miRNAs對肝纖維化過程中肝星狀細(xì)胞活化、增殖與凋亡影響的研究進(jìn)展

喻雪琴，陳芳，戢敏，陳星，梅怡晗，梅小平

(1川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川南充637000；2首都醫(yī)科大學(xué))

肝纖維化(HF)是各種慢性肝病發(fā)展為肝硬化共有的可逆病理變化過程，其病理特征為肝組織內(nèi)結(jié)締組織異常增生、沉積或降解減少。肝星狀細(xì)胞(HSCs)的激活是HF發(fā)生發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。HSCs是位于肝臟Disse腔的一種間質(zhì)細(xì)胞，是肝細(xì)胞的正常骨架，也是細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)產(chǎn)生的主要來源細(xì)胞。各種炎癥、損傷等因素可誘導(dǎo)HSCs活化、增殖與凋亡，產(chǎn)生的ECM過度沉積或降解減少，從而導(dǎo)致HF的發(fā)生。微小RNA(miRNAs)是一類高度保守的的非編碼小RNA，其異常表達(dá)是導(dǎo)致HF發(fā)生的重要因素之一。miRNAs通過直接或間接調(diào)節(jié)HSCs活化、增殖、凋亡的相關(guān)信號通路，從而調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，發(fā)揮對HF發(fā)生發(fā)展的調(diào)控作用?，F(xiàn)就miRNAs對HSCs活化、增殖與凋亡的調(diào)控作用綜述如下。

1 miRNAs對HSCs活化的調(diào)控

HSCs活化分為原始活化與持續(xù)活化兩個(gè)階段。肝臟受到炎癥或損傷時(shí)，肝細(xì)胞活化，誘導(dǎo)釋放血小板衍生因子(PDGF)、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、表皮生長因子(EGF)等炎性細(xì)胞因子，促進(jìn)HSCs激活。在HSCs持續(xù)活化階段，高表達(dá)的絲裂因子內(nèi)皮素(ET-1)、EGF以及相關(guān)酪蛋白激酶受體水平上調(diào)，誘導(dǎo)和促進(jìn)PDGF自分泌增加，高表達(dá)的PDGF誘導(dǎo)信號通路的下游靶基因ERK/MAPK等激活，促進(jìn)HSCs活化。抑制HSCs活化有助于逆轉(zhuǎn)HF。

1.1 miRNAs對HSCs活化的影響 miRNAs及相關(guān)信號通路參與了HSCs活化的調(diào)節(jié)作用，進(jìn)而對HF的發(fā)生發(fā)展起到促進(jìn)或抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，在HF模型大鼠中，活化的HSCs中有多種miRNAs表達(dá)上調(diào)或下調(diào)，顯示miRNAs表達(dá)水平與HSCs活化密切相關(guān)，推測其中部分miRNAs參與了HSCs的活化作用[1～3]。

Venugopal等[4]報(bào)道，miR-150、miR-194可抑制轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子c-myb、rac-1表達(dá)，阻斷HSCs活化，防止HF發(fā)生；肝硬化患者HSCs中miR-150、miR-194表達(dá)降低。Li等[5]報(bào)道，在大鼠HF模型中，活化的HSCs中miR-34a/c水平明顯上調(diào)，低水平表達(dá)的miR-34a/c能抑制HSCs活化。He等[6]報(bào)道，TGF-β1誘導(dǎo)的HSCs活化過程中miR-146表達(dá)水平降低，但轉(zhuǎn)染或促進(jìn)其miR-146高表達(dá)至活化的HSCs中，HSCs活化受到明顯的抑制。表明調(diào)控miRNAs水平變化對HSCs活化具有調(diào)控作用。

1.2 miRNAs對介導(dǎo)HSCs活化的相關(guān)信號通路的調(diào)控 TGF-β是促進(jìn)HSCs激活的最強(qiáng)細(xì)胞因子之一，其可通過調(diào)控TGF-β/Smad通路活化來抑制HSCs激活，抑制ECM形成和HF發(fā)生。Sun等[7]研究發(fā)現(xiàn)，miR-200水平上調(diào)可顯著抑制其靶基因Keap1，促進(jìn)Nrf2的核遷移與激活，從而抑制TGF-β/Smad信號通路的激活，HSCs活化受到抑制；下調(diào)miR-200a水平可增強(qiáng)TGF-β對HSCs的活化作用，Smad4表達(dá)水平下降，調(diào)控HF發(fā)生。Lakner等[8]報(bào)道，miR-19b可通過對TGF-β1RⅡ/Smad3的靶向調(diào)控來降低膠原纖維水平，進(jìn)而調(diào)控HF的發(fā)生與發(fā)展。

Zhang等[9]研究發(fā)現(xiàn)，miR-29b通過調(diào)節(jié)TGF-β表達(dá)來調(diào)控TGF-β/Smad3信號通路，從而抑制Ⅰ型膠原纖維和α-SMA形成，進(jìn)而抑制ECM形成。孫世波等[10]發(fā)現(xiàn)，miR-200a可通過抑制TGF-β表達(dá)而阻斷TGF-β介導(dǎo)的HSCs活化，對α-SMA表達(dá)具有明顯的抑制作用。Balta等[11]報(bào)道，TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的抑制作用受miR-101調(diào)節(jié)，miR-101可抑制TGF-β表達(dá)，削弱TGF-β信號強(qiáng)度，從而抑制HSCs活化；Smad7可通過抑制Smad2、Smad3磷酸化途徑進(jìn)而抑制TGF-β信號，其中miR-21可下調(diào)Smad7表達(dá)，并增強(qiáng)Smad7對TGF-β信號通路的正性調(diào)控作用，從而促進(jìn)HSCs活化。

miRNAs還可通過調(diào)控細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶-1(Raf/ERK1)、Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(JAK/STAT)等信號通路來促進(jìn)HSCs活化。Wang等[12]報(bào)道，上調(diào)miR-21表達(dá)對HSCs活化有明顯的促進(jìn)作用，下調(diào)miR-21表達(dá)可降低PTEN蛋白水平，從而抑制HSCs的活化作用。Wei等[13]報(bào)道，miR-21可對SPRY2和HNF4α的3′-UTR直接發(fā)揮負(fù)性靶向調(diào)節(jié)作用，從而促進(jìn)ERK1信號通路活化，誘導(dǎo)和促進(jìn)HSCs的活化，調(diào)節(jié)HF的發(fā)生。

2 miRNAs對HSCs增殖的調(diào)控

許多miRNAs對HSCs的增殖具有調(diào)節(jié)作用，如miR-150、miR-194、miR-29、miR-200a等，其中miR-29、miR-200a水平失衡與肝細(xì)胞間隙間的ECM產(chǎn)生與過度沉積關(guān)系密切[4,14]。Yang等[15]用CCl4誘導(dǎo)制作HF大鼠模型，發(fā)現(xiàn)肝組織中miR-200a水平低表達(dá)；上調(diào)miR-200a水平可顯著降低TGF-β水平，阻斷或抑制TGF-β和Wnt/β-catenin信號通路活化，抑制HSCs增殖，阻斷HF發(fā)生。He等[16]報(bào)道，低表達(dá)的miR-146可促進(jìn)TGF-β1對HSCs的活化與增殖作用，高表達(dá)的miR-146可抑制HSCs的活化與增殖。崔敏等[16]報(bào)道，在TGF-β1誘導(dǎo)激活后的HSCs中miR-17呈高表達(dá)，并靶向調(diào)節(jié)Smad7表達(dá)，從而發(fā)揮誘導(dǎo)、促進(jìn)HSCs增殖的作用；下調(diào)miR-146表達(dá)后，活化的HSCs數(shù)量減少，增殖能力下降，HSCs活化與增殖的標(biāo)志物α-SMA表達(dá)水平下調(diào)，表明miR-146、miR-17表達(dá)變化可通過影響Smad7而調(diào)控HSCs的增殖。He等[6]報(bào)道，TGF-1在誘導(dǎo)細(xì)胞活化、增殖過程中會導(dǎo)致miR-146表達(dá)降低，而轉(zhuǎn)染miR-146進(jìn)入活化的HSCs中會使HSCs的增殖受抑制。Qi等[17]報(bào)道，miR-203在肝纖維化組織及TGF-β1誘導(dǎo)的HSCs-T6中表達(dá)均下降，其可起調(diào)節(jié)器的作用來調(diào)節(jié)HSCs增殖；上調(diào)miR-9a-5p可促進(jìn)HSCs的活化、增殖、遷移。

3 miRNAs對HSCs凋亡的調(diào)控

HSCs凋亡是細(xì)胞自然程序性死亡的結(jié)果，其確切機(jī)制目前尚不明確，可能與部分miRNAs表達(dá)失衡或誘導(dǎo)相關(guān)信號通路(如Fas/Fasl、Rho-ROCK)失調(diào)相關(guān)。

3.1 miRNAs對HSCs凋亡的調(diào)節(jié) 誘導(dǎo)活化的HSCs凋亡是阻斷HF發(fā)生的重要手段，HSCs凋亡后會顯著降低ECM的產(chǎn)生與沉積，有利于阻斷和逆轉(zhuǎn)HF的發(fā)生。顏小明等[18,19]報(bào)道，將miR-16、miR-15b轉(zhuǎn)染到活化的HSCs后，線粒體相關(guān)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)下調(diào)，其通過活化Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9作用而致HSCs凋亡；進(jìn)一步將PLV-miR-16轉(zhuǎn)染到活化的HSCs中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞代謝周期發(fā)生紊亂并受到抑制，細(xì)胞凋亡增加，表明miR-16能降低細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)，促進(jìn)活化的HSCs凋亡。Sekiya等[20]報(bào)道，高表達(dá)的miR-195可促進(jìn)其與細(xì)胞周期蛋白3′-UTR的結(jié)合，促進(jìn)活化的HSCs凋亡。Zhang等[21]報(bào)道，miR-29能使細(xì)胞周期蛋白D1水平下調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞代謝周期紊亂，誘導(dǎo)Caspase蛋白和凋亡基因PARP表達(dá)上調(diào)而促進(jìn)HSCs凋亡；miR-21可促進(jìn)靶基因PTEN表達(dá)下調(diào)，從而促進(jìn)HSCs凋亡。實(shí)際上，活化的HSCs本身具有抗凋亡能力，這可能與凋亡抑制蛋白Bcl-2高表達(dá)和凋亡因子Caspase低表達(dá)相關(guān)。

3.2 miRNAs介導(dǎo)信號通路調(diào)控HSCs凋亡 miRNAs對HSCs凋亡及相關(guān)信號通路具有調(diào)節(jié)作用，miRNAs表達(dá)失衡與HSCs活化、HF的發(fā)生關(guān)系密切。miRNAs不僅參與了HSCs的活化過程，也參與了HSCs凋亡發(fā)生的調(diào)控過程。miRNAs通過多種信號通路來調(diào)控HSCs凋亡，如TGF-β/Smad、Caspase、NF-κB等。

NF-κB信號通路具有調(diào)節(jié)miRNAs合成與代謝的作用。NF-κB家族可在與胞質(zhì)中抑制因子家族IκBs融合并在相關(guān)信號因子誘導(dǎo)刺激后促進(jìn)IκB解離，解離后的NF-κB信號通路被激活，激活后的NF-κB入胞核并與DNA結(jié)合參與對靶基因翻譯、轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用。NF-κB還能在抑制miRNAs與靶基因結(jié)合方面發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，但需PI3K/AKT信號通路的協(xié)同而發(fā)揮作用，如miRNAs中的miR-21需受信號通路NF-κB和MAPK/JNK的協(xié)同調(diào)控。

Caspase是以天冬氨酸蛋白水解酶為主體的蛋白質(zhì)，可通過對靶蛋白天冬氨酸殘基后的肽鍵進(jìn)行特異性切割而誘導(dǎo)HSCs凋亡。Singh等[19]報(bào)道，miR-15b、miR-16可下調(diào)Bcl-2表達(dá)并促進(jìn)Caspase-9活化，促進(jìn)活化的HSCs凋亡；miR-16可下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)，抑制HSCs細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡，而miR-21可促進(jìn)Bcl-2表達(dá)，抑制Caspase-9活化，從而抑制HSCs凋亡。提示miRNAs可直接或間接對調(diào)控HSCs凋亡的相關(guān)信號通路發(fā)揮作用。

4 展望

HSCs活化、增殖及凋亡是HF發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，miRNAs對HSCs活化、增殖、凋亡及其相關(guān)信號通路的調(diào)節(jié)發(fā)揮作用，miRNAs的多肽譜可直接或間接對其一種或多種信號通路發(fā)揮調(diào)控作用。對miRNAs調(diào)控HSCs生物學(xué)功能和生物學(xué)行為的研究證實(shí)，miRNAs的部分表達(dá)譜能對HSCs激活、增殖以及凋亡發(fā)揮靶向調(diào)控作用，從而促進(jìn)或抑制HF發(fā)生發(fā)展。目前已建立了體外人工合成miRNAs的方法和體系，并成功生產(chǎn)出抗TGF-β的miRNAs，實(shí)現(xiàn)體外抗HF進(jìn)程。調(diào)控miRNAs表達(dá)將對調(diào)控HSCs激活、增殖及凋亡方面發(fā)揮作用，也可能成為HF預(yù)警、診斷、治療及預(yù)后評估的生物標(biāo)志物之一。