miRNA 在非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

陈 杭 ，崔 琦 ，黄敏杉 ，刘建军 ，马岚青

（1）昆明医科大学第一附属医院消化内科，云南省消化系统疾病研究所，云南省消化系统疾病临床研究中心，云南 昆明 650032;2）昆明医科大学生物医学工程研究院，云南 昆明 650500）

非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）是指在没有过量饮酒（男性每天≥30 g，女性每天 ≥20 g）或其他原因（药物、饥饿、单基因遗传病等）导致的肝脏脂肪变性的情况下，超过5%的肝细胞大泡性脂肪变性的一类疾病总称[1]；包括从单纯脂肪变性向进行性脂肪变性转变，进而引发肝纤维化，肝硬化和肝癌[2−3]。随着生活水平的提高，NAFLD 已成为最常见的慢性肝病，根据近2 a 研究显示，NAFLD 全球总患病率约为30.05%～32.40%[4−5]，并且还在持续增加。在亚洲，2019 年NAFLD 的总患病率为29.62%，而且呈上升趋势，预计到2030 年，NAFLD 将成为肝移植的主要原因[6]。NAFLD 的发病机制尚未完全清晰，“两次打击”学说已无法全面解释NAFLD 的发病机制。因此，现在提出“多重打击”学说，即胰岛素抵抗、内质网应激、线粒体功能障碍、肠道菌群失调、遗传因素等共同参与NAFLD 的发生和发展[2]。

miRNA 是在动物、植物以及部分病毒中发现的一类主要的单链非编码的RNA，长度约为22个核苷酸，通过与mRNA 特异性靶向作用，在转录、转录后和翻译过程中抑制基因的表达，并广泛参与人体生理及病理过程[7]。miRNA 的生物合成分为经典途径和非经典途径2 种方式[8]。在经典途径中，miRNA 的基因在细胞核中首先被转录为初级miRNA（pri-miRNA），之后被进一步加工成为前体miRNA（pre-miRNA）。Pri-miRNA 和premiRNA 都具有发夹、凸起或内环的折叠结构，能够被核糖核酸酶Ⅲ Drosha 和Dicer 识别和加工，生成成熟的miRNA[9]。成熟miRNA 通过碱基配对的方式与靶mRNA 的3’ 端结合，从而促进mRNA 的甲基化和蛋白质修饰，最终导致mRNA失稳和翻译抑制[10]。而不同于经典途径，在非经典途径中，miRNA 的生成不依赖于Drosha、Dicer这样的微处理器，其余过程和经典途径相同[8]。此外，miRNA 之间能够相互作用，以直接结合的方式调节miRNA 的生成：第1 种直接结合方式是miRNA 的相互作用。通过成熟miRNA 与未成熟miRNA 相结合，从而影响成熟miRNA 的生成；第2 种则是通过识别，诱导成熟miRNA 的互补序列相互结合，这种方式可能对miRNA 的稳定以及防止其降解起着重要作用[11]。许多miRNA 是人体正常发育必须的，参与发育过程和疾病发生[12]。研究发现，miRNA 在内质网生化功能和内质体转运过程中发挥着重要作用[13]。miRNA 在内质网生化和转运过程中发挥作用，内质网又在脂质代谢过程中发挥作用，miRNA 又是如何参与脂质代谢？本文综述miRNA 在脂肪代谢、胰岛素抵抗中的机制，为miRNA 作为非酒精性脂肪性肝病的无创生物标志物诊断和治疗提供参考。

1 miRNA 与肝脏脂肪代谢

甘油三酯（tiglyceride，TG）可通过2 种方式合成。外源性：由食物中摄取的脂肪于肠道内，在胆汁酸、脂酶的作用下被肠黏膜吸收，在肠黏膜上皮细胞内合成甘油三酯；内源性：体内自身合成的甘油三酯主要在肝脏，其次为脂肪组织。甘油三酯可储存在肝细胞，也可以以极低密度脂蛋白分泌到血液中，由于脂质代谢紊乱导致血游离脂肪酸增多，当超过脂肪组织的贮存能力和各组织对血游离脂肪酸的氧化能力时，使更多的血游离脂肪酸转化为甘油三酯在非脂肪组织中过度沉积，会对组织造成损伤。非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）中存在肝脏游离胆固醇积累，游离胆固醇已被证明会破坏线粒体功能，诱导肝细胞死亡，促进NAFLD 进展[14]。在单纯脂肪变性中，过量的脂类，如胆固醇和TG 在肝细胞中积累，破坏肝细胞内稳态，导致肝损伤。脂质破坏、线粒体功能障碍、内质网应激和活性氧簇已被证明可促发肝细胞损伤，并促进单纯脂肪变性进展为NASH 并伴发纤维化[15]。游离胆固醇以胆固醇晶体的形式在Kupffer 细胞中累积，导致免疫激活、氧化应激、炎症和细胞死亡。肝星状细胞对促纤维化介质的反应在肝纤维化发生中起重要作用。细胞内游离胆固醇的积累通过toll 样受体4 依赖的信号通路直接诱导肝星状细胞活化并触发肝纤维化[16]。甘油三酯和游离胆固醇，对肝脏组织和肝细胞有损伤，并有可能触发肝纤维化，在NAFLD 的发生发展中发挥作用。

miRNA 在调控肝脏代谢和病理生理过程中发挥着重要作用。首先，miR-122 是研究最广泛的肝脏miRNA，占据了总miRNA 的70%。它参与了肝细胞增殖和成熟，并与多个脂质和胆固醇代谢相关基因相互作用[17−18]。在NAFLD 患者中，循环miR-122 水平与丙氨酸氨基转移酶水平相关，并且是一个比经典肝功能标志物（包括天冬氨酸氨基转移酶和细胞角蛋白-18）更好的NAFLD 严重程度指标[19]。在小鼠中抑制miR-122 不仅可减少肝脂肪酸和胆固醇的合成，还可增加肝脂肪酸氧化，从而降低血浆胆固醇水平[20−21]。miRNA 还可以和转录因子作用，有研究表明，miR-33a 和miR-33b 与SREBP1 和SREBP2 共转录，SREBP2是胆固醇生物合成的调节因子；miR-33a 和miR-33b 的靶基因ABCA1 还通过调控ApoA1 和胆固醇结合[22]，此过程对HDL 合成至关重要。

其次，miR-21 在调控脂质生成、葡萄糖代谢和防止脂肪变性等方面扮演着关键角色，其升高会导致脂质积聚。敲低miR-21 可降低控制脂肪生成基因的表达，从而降低调节脂肪生成的表达，同时也降低代谢调节因子的表达，从而防止葡萄糖耐受不良和脂肪变性[23]。Rodrigues 等[24]报道，在高脂饮食喂养并补充奥贝胆酸的动物中，miR-21 消除可减少胆固醇蓄积、氧化应激和炎症，发生轻微的脂肪变性。在NAFLD 中，miR-21 调节甘油三酯、游离胆固醇和总胆固醇水平[25]。此外，miR-21 的升高抑制脂肪酸结合蛋白7，从而显著诱导脂肪酸摄取和脂质积聚[26]。miR-21 还靶向磷酸酶和张力蛋白同源物，改变黏着斑激酶磷酸化和基质金属蛋白酶2 和9 的表达[27]，2 者都是细胞生长，迁移和侵袭的介质，还可减少诱导炎症和纤维化进展的过氧化物酶体增殖物激活受体α 表达。敲低miR-21 可降低脂肪生成基因的表达，减少胆固醇蓄积、氧化应激和炎症反应，为减轻NAFLD 患者脂质代谢提供了思路，是否可以特异性干预mi RNA 治疗NAFLD 患者。

另 外miR-192、miR-23b、miR-26a、miR-34a、miR-451a、miR-378 和miR-375 等miRNA也在NAFLD 的发展中起到了不可忽视的作用，它们影响着脂质代谢、炎症反应等关键生物过程。研究表明，miR-192 水平的降低与双酚A 诱导的肝脏脂质蓄积有关[28]。miR-23b 能够抑制NAD依赖的去乙酰化酶Sirtuin 1 的表达，导致甘油三酯在细胞质中沉积[29]。此外，抑制miR-26a 可使甘油三酯和胆固醇超载[30];在NASH 患者和HFD喂养的小鼠中，miR-34a 通过与HNF4 的相互作用促进脂肪变性，从而抑制肝脏VLDL 分泌[31]。在小鼠模型中，一种传统的中药绞股蓝（gynostemma pentaphylla，GP）可降低肝脏甘油三酯和肠道菌群的组成，通过下调miR-34a 来控制靶基因HNF4，SIRT1 和PPAR˛的mRNA 和蛋白水平[32]。另一方面，miR-451a 能够调节甲状腺激素反应蛋白14 的表达，而甲状腺激素反应蛋白14 对新生脂肪生成具有重要的负调控作用[33]；在Hepa1-6细胞中，miR-378 可调节脂质代谢[34]。抑制miR-375 可增加脂联素的表达，防止细胞内脂质蓄积，降低瘦素和炎症因子的水平[35]，作为负性蛋白调节因子参与NAFLD 的发展。

miRNA 在脂质代谢和NAFLD 研究中扮演着至关重要的角色。它们能够精准地调节脂肪酸代谢途径和胆固醇合成，对维持正常的脂质代谢起到关键作用。抑制特定miRNAs 不仅能够增强胰岛素的敏感性，还有助于促进脂肪酸的氧化代谢，提高高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）的循环水平。这对于改善代谢健康、预防代谢性疾病的发生具有积极的影响。此外，miRNA 作为一种有用的非侵入性生物标志物，正在受到越来越多的关注。通过监测血液或其他组织样本中特定miRNA 的表达水平，可以及时、准确地评估NAFLD 的病情进展，为医疗干预提供重要参考。

2 miRNA 与胰岛素抵抗

胰岛素信号通路在进食条件下促进合成代谢反应（糖酵解、脂肪生成和糖原合成），并抑制肝脏葡萄糖生成（糖异生和糖原分解）。在空腹状态下的低胰岛素水平会激活糖异生、糖原分解和脂肪酸氧化，从而增加肝脏葡萄糖和酮体的生成。肥胖和2 型糖尿病与胰岛素抵抗密切相关。肝脏发生“选择性”胰岛素抵抗，胰岛素作用不足可阻断肝脏葡萄糖输出，但活跃的胰岛素介导的脂肪生成可增加脂质沉积。

研究表明，一系列miRNA 在调控胰岛素抵抗方面发挥着关键作用，包括miR-291b-3p、miR-125a-5p、miR-143、miR-96、miR-122、miR-29家族、miR-33、miR-375，它们在肝脏脂肪生成、脂肪变性、葡萄糖代谢等方面发挥调节作用，为代谢性疾病研究提供了新的视角。在高脂饮食喂养的小鼠中，抑制肝脏miR-291b-3p 可减少肝脏脂肪生成和脂肪变性，降低空腹血糖水平，抑制肝脏葡萄糖生成，并改善胰岛素信号传导和葡萄糖耐量。在小鼠肝脏中过表达miR-291b-3p 则会加重肝脏葡萄糖输出和增加胰岛素抵抗[36]。在小鼠中过表达miR-125a-5p 通过增强胰岛素信号传导和抑制下游分子FOXO1 改善了脂肪变性，降低了脂肪生成基因的表达，并改善了葡萄糖和胰岛素耐受性[37]。miRNA-143 在db/db 和hfd 喂养的小鼠肝脏中上调。过表达miR-143 可抑制胰岛素刺激的AKT 活化，诱导胰岛素抵抗[38]。在野生型小鼠中，miR-96 过表达导致了更大的胰岛素抵抗，而抑制miR-96 则改善了胰岛素敏感性[39]。NAFLD 患者血清miR-122 水平显著高于对照组，且与性别和NAFLD 严重程度相关，miR-29 家族和miR-122 通过调节与NAFLD 相关的胰岛素抵抗，可能和抑制CYP7A1 功能的作用，引起高胆固醇血症，进而导致肝脏损伤、凋亡和坏死有关[40]。此外，在胰岛素抵抗和NAFLD 患者中，miR-33 通过激活磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶抑制糖异生[41]。另一方面，miR-375 调节葡萄糖稳态，并负责胰腺β 细胞对胰岛素抵抗的反应[42]。miR-93-5p 通过靶向 HGF 增强胰岛素抵抗以调节 HepG2 细胞中的 T2DM 进展[43]。在儿童肥胖患者中发现，miR-146-5p、miR-423-3p和 miR-152-3p 与胰岛素抵抗有关[44]。

在笔者前期研究中同样也发现，miRNA-30b在非酒精性脂肪性肝病大鼠中表达升高，过表达miRNA-30b 可减轻胰岛素抵抗[45]。经过在细胞实验、动物实验和临床实验中的多重验证，明确了miRNA 与胰岛素抵抗之间的紧密联系。因此，未来有望通过有针对性地调控特定miRNA 来改善胰岛素抵抗，为代谢性疾病的治疗提供新的思路和方法。

3 miRNA 与NAFLD

miRNA 在NAFLD 发展各阶段中起着关键作用，其失调与疾病发生密切相关，包括调节脂质代谢、胰岛素抵抗、维生素D 等，表明其在NAFLD发病机制和进展中扮演重要角色[46]。有研究表明，多种miRNA 失调可能与NAFLD 有关，其中包括miRNA-103、miRNA-34a、miRNA-21 等上调，miRNA-122、miRNA-375 等下调[47]。miRNA-103可能通过调节脂肪代谢或者诱导胰岛素抵抗，直接或间接参与NAFLD 的发展。miRNA-122 作为肝脏分泌最多的miRNA，能够评估NASH 和HCC的风险相关性，在NAFLD 中明显升高，与肝脏受损的严重程度密切相关[48]。此外，miRNA 还能通过调节维生素D、肠道微生物等，参与NAFLD的发展进程。有研究发现，7 种参与调节维生素D的miRNAs（miR-27、miR-125、miR-155、miR-192、miR-223、miR-375 和miR-378）可能与NAFLD 发病机制相关[49]；miRNA 在人体和肠道微生物之间起着重要作用，丹毒菌类细菌丰度增加和γ-蛋白杆菌水平降低的同时，会伴随有多种miRNA 的改变[50]。miRNA 参与肝脏炎症反应并影响NAFLD的发展进程，同时NAFLD 的相关纤维化也和miRNA 有关。NAFLD 的发生会使得部分肝细胞坏死，同时伴随着部分miRNA 从死亡肝细胞中释放，说明miRNA 在NAFLD 中具有重要的生理学意义，其反应出NAFLD 的组织学特征和分子事件。

miRNA 在NAFLD/NASH 疾病阶段可能发生显著变化，其中miRNA-122 和miRNA-34a 显示出作为循环标志物的潜力，尤其miRNA-34a 可能成为有效的生物标志物，为肝脏疾病的诊断和治疗提供了新的研究方向。在诸多检测结果中，miRNA-122 和miRNA-34a 与相应肝脏损伤、肝脏炎症以及纤维化相关，证实miRNA-122 和miRNA-34a 具有作为循环标志物的相关性[51]。据报道，在研究人员所观察的3 种miRNA 中（miRNA-122、miRNA-99 和 miRNA-34a），miRNA-34a对NAFLD 具有中等程度的诊断准确性，其异质性最低，作用最稳定，是诊断NAFLD 的较有效的生物标志物[52]。也有报道称，将miRNA 与已有的标记物细胞角蛋白18 或ALT 和AST 等相比，miRNA 可能会产生更好的效果[53]。据了解，一种抗miRNA-122 的药物米拉维森已经在开展治疗丙型肝炎病毒感染的Ⅱ期实验，并已证实米拉维森能够抑制miRNA-122，预防丙型肝炎[54]。SGLT2抑制剂恩帕格列嗪也显示出一定的潜力，它可以下调miRNA-34a-5p 的表达，并靶向GREM2，从而导致肝星状细胞失活，改善与非酒精性脂肪性肝病相关的纤维化过程[55]。熊去氧胆酸被认为是一种潜在的治疗非酒精性脂肪性肝病的药物，它可以通过降低miRNA-122 的水平来缓解该病的症状[56]。这也意味着miRNA 靶向治疗肝脏疾病仍具有十分重要的研究意义。

综合而言，miRNA 在非酒精性脂肪性肝病的研究中扮演着重要的角色。它们参与调节NAFLD发展的各个阶段，涵盖了脂质代谢、胰岛素抵抗、维生素D 等多个方面。NAFLD 患者的血清和肝脏中存在多种miRNA 的失调，其中一些miRNA 已被证实与NAFLD 的严重程度和病理过程相关。特别是miRNA-122 和miRNA-34a 显示出成为循环标志物的潜力，为NAFLD 的诊断和治疗提供了新的研究方向。然而，在基于miRNA 的治疗方面，目前仍需解决特异性的缺陷。继续深入研究miRNA 在NAFLD 中的作用机制，将为开展相关治疗策略提供有力的科学依据，为解决NAFLD这一全球性健康问题提供新的思路。

4 小结

非酒精性脂肪性肝病作为当前最常见的慢性肝病之一，其发病率逐年上升，已成为全球性健康问题。对于NAFLD 的研究，miRNA 作为一类具有重要调控功能的RNA 分子，在其发病机制和进展中扮演着关键的角色。从调节肝脏脂肪代谢、胰岛素抵抗到影响NAFLD 的发展阶段，miRNA通过多个通路参与其中，呈现出极为复杂的调控网络。特别值得关注的是miRNA-122 和miRNA-34a，它们显示出成为循环标志物的潜力，为NAFLD 的诊断和治疗提供了新的研究方向。此外，其他miRNA 如miRNA-291b-3p、miRNA-125a-5p、miRNA-143 等也在NAFLD 的发展过程中扮演着重要角色，通过调节脂质代谢、胰岛素抵抗等关键生物过程影响着疾病的进展。然而，在基于miRNA 的治疗方面，仍需解决特异性的缺陷，需要进一步深入研究miRNA 的作用机制。同时，研究miRNA 与其他因素（如维生素D、肠道微生物等）的相互作用，对于全面理解NAFLD 的发病机制也具有重要意义。随着对miRNA 与NAFLD关系的深入研究，也为发现新的治疗靶标提供了有力支持。针对特定miRNA 的药物干预或基因治疗策略可能成为治疗NAFLD 的新方向，为患者提供更有效的治疗手段。笔者有望在未来开展更加精准的治疗策略，为解决NAFLD 这一全球性健康问题提供新的思路和方法。希望在不久的将来，能够取得更多关于NAFLD 治疗的突破，使患者能够获得更好的健康状况。