miRNA-93-5p 在创伤性股骨头坏死中的研究进展

张来福，石淇允，王孝辉

（1.河南中医药大学，河南 郑州 450046；2.湖南中医药大学，湖南 长沙 410208；3. 河南省正骨研究院，河南 洛阳471002）

0 引言

创伤性股骨头坏死是髋部损伤后主要的并发症[1]，严重影响患者的生活质量。目前研究尚未明确其具体的发病机制，大量临床结果表明该病越早治疗预后越好[2]，但创伤性股骨头坏死起病隐匿，早期诊断存在不足。现阶段针对创伤性股骨头坏死早期病变缺乏有效的检测手段及指标，因此寻找早期股骨头坏死诊断以及分子分型的临床分子标记物成为当务之急，是急需解决的重大科学问题[3]。细胞中的微小核糖核酸(Micro-Ribonucleic Acid,microRNA,miRNA)是一种典型的抑制基因表达的非编码小RNA,能在转录后水平调控靶基因表达和蛋白质翻译，广泛参与各种正常的生命过程，其异常表达与肿瘤的发生、发展密切相关[4-5]。近年来，随着对miRNA研究的深入，部分学者发现循环miRNA 不仅有良好的稳定性，而且具有显著的病理相关性和组织特异性，这些研究结论[5-6]奠定了循环miRNA 作为疾病生物标记物的理论基础。miRNA-93-5p 是miR-106b～25 基因簇的成员之一，其在正常组织及病理组织中均可表达，在细胞增殖、周期及凋亡中发挥重要生物学功能。已有研究证实，miRNA-93-5p 的表达水平与骨代谢[7]及血管病变[8]密切相关，miRNA-93-5p 的异常表达能够影响创伤性股骨头坏死的发生发展[9]。因此，探讨miRNA-93-5p 与创伤性股骨头坏死的关系，有助于进一步揭示创伤性股骨头坏死的发病机制，为创伤性股骨头坏死的防治提供新的敏感检测指标和治疗靶点，推进创伤性股骨头坏死治疗效果的提升。本文就miRNA-93-5p 与创伤性股骨头坏死关系的研究进展综述如下。

1 miRNA 概述

miRNA 是长度约20nt～25nt 的具有调控作用的非编码RNA，由细胞自身产生并作用于自身的一种物质。其广泛存在于从病毒到人类的各种生物中，并基于靶mRNA 序列互补，广泛参与细胞的分化、增殖、凋亡和代谢等活动[10]。大多数异常细胞中（病变细胞）均存在着miRNA 的异常表达，细胞的异常导致miRNA 异常表达，但miRNA 并不改变原有基因的结构，只影响基因的表达，即miRNA 与靶mRNA 结合并通过启动mRNA 降解或阻止肽翻译来下调基因表达，从而对生物体基因起到精细调节作用[11]。目前研究miRNA 在调节基因表达中的作用的常规方法通常始于使用微阵列或测序平台获得感兴趣的细胞群的mRNA 谱，然后对潜在的miRNA 靶标进行生物信息学预测。一旦鉴定出潜在相关的miRNA，它们可以被上调或下调以将它们与蛋白质表达水平相关联。然后可以使用基于荧光素酶的测定来表明miRNA 与其预测靶标的结合[12]。1993 年Lee 等发现第一个RNA（lin-4）。2000 年，Reinhart 等又发现Let-7 能够通过结合相应靶基因的3"端非编码区（3"-UTR）从而调控相应蛋白表达。迄今为止，已经发现了约有3000 个miRNA，并且所有研究结果均证实miRNA是生物体内基因表达调控的重要物质之一，人体约60%的基因都被miRNA 所调控[13]。miRNA 与疾病之间的关系是由Calin 等于2002 年研究慢性淋巴细胞白血病时发现的，研究结果为慢性淋巴细胞白血病患者体内miRNA 的存在差异表达。miRNA 在人类疾病的发生及进展的过程中发挥着重要作用，目前已知多种疾病，如肿瘤[14]、心血管疾病[8]、糖尿病[15]、肝炎[16]、自身免疫性疾病[17]、神经系统疾病[18]等均有miRNA 异常表达。因此，通过检测miRNA 来诊断治疗疾病是可行的。

2 miRNA-93-5p 及其功能概述

miR-93-5p 是miR-106b～25 基因簇的成员之一, 由23个核苷酸构成，片段位于100,093,815-100,093,837,染色体均位于7q22.1[19]。目前已探明的miR-93-5p 可作用的靶蛋白总数约为2108 个，部分研究证实miR-93-5p 在各种肿瘤的发病和发展中起重要作用。如Li 等[20]发现miR-93-5p 的过表达能够促进胃癌细胞的增殖、转移、侵袭。Yang 等[19]证实了非小细胞肺癌患者体内miR-93-5p 水平较高，而miR-93-5p 通过表达上调抑制PTEN 和RB1 发挥致癌作用。Ma 等[18]发现miR-93 能够降低OGD 诱导的细胞凋亡BV2 小神经胶质细胞增殖，抑制中枢AIS 炎症，并提出miR-93 可用于中风诊断。因此，结合以上报道，miR-93-5p 可能作为疾病预后指标和治疗靶点。

3 miRNA-93-5p 与创伤性股骨头坏死

创伤性股骨头坏死的发病机制至今尚未探明，且中、后期治疗效果欠佳。随着基因检测技术的飞速发展，部分学者提出从miRNA 方面来诊疗创伤性股骨头坏死并取得了一些突破。如Wu 等[21]用芯片检测对8 名股骨颈骨折患者和股骨头坏死患者的血浆样本中的miRNA 表达谱进行检测，明确股骨头坏死患者体内39 个miRNA 存在差异性。张颖等[9]通过高通量筛选的方法对10 名创伤性股骨头坏死患者和10 名股骨颈骨折后未发生股骨头坏死患者的外周血内的miRNA 表达谱进行检测，明确了包含miR-93-5p 内8 个miRNA 存在差异性表达，为创伤性股骨头坏死的特异表达提供理论依据。张蕾蕾等[22]同样采用高通量基因芯片检测技术和real-time PCR 技术对5 例创伤性股骨头坏死患者血清miRNA 表达谱进行检测并于5 例创伤后未发生股骨头坏死的患者进行对比，筛选出并验证了miR-93-5p 为调控创伤性股骨头坏死发病的特异性miRNA。

股骨头的形成与重塑是多种类型细胞共同作用下的结果，正常的骨骼的骨代谢均呈现平衡状态，创伤性股骨头坏死即为股骨头区域骨代谢失衡的典型表现[23]。越来越多的证据支持miRNA 是控制成骨细胞和破骨细胞等进行骨改造，部分研究证实了miRNA 介导机制的失调是骨病发生的重要病理因素[24]。骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSC)是骨髓基质的一种具有分化形成骨、软骨、脂肪、神经及成肌细胞的多种分化潜能的细胞亚群，能在多种成骨生长因子的诱导下分化为成骨细胞和破骨细胞[25]。Xu 等[24]通过实验验证了部分miRNA 通过调节生长因子诱导调控BMSCs 的成骨分化。Sun 等在研究中发现miR-93-5p 显着增加基质金属蛋白酶-2（MMP-2）和基质金属蛋白酶-9（MMP-9）的表达，而Grassel 等[26]在其研究中发现，MMP-9 与MMP-2 在骨代谢中的表达以及其生物活性可能加剧骨基质破坏并影响骨吸收与骨形成平衡的作用，是股骨头坏死是的关键因素之一，即miR-93-5p 可通过调控基质金属蛋白酶来诱发或加重创伤性股骨头坏死。Zhang 等[27]通过免疫化学检测了创伤性股骨头坏死患者中BMP-2 的表达情况，发现miR-93-5p 能够和BMP-2 RNA 3"UTR 区域结合，证实了miR-93-5p 是BMP-2 的负调节剂，即miR-93-5p 的过表达抑制BMP-2 的正常生理功能，影响BMSC 成骨分化，导致股骨头骨代谢失衡出现塌陷坏死。以上研究均证实了miR-93-5p 可通过调控成骨生长因子来影响BMSCs 的成骨分化，改变正常股骨的骨代谢平衡状态。

4 小结和展望

综上所述，创伤性股骨头坏死患者体内确实存在miR-93-5p 的异常表达，且miR-93-5p 的非正常表达与骨髓间充质干细胞的非正常分化关系密切。随着分子生物学研究的进一步发展，创伤性股骨头坏死患者体内miRNA 表达谱将会更加明确，因此有望将miR-93-5p 作为标志物来诊治创伤性股骨头坏死这种复杂疾病。但仍存在部分问题:①现阶段miRNA 与创伤性股骨头坏死的研究仍属于探索发展阶段，虽然已经明确了miR-93-5p 的部分功能，但目前的技术水平有限，仍有大量的作用机制未被发现，这也在一定程度上限制了miR-93-5p 检测技术在临床中的推广，仍需要大样本高质量的研究成果支撑。②目前的研究大多数仍停留在生物信息学单项分析层面，但一个miRNA 通常靶向一个或者多个信使RNA，而一个信使RNA 也可能由不同的miRNA 调控，因此很有可能存在miRNA 调节的生物网络（一种特定的miRNA 靶向几种有助于特定生物功能的转录物），可以对miRNA 调节的生物网络学进行研究。③以目前的研究水平仍无法明确miR-93-5p 表达的改变是创伤性股骨头坏死的原因还是结果。也就是说，miR-93-5p 作为创伤性股骨头坏死早期诊断与治疗的临床生物标志物这一创新领域仍有很长的路要走，需要更广泛的证据支持。