网膜新生血管形成［38］。 miR－155在视网膜变性疾病中的作用有待进一步研究， 因为其参与炎症反应、 补体激活和新生血管形成，这些都是AMD 发病的主要机制。

2.7 miR－181a miR－181a 在视网膜和脉络膜组织中大量表达。 一项体外研究发现， 缺氧增加了miR－181a 在脉络膜内皮细胞中的表达， 并提示miR－181a 通过抑制细胞迁移和增殖而起到抗血管生成作用［39］。 然而， miR－181a 在体内病理生理性血管形成过程中的作用尚未得到证实。 在病理条件下， 视网膜内皮细胞分泌的促血管生成因子和抗血管生成因子失衡， 并且VEGF 的过表达在眼部血管生成的发病机制中起着重要作用。 有研究表明， VEGF 和Bcl－2 在血管生成活性之间存在互惠关系， 后者是一种抗氧化剂和抗凋亡的驻留线粒体蛋白， VEGF 介导的血管生成和内皮细胞存活率的提高与Bcl－2 的表达有关， Bcl－2 在体内增强VEGF 表达和新生血管形成［40］。 研究表明， 在人视网膜内皮细胞（HREC） 中， miR－181a 过表达显著下调了Bcl－2 和VEGF 的表达； 除了Bcl－2，miR－181a 还可直接靶向调控MAPK1， 由于VEGF在内皮细胞中作为MAPK1 的有效激活剂， MAPK1可负责传递VEGF 依赖性的抗凋亡信号； 在HREC中， miR－181a 的过表达显著抑制了MAPK1 的表达， 表明miR－181a 通过干扰MAPK1／VEGF 信号发挥抗血管生成作用［41］。 因此， miR－181a 对MAPK1 信号的调节可能为异常眼部新生血管形成提供一个治疗窗口。

3 小结与展望

AMD 是一种与年龄相关的多因素疾病， 也是我国老年人中枢性视力丧失的主要原因。 许多研究表明， miRNAs 在AMD 发展过程中发挥着重要作用， 通过不同机制参与到AMD 的病程发展中，因此不仅是AMD 新标志物的潜在候选者， 也有可能成为AMD 的潜在治疗新靶点。 但绝大部分miRNAs 的功能尚不清楚。 因此， 仍需进一步深入研究miRNAs 在AMD 疾病中的具体作用机制。