miRNA 146a在风湿性疾病中研究进展

王慧锶，李略…，高明利(通信作者*)

(1.沈阳药科大学生命科学与生物制药学院，辽宁 沈阳 110016；2. 辽宁中医药大学第一附属医院风湿免疫科， 辽宁 沈阳 110033)

0 引言

风湿性疾病是以破坏骨关节、肌肉、血管及结缔组织为主的疾病，这其中的大多数为自身免疫性疾病。目前绝大多数该类疾病的发生、发展的病理机制尚不明确[1]，但多数研究者普遍认为是由机体免疫紊乱导致，但具体如何诱发疾病以及疾病发展机制尚不明确。

微小RNA(micro-RNA，miRNA)是由内源基因18～22个核苷酸所组成、单链非编码RNA的小分子。它通过自身的“种子”序列的相互作用，从而通过降解靶基因或(和)抑制其翻译过程来发挥其生物作用。miRNA通过与靶mRNA的3’端非编码区(3’-UTR)的结合影响mRNA降解或者抑制mRNA翻译负向调节靶基因的表达[2]。在生物体内，既可以出现多个miRNA可能作用于同一个mRNA靶基因的情况[3]，也能出现同一个miRNA调控多个靶基因的表达的情况[4]，形成复杂生物调控机制。近些年国内外大量实验研究表明多种微小RNA参与了不同的疾病的发生、发展[5]，如系统性红斑狼疮、肝细胞癌、糖尿病、前列腺癌[6-9]等疾病，部分miRNA现被证实可以作为一些疾病诊断的生物学标志及治疗作用的新靶点，因此受到各学科的广泛关注。miR-146a是近几年关于风湿性疾病的热点之一，下面针对miR-146a与风湿免疫性疾病的关系研究做一综述。

1 miRNA 146a的生物学特性及功能

miR-146是最先被发现的具有与免疫调节功能相关的小分子RNA家族[10]。包含有miR-146a和miR-146b两大类[4]，主要位于5号染色体上。miR-146a主要高度表达于细胞、激活的效应细胞和髓系细胞中，在人体免疫调节、炎症反应和抗病毒中发挥关键作用[3]，是近几年关注度较高的miRNA之一。它作为与基因表达情况相关的重要调节剂，主要在转录后调控靶mRNA过程发挥作用。

Toll样受体(Toll Like Recptor，TLR)的下调是miR-146调节炎症反应及免疫系统的主要调节途径之一，在TLR/IL-1通路中，存在2个下游重要衔接分子TNF受体相关因子6(TNF receptor associated factor 6，TRAF-6)和IL-1受体相关 激 酶1(interleukin 1 receptor-associated kinase-1，IRAK-1)已被证实是miR-146a的靶向分子，miR-146a是通过调节TRAF-6和IRAK-1的表达水平进而调控TLR信号的效应器，从而调控各类细胞因子的产生；此外，肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和白细胞介素-1(Lnterleukin-1β，IL-1β)也可以诱导miR-146a以核因子kB(Nuclear factor kB，NF-kB)依赖的方式表达进行调控，研究表明miR-146a抑制NF-kB活性，抑制脂多糖(脂多糖，LPS)诱导的炎症反应，并在内毒素耐受性的发展中发挥作用。总之，miR-146a可调控体内炎症反应的发生发展，为自身免疫性疾病的临床治疗提供新方案[4,11]。

2 miR-146a在风湿性疾病中的作用

2.1 miR-146a与类风湿关节炎

类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一种常见的自身免疫性炎性疾病，临床主要表现为关节功能障碍[12]，致残率较高，严重影响患者生活质量。目前发病率为0.32%～0.36%[6]，80%的患者年龄在35至50岁，男女比例为1：3，发病原因较为复杂，与遗传、免疫和环境因素相关，从而导致机体获得性免疫应答失调，引起免疫功能异常，但其具体发病机制尚未明确[13]。类风湿关节炎患者外周血单个核细胞中miR-146a的表达显著增加，而且与临床疾病活动度呈显著正相关。Takuya Niimoto等研究发现，除在类风湿关节炎患者的外周血单个核细胞中发现miR-146a的表达增加，在RA化患者的关节滑膜组织中的表达也有所增加，并miR-146a的表达与辅助性T型17(Th17)细胞分化、白细胞介素17 (IL-17)产生直接相关。miR-146a参与细胞内转录后细胞的分化、增殖和凋亡等水平的调节。Zhou等的研究表明[7]，处于活动期的类风湿关节炎患者的调节性T细胞中的miR-146a表达显著降低，调节性T细胞中炎症表型的形成与STAT1的活性增强有关。miR-146a通过下调TRAF6表达阻断关节损伤，抑制破骨细胞的生成和骨吸收活性，从而在一定程度上减少骨关节的破坏，从而改善局部炎症反应。

树突细胞(Dendritic cell，DC)是与类风湿关节炎相关的免疫应答细胞之一，其凋亡是通过miR-146a-TRAF6/IRAK1-NF-kB-TLR轴来调控的DC的成熟、免疫功能和凋亡均受NF-kB途径调控，过表达miR-146a促进DC凋亡。活化的DC产生促炎细胞因子并促进的上调。探索对类风湿关节炎中miR-146a有效的药物有助于控制疾病的严重程度和治疗。

2.2 miR-146a与系统性红斑狼疮

系统性治疗红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种由自身免疫细胞介导的弥漫性结缔组织病，其特征是多器官受损、大量自身抗体生成和免疫复合物沉积，但具有一定高度的异质性，即在临床治疗中对比患者治疗情况时，不同的患者的疗效和预后会出现较大差异[14]，目前SLE的发病机制尚不完全清楚，因其包含多种发病机制，所以病理机制比较复杂。

Shumnalieva等[15]研究中发现，系统性红斑狼疮患者的外周血中，miR-146a的表达水平为62.5%，高于健康人的水平。Tang等[16]研究发现，系统性红斑狼疮患者低表达的miR-146a通过靶向关键信号蛋白干扰素调节因子5和STAT-1可影响患者Ⅰ型干扰素通路且与干扰素水平，成负相关性。同时系统性红斑狼疮患者miR-146a的低表达与临床疾病活动度也成负相关。Wang等[17]人研究发现，在系统性红斑狼疮患者的尿沉渣中检测出miR-146a的水平高于健康人的尿沉渣水平，同时miR-146a的水平与估计的肾小球滤过率呈显著相关性，与尿中TNF-α的水平有负相关性。而在针对miR-146a在SLE患者的肾脏不同部位的表达情况研究中发现[14]，miR-146a仅在肾小球中有较高的表达，而在肾小管间质中无表达，而且肾小球miR-146a的表达与临床疾病严重程度具有相关性，提示这种改变可能与狼疮性肾炎有一定关联性。在Zheng等研究中[18]，SLE患者的肾脏组织中miR-146a的上调和/或TRAF6的下调可显著抑制肾小球系膜细胞NF-κB的转录活性，而抑制了TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子的基因表达。另一实验也同样表明miR-146a通过调节NF-κB信号通路减少了SLE小鼠的肾脏损伤[19]。此外，SLE患者血清中miR-146a的表达与血沉和C反应蛋白均呈负相关，与补体C3和C4水平均呈正相关[20]。Qu等[21]研究发现，在系统性红斑狼疮患者的白细胞中，单核细胞趋化蛋白诱导蛋白1(monocyte chemotactic protein-induced protein 1，MCPIP-1)的表达升高，且与干扰素评分呈正相关，与miR-146a转录水平呈负相关。这表明Ⅰ型干扰素通过上调MCPIP-1来抑制miR-146a的成熟，进而导致病情炎症失控和炎症基因过度表达。

另有研究发现[20]，如果将miR-146a作为除SSA、SSB以外的诊断疾病标志物时，其有效率为63.64%，特异性为75%，表明miR-146a可作为一个诊断SLE的标志物同时可判断的患者疾病活动程度。这些发现为系统性红斑狼疮的治疗提供了新靶点和新策略。

2.3 miR-146a与骨关节炎

骨关节炎(Osteoarthritis，OA)是一种常见的临床退行性关节病，基本病理变化为关节内关节软骨变性、糜烂或消失，继而引起骨质改变出现硬化[21]，形成骨赘，摩擦关节而出现疼痛，肿胀。在骨关节炎发生发展过程中，滑膜、关节软骨、软骨下骨及关节周围的神经肌肉和韧带等组织结构均有不同程度变化[22]，其中关节软骨的组织学改变是骨关节炎发生的最为显著病理变化[23]。其病因多与环境因素，如吸烟，感染、激素，饮食[24]及遗传和老年性退化密切相关，除此之外，外伤也可导致出现骨关节炎症状。许多都与OA风险增加有关。骨关节炎的发病机制尚未完全阐明，但已有研究证实，由于细胞、体液、关节液和软骨中生长因子和酶的改变，出现关节软骨基质中蛋白多糖和胶原纤维的降解，最终导致关节软骨的退变和破坏以及滑膜炎症[23]。

在动物实验OA模型中，miR-146a在软骨组织、滑膜组织中呈低表达，且与呈现高表达的尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase-type plasminogen activator，uPA)呈显著负相关，可导致骨关节炎的软骨和滑膜退行性改变[23]在miR-146a与NF-κB信号通路研究方面，Jun-Hua Zhong等研究表明，在OA患者的软骨细胞中，miR-146a的表达较正常软骨细胞miR-146a的表达减少，而TRAF6和NF-κB的表达增加。此实验最终证实miR-146a可以通过抑制TRAF6的表达和抑制NF-κB信号通路的激活来促进OA患者的软骨细胞的增殖和抑制其凋亡[47]。在针对OA患者的骨关节软骨细胞和神经胶质细胞研究中发现[25]，用合成miR-146a的转染可以显著抑制人膝关节软骨细胞中的基质某些有关蛋白(如Aggrecan、MMP-13、ADAMTS-5、II型胶原)，同时调节人膝关节滑膜细胞中的炎性细胞因子水平。当外源性增加miR-146a时，可显著调节人神经胶质细胞中的炎性细胞因子和疼痛相关分子(如TNF-α、IL-6、IL-8等)。由此可推断miR-146a通过平衡软骨和滑膜中的炎症反应和胶质细胞中的疼痛相关因子来控制膝关节稳态和骨关节炎相关的痛觉，由此miR-146a可能用于治疗骨关节炎的软骨再生和改善由骨关节炎引起的疼痛症状。也有研究表明[26]，如果使用MicroRNA治疗，miR-146a簇可以减轻骨关节炎的关节疼痛并促进周围膝关节软骨再生。此外，在中医治疗方面，骨碎补作为骨伤科常用的药物，已经被广泛应用于临床。药性论中记载骨碎补能够活血化瘀、续骨疗伤。相较于只应用西药治疗的对照组，实验组加用骨补碎煎剂后，骨关节炎患者的关节液中的miR-146a降低幅度大，且外周血中IL-1β的水平降低幅度高于对照组[27]。

2.4 miR-146a与强直性脊柱炎

强直性脊柱炎(Ankylosing spondylitis，AS)是一种以侵犯骶髂关节、脊柱和髋关节为特点的慢性自身免疫介导的风湿性疾病，通常在45岁之前出现，主要以骨形成过度、韧带骨化、骶髂关节和脊柱炎症为典型病理变化。强直性脊柱炎中形成新骨造成脊椎活动度的下降、运动能力受损，在更严重的情况下会发生脊柱完全融合，在放射照片上可以看到所谓的“竹脊柱”，严重影响患者的生活活动能力和降低生活质量。因此，尽可能早期确诊强制性脊柱炎是预防和治疗该种疾病的最为有效方法。通常强直性脊柱炎患者发病之前通常会有5～10年的延迟期。因此，探索具有更高的灵敏性和特异性的早期强直性脊柱炎生物诊断标志物显得尤为必要。目前，早期强直性脊柱炎的诊断主要根据临床、影像学、生化检查进行有限的诊断，如炎症性腰痛，单侧或双侧骶髂关节炎的检测，根据HLA-B27阳性与否，C反应蛋白(CRP)水平是否升高和红细胞沉降率等。

随着微小RNA和强直性脊柱炎的相关研究进展[28-30]，Wei等[31]研究结果表明，AS患者的外周血单核细胞中miR-146a的表达水平显着高于健康成年人。此外，AS患者的PBMC血清和培养基上清中TNF-α、IL-1β和IL-6的水平显着高于健康组，且miR-146a的表达水平与炎症因子水平呈正相关。此外，在AS患者中，miR-146a的表达水平与巴斯强直性脊柱炎疾病活动指数(bath ankylosing spondylitis disease activity index，BASDAI)、ESR、CRP和晨僵持续时间也呈正相关。这些结果提示miR-146a可能与强直性脊柱炎的发病机制具有一定的相关性，且在PBMC中miR-146a的表达水平可能有助于强直性脊柱炎的确诊和判断疾病活动程度。在Guijuan Di研究中发现[32]，抑制miR-146a的表导DKK1的表达增加进而部分阻碍AS的发展。Yehong Li，等研究表明[33]，长非编码RNA母体表达基因3(Long non-coding RNAs maternally expressed gene 3，LncRNA MEG3)可 通 过抑制miR-146a的表达从而减少炎症因子的生成，达到抗炎作用。上述两个研究均为AS患者的临床治疗提供潜在新方案。在诊断方面，叶安等[34]的研究表明，检测AS患者血清中miR-146a表达水平可作为诊断AS的辅助性生物分子，同时其表达水平或许与胸腰段后凸的疾病活性和严重程度有相关性，有助于强直脊柱炎的早期诊断，以免因为延误治疗而发生关节变形等现象，影患者生活自理能力。

2.5 miR-146a与银屑病关节炎

银屑病关节炎(Psoriatic arthritis，PsA)已被定义为与银屑病相关的炎性关节炎，是一种高度异质性全身炎症性风湿性疾病，具有关节和关节外表现，包括轴向骨骼疾病、指甲和皮肤状况、外周关节炎症、附着点炎和/或手指炎，主要表现为关节及周围软组织疼痛、肿胀与压痛、关节僵硬和运动障碍，部分进行患者一个可有骶髂关节炎和(或)脊柱炎[35-37]。病程迁延、易复发，晚期可发生关节强直[38]。在1948年发现类风湿因子和英国利兹大学已故教授武诗源·赖特的观察后，PsA作为一种独立于类风湿性关节炎的临床实体出现。

在银屑病关节炎与miR-146a相关研究中，在Xia Ping等[39]研究中，在银屑病患者的皮损和外周血单核细胞中，miR-146a的表达是上调的，并与IL-17的表达呈正相关，而靶基因IRAK1的表达在皮损和外周血中有差异，所以银屑病皮损的持续炎症可能由于miR-146a不能抑制靶基因IRAK1所致。此外，miR-146a在正常角质形成细胞、成纤维细胞中呈现低表达状态，在银屑病病皮损部位表达高于正常部位。Meisgen研究表明[40]，TLR2刺激原代人角质形成细胞，导致NF-kB和丝裂原活化蛋白激酶依赖的miR-146a表达上调，而且这种刺激持续时间长。miR-146a下调TRAF6、IRAK1并抑制NF-kB启动子结合活性。miR-146a的过度表达显著抑制了IL-8、TNF-α等炎症因子的产生，并且这些炎症因子在功能上抑制了角质形成细胞对中性粒细胞的趋化性吸引。转录谱显示miR-146a抑制角质形成细胞中大量免疫相关基因的表达。说明miR-146a是角质细胞先天免疫中的一种调节因子，它不但可以在体内平衡条件下阻止炎症介质的产生，也可以在TLR2刺激后作为一种有效的负反馈调节因子。

2.6 miR-146a与干燥综合征

原发性干燥综合征(Primary Sjögren syndrome，pSS)是一种主要累及外分泌腺体的慢性炎症性自身免疫疾病，临床除有涎腺和泪腺受损功能下降而出现口干、眼干症状外[26]，呼吸管理系统、消化系统、皮肤及阴道等外分泌腺亦有相应工作表现，还可导致出现腺体外的病变，并有多种自身抗体和其高血清免疫球蛋白的，但其病因和发病机制目前尚不清楚[41-43]。pSS临床诊断较为困难，缺乏敏感性高、特异性强。pSS在我国人群的患病率为0.3%～0.7%，在老年人群中患病率可高达3%～4%。

Erika Zilahi等发现[44]，pSS患者的PBMC中miR-146a和TRAF-6的表达升高。Huan Shi 等[45]研究表明，除了pSS患者的外周中miR-146a过表达，此外，这些微小核糖核酸其表达水平与患者的临床特征相关，与腮腺肿胀情况和眼干程度均成正相关。Smruti Y Killedar等研究现[46]，在pSS模型小鼠的唾液腺组织中IRAK-1和TRAF-6的表达明显增加。表明miR-146a可能在pSS的发病机制中起重要作用，它们的表达水平可能有助于诊断pSS和预测疾病活性和治疗反应。

3 小结

随着各项生物技术以及生物信息学预测的不断应用发展，miRNA在基因表达调控中的重要地位，以及在疾病诊断和治疗中的应用前景已引起人们高度关注[48]。miR-146a的是最近的研究比较热的miRNA之一，与多种风湿性疾病相关，但miR-146a在风湿性疾病中的作用机制还有待进一步研究。相信随着关于miR-146a的研究进一步深入，miR-146a的作用机制和与风湿性疾病发病机制的关系将逐渐明确，这将有助于miR-146a成为风湿性疾病的有效生物标志物，为风湿免疫病的治疗提供新的靶点。