microRNA-122在肝病发生发展及诊断中的作用

陈泽山，文 彬，丘佩容，蓝红妮，黄宝特，邓 鑫

1 广西中医药大学 研究生学院，南宁 530001；2 广西中医药大学附属瑞康医院 a.感染科，b.科技处，c.消化内科，南宁 530001；3 广西中医药大学第一附属医院 内分泌科，南宁 530001

microRNA(miRNA)是受RNA修饰调控、长约22个核苷酸、小分子非编码RNA，通过与靶mRNA的3′非翻译区(3′-UTR)结合使靶mRNA降解或翻译抑制，实现负调控基因表达[1]，参与细胞的增殖、迁移、自噬、侵袭及凋亡等过程[2]。第一个miRNA是在1993年线虫的研究中发现的[3]。随后在1998年通过RNA干扰[4]和在2001年对各种物种的相似内源性miRNA进行了深入的分子搜索[5]，miRNA的研究迅速深入。目前miRNA在人体体内被发现的就已经超过1000种[6]。miRNA-122是肝脏的一种特异性miRNA，约占肝脏miRNA总量的70%[7]。通过阅读相关文献发现，miRNA-122与多种肝脏疾病发生、发展及预后有密切关系。此外，miRNA-122作为生物学标志物，在肝脏疾病中具有良好的应用前景。本文就目前国内外对miRNA-122参与肝脏疾病的研究进展作一综述。

1 miRNA-122与非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)

根据流行病学调查[8]发现，NAFLD患病率在不断上升。因此，治疗的及时干预是阻止NAFLD病情进一步发展的关键。研究[9]发现，miRNA-122的水平升高与NAFLD的形成和进展有密切关系。Long等[10]通过实验发现，NAFLD肝组织miRNA-122水平升高但沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)水平降低，miRNA-122可通过与SIRT1的3′-UTR结合抑制SIRT1表达，SIRT1作为脂质稳态尤其是脂肪酸氧化的调节剂，其表达下降阻碍了脂肪酸的氧化，导致肝脏脂肪的沉积，进而促进NAFLD进展[11-12]。因此，通过抑制miRNA-122表达可以使SIRT1的表达上调，促进脂肪酸氧化，减少肝脂肪的堆积，阻止NAFLD进展。

2 miRNA-122与病毒性肝炎

病毒性肝炎指的是由肝炎病毒导致的肝脏炎症，其中HBV和HCV发展为慢性肝病较为常见，甚至可发展为终末肝脏疾病，故以下只介绍乙型肝炎和丙型肝炎与miRNA-122的关系。研究[13]表明，在乙型肝炎患者中，miRNA-122表达下调导致其靶标细胞周期蛋白G1的翻译增加，细胞周期蛋白G1可与P53蛋白特异性结合，清除了P53蛋白对HBV的复制抑制。P53蛋白作为一种肿瘤抑制因子，可预防癌症的发生，并且可诱导 HBV复制期的肝细胞凋亡，延缓乙型肝炎的进展[14]。P53蛋白还可通过直接与HBV DNA结合，抑制HBV病毒基因复制[15]。因此，miRNA-122的表达下调导致P53蛋白介导的HBV复制抑制作用减弱，进而促进乙型肝炎的发展。

Xu等[16]研究发现，在肝细胞中miRNA-122可抑制转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)磷酸化，STAT3可通过调控干扰素调节因子1表达从而抑制IFN的表达，而IFN介导的先天免疫反应是对抗病毒的第一道防线[17]，miRNA-122将STAT3磷酸化水平限制在正常肝细胞中，使IFN的表达增加，从而使感染肝炎病毒后具有强大的先天免疫防御能力。进一步的研究[18]发现，miRNA-122的过表达增加了HCV蛋白的产生。HCV蛋白不仅是HCV复制所必需的，而且还是阻断和避免宿主免疫的必要原料。有趣的是，通过抑制miRNA-122的表达发现，IFN应答的下降先于HCV RNA的下降，且与HCV RNA下降无明显关系[16]。因此，在HCV感染者中，miRNA-122可能具有完全相反的两种作用，即miRNA-122诱导的IFN抗HCV作用与miRNA-122能促进HCV复制的潜在作用。其他研究[19-20]也得到了类似结果。

3 miRNA-122与药物性肝损伤(DILI)

DILI指的是由于使用对肝脏具有毒性的药物导致的肝损伤，严重者可发展为肝衰竭。有研究[21]发现，抗生素是导致DILI最主要的原因，其次为中草药、膳食、心血管药物、中枢神经系统药物、抗肿瘤药物和止痛药。由于miRNA-122是肝脏中含量最高的miRNA[22]，而肝脏是参与药物代谢的主要器官，所以发生DILI时miRNA-122的表达可能也有相应的变化。在一项对乙酰氨基酚导致的DILI研究[23]中，发现对乙酰氨基酚过量的使用可在2 h内导致肝脏miRNA-122表达水平下调，miRNA-122的丢失增加了小鼠对对乙酰氨基酚过量的敏感度，使小鼠的死亡率增加；进一步的研究发现，miRNA-122过表达可抑制细胞色素P450家族成员将对乙酰氨基酚氧化形成N-乙酰基-对-苯醌亚胺的过程，减少N-乙酰基-对-苯醌亚胺与蛋白质硫醇共价结合形成的N-乙酰基-对-苯醌亚胺-半胱氨酸蛋白质加合物，进而减少氧化应激反应，减少肝毒性和肝细胞死亡，表明miRNA-122对对乙酰氨基酚导致的急性肝损伤具有保护性作用。因此，可通过miRNA-122对对乙酰氨基酚的解毒作用为基础，为药物诱导DILI甚至是肝衰竭研发出解毒剂做出贡献。

4 miRNA-122与肝纤维化

肝纤维化是损伤的肝组织过度修复、肝星状细胞(HSC)过度活化、肝组织内细胞外基质过度沉积的一种病理状态，这是许多慢性肝病的共同特性[24]。然而在肝损伤期间，各种炎性和纤维生成途径都有助于HSC的活化，从而促进肝纤维化形成，因此，抑制HSC活化是治疗肝纤维化的重要治疗手段。众所周知，TGFβ1可促进HSC的活化，进而加速肝纤维化进程[25-26]。Cheng等[27]研究发现，miRNA-122转染HSC后，在HSC体内含量升高，通过抑制TGFβ信号通路，下调N-钙黏着蛋白表达、过度表达E-钙黏着蛋白和Smad4，抑制HSC的上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，EMT是肝纤维化甚至肝癌的早期事件，故通过逆转EMT阻止肝纤维化的形成。同时Wang等[28]发现，miRNA-122的表达上调可促进肝细胞间质-上皮转化(mesenchymal-epithelial transition，MET)，上调上皮细胞相关蛋白的表达，而MET是逆转EMT的重要手段，进而抑制肝纤维化。一项脂肪性肝炎实验[29]发现，脂肪性肝炎肝细胞体内miRNA-122的含量及表达下降，因miRNA-122表达下降使脂肪性肝炎肝细胞体内的缺氧诱导因子1α和波形蛋白的含量增加，其中缺氧诱导因子1α可诱导EMT，并且波形蛋白作为间质细胞骨架的主要成分，亦加速了EMT，进而诱导肝纤维化的形成。另有研究[30-32]发现肥胖患者体内常伴瘦素含量升高。瘦素可通过抑制miRNA-122启动子表达，增加HSC活化，促进肝纤维化[33]。因此，miRNA-122表达上调可抑制肝纤维化的进展。

5 miRNA-122与肝癌

根据世界卫生组织[34]调查显示，癌症的死亡率仅次于排名第一的缺血性心脏病。肝癌作为恶性肿瘤之一，5年的生存率≤5%，肝癌的治疗刻不容缓。而作者前面提到，miRNA参与了细胞增殖、迁移、自噬、侵袭及凋亡，所以能否通过基因疗法治疗肝癌，为治疗肝癌提供新的思路也是miRNA研究领域的重要方向。研究[35]表明，在肝癌患者中miRNA-122的表达明显下降，提示肝癌的形成及病情进展可能和miRNA-122的表达减少有关。在一项肝细胞癌多药耐药的研究[36]中，miRNA-122的过度表达可抑制多药耐药基因/P-糖蛋白、乳腺癌抗性蛋白和三磷酸腺苷结合盒F超家族成员2的表达，增强了耐药细胞对化疗药物的敏感度，且通过诱导耐药细胞周期停滞从而抑制肝细胞癌的生长。Bai等[37]研究表明，miRNA-122对肝癌细胞的生长具有抑制性，通过抑制肝癌细胞微环境血管内皮细胞的生成，阻止新血管的形成，使肝癌细胞所需的营养成分下降，不足以维持正常的需求，阻止肝癌细胞的生长。研究[8]表明，miRNA-122的过度表达通过靶向RhoA基因使肝癌细胞经历了明显的上皮形态样改变，破坏了肝癌细胞骨架，触发MET，抑制肝癌细胞的运动与侵袭。Yang等[38]研究发现，肝细胞核因子4α可增强miRNA-122的表达，miRNA-122的过度表达使聚集素金属蛋白酶17表达下调，聚集素金属蛋白酶17作为miRNA-122的靶标，具有促进肝癌细胞生长和增加肝癌细胞血管生成的作用。综上，miRNA-122可通过增强耐药细胞对化疗药物的敏感度、降低肝癌细胞化疗耐药性、抑制肝癌细胞的转移和侵袭以及抑制肝癌细胞血管内皮生成等途径发挥抗肝癌作用。

6 miRNA-122与肝脏多倍体化

多倍体在植物中普遍存在，而在动物中多倍体不多见，这可能是由于基因不同导致的。多倍体化后的基因重组对生物进化和生态的影响具有挑战性，由于多倍体的形成影响细胞周期异常，导致细胞增殖的数量减少[39]。肝细胞成为多倍体是由于胞质分裂不成功导致的[40-41]。人肝脏中约30%肝细胞是多倍体[42]。已有研究[43-44]证实，肝脏多倍体可保护肝脏免受明显的基因组畸变的影响，抑制肝肿瘤的发生。在一项诱导小鼠肝脏多倍体的实验[45]中，发现miRNA-122可直接拮抗参与胞质分裂的基因从而促进肝细胞多倍体化，证明了miRNA-122是肝细胞多倍体化所必须的。因此，miRNA-122有可能通过使胞质分裂失败促使肝脏多倍体化增加，进而减少肝肿瘤的发生。

7 miRNA-122作为多种肝病的生物标志物

郭笔红等[46]发现，NAFLD患者血清miRNA-122水平明显升高，随病情的加重miRNA-122呈逐步上升趋势，且与疾病的严重程度呈正相关。提示miRNA-122可作为NAFLD病情严重程度的生物学标志之一。

研究[47]发现，miRNA-122的表达在慢性HCV感染者血清中明显升高，并发现随着miRNA-122的过度表达，慢性HCV导致的肝纤维化相关指标亦随之上升，提示miRNA-122可作为早期慢性HCV导致肝纤维化的新型生物标志物之一，但是这与笔者前文提到的miRNA-122表达上调可抑制肝纤维化的结论有冲突，可能与miRNA-122是HCV复制的必需原料有关，值得进一步的探讨。

研究[48-49]表明，在小鼠体内miRNA-122已被证实是对乙酰氨基酚诱发肝损伤时比ALT更早出现升高的生物标志物，并且比目前的临床生物标志物具有更高的肝特异性。前瞻性研究[50-51]表明，早期ALT正常或低水平患者的入院血清miRNA-122水平对于以后的肝损伤发展具有70%～90%的预测价值。所以，miRNA-122可作为比ALT更早出现的DILI的无创生物学标志物。另有研究[52]表明，miRNA-122水平与HBV和HCV诱导的肝细胞癌患者肝损伤呈正相关，提示miRNA-122亦可作为肝癌患者肝损伤的无创生物学标志物。

Meta分析[53]表明，根据敏感度和特异度的差异分析，血清miRNA-122水平可区分肝细胞癌患者、健康对照组、HBV或HCV感染者，但不能将肝细胞癌患者与肝硬化患者区分开。因此，miRNA-122具有可区分部分不同肝脏疾病的作用。

目前，miRNA-122已用作多种肝脏疾病生物标志物的研究，且可作为多种肝病的无创生物标志物之一。miRNA-122在多种肝脏疾病的含量及表达高低的不同，能帮助临床医师对肝脏疾病的诊断、鉴别诊断、病情严重程度及预后做出准确的判断。

8 总结

miRNA-122是肝脏中含量最丰富的miRNA，其在多种肝脏疾病的发生发展中扮演着极其重要的作用。同时miRNA-122也可作为一种新型无创生物学标志物，对肝脏疾病的判断具有帮助作用。根据目前的研究，可见miRNA-122与肝脏疾病的主要研究集中在NAFLD、DILI、病毒性肝炎、肝纤维化、肝癌以及作为无创生物学标志物等方面。大量研究表明，miRNA-122可以直接跟其下游靶基因结合并抑制其表达，进而通过相关的信号传导途径间接地调节脂质代谢、肝炎病毒复制、肝细胞毒性、EMT、肝癌细胞的细胞耐药、血管生成、增殖和迁移。值得注意的是，miRNA-122在乙型肝炎和丙型肝炎中的作用是完全相反的。在乙型肝炎中，miRNA-122表达上调增强了P53蛋白对HBV的复制抑制。而在丙型肝炎疾病中，miRNA-122的过表达增加了HCV蛋白的翻译，使得HCV的复制增强，进而促进丙型肝炎的发展。有趣的是，在丙型肝炎中，miRNA-122诱导的IFN抗病毒作用与miRNA-122能促进HCV复制的潜在作用可能是完全相反的。目前肝癌的治疗仍是世界一大难题，如细胞毒性药物的耐药、放化疗的副作用、肝移植手术昂贵的费用及供体的短缺等等问题，miRNA-122的作用毫无疑问为肝癌的治疗提供了新的研究方向。最后，通过查阅文献发现miRNA-122与相关肝脏疾病的研究仍较少，未能完全有效进行临床转化。目前尚不能完全阐明miRNA-122在肝脏疾病的作用机制。因此，仍需大量大样本对照实验、临床研究提供更全面的证据。往后研究miRNA-122与肝脏疾病关系将具有理想的前景。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：陈泽山负责课题设计，资料分析，撰写论文，修改论文；文彬、丘佩容、蓝红妮、黄宝特参与文献数据的收集及分析；邓鑫负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。