miRNA29調(diào)節(jié)腸黏膜通透性對(duì)改善IBS腹瀉癥狀的研究進(jìn)展

王凱，黃適，謝小玲，何錦軼，覃川峰

(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧 530000；2. 廣西中醫(yī)藥大學(xué)附屬瑞康醫(yī)院，廣西 南寧 530000)

0 引言

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)屬于一種常見(jiàn)但原因尚不明確的功能性胃腸病變，它的臨床表現(xiàn)是以反復(fù)發(fā)作的腹痛，伴排便頻次或糞便性狀的改變?yōu)橹?，此外它還會(huì)造成患者睡眠障礙、精神抑郁或焦慮等胃腸道外癥狀[1]。IBS在全球范圍內(nèi)廣泛存在，在西方國(guó)家發(fā)病率約為9%～20%，在我國(guó)的發(fā)病率達(dá)到12.9%，該病已經(jīng)成為消化科門(mén)診就診的主要疾病之一[2]。IBS 可被分為腹瀉型(diarrhea-predominant IBS，IBS-D)、便秘型( constipation-predominant IBS，IBS-C)、混合型(mixed-type IBS,IBS-M)和不定型(unsubtypedIBS,IBS-U)4種類(lèi)型[3]，其中以IBS-D 最為常見(jiàn)。其發(fā)病機(jī)制迄今尚不完全清楚，現(xiàn)代研究[4]認(rèn)為與腸道動(dòng)力異常、內(nèi)臟感覺(jué)異常、炎癥、感染等多種因素及其相互作用有關(guān)。IBS 的發(fā)病機(jī)制涉及到多個(gè)因素，但腸黏膜通透性的增高越來(lái)越成為關(guān)注的焦點(diǎn)。IBS 患者的腸道中長(zhǎng)期存在輕度的炎癥反應(yīng)和腸黏膜高滲性[5]，腸道短時(shí)間的炎癥反應(yīng)可致敏腸道肌間神經(jīng)，使其在炎癥反應(yīng)消退后仍持續(xù)存在高敏感性，這可能是IBS 患者反復(fù)出現(xiàn)腹痛、腹瀉的原因[6,7]。微小RNA(microRNAs, miRNAs)現(xiàn)已被發(fā)現(xiàn)與多種慢性疾病的發(fā)生、發(fā)展有相關(guān)性，在疾病的炎癥、疼痛、內(nèi)臟高敏感等病理過(guò)程中發(fā)揮了重要作用[8]。IBS 中相關(guān)miRNAs 的異常表達(dá)對(duì)于了解IBS 的發(fā)生發(fā)展具有一定的研究意義，其中miRNA-29 調(diào)節(jié)腸粘膜通透性對(duì)改善IBS 腸道炎癥反應(yīng)的作用機(jī)制越來(lái)越受到關(guān)注，深入探討miRNA-29 對(duì)于IBS 腸道通透性的作用機(jī)制，對(duì)于治療IBS 有重要意義。本文就miRNA-29通過(guò)調(diào)節(jié)腸粘膜通透性參與IBS 腹瀉的作用及關(guān)系作一綜述。

1 miRNA 與IBS

由21-24 個(gè)核苷酸組成的miRNA 是一種非編碼小分子RNA, 它的主要作用是參與基因的轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控。miRNAs基因在轉(zhuǎn)錄后不能被翻譯成蛋白質(zhì)，但可通過(guò)直接作用于靶基因的3‘UTR(3‘非翻譯區(qū))來(lái)調(diào)控眾多靶基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，從而可以調(diào)節(jié)細(xì)胞進(jìn)行增殖、分化和凋亡，參與相關(guān)疾病的病理生理發(fā)展過(guò)程[9]。已有研究發(fā)現(xiàn)miRNA 的異常表達(dá)在功能紊亂性胃腸道疾病中發(fā)揮了重要作用[10-13]。有文獻(xiàn)提出miRNA-29 可以通過(guò)作用于谷氨酰胺合成酶的基因表達(dá)，增加腸粘膜通透性，參與IBS-D 患者的發(fā)病過(guò)程[14,15]，Liao 等[16]發(fā)現(xiàn)miRNA-24 與5-羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)體(SERT)的蛋白表達(dá)存在相關(guān)性，據(jù)此推測(cè)miRNA-24 可能通過(guò)調(diào)節(jié)SERT 的表達(dá)參與IBS 發(fā)病。Zhou 等[17]通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miRNA-199 可以通過(guò)影響瞬態(tài)電壓感受器陽(yáng)離子通道V1(TRPV1)的表達(dá)，作用于IBD-D 患者的病理生理過(guò)程，據(jù)此推測(cè)上調(diào)miRNA-199 可用于治療IBS-D。也有文獻(xiàn)報(bào)道，miRNA-212 可以影響緊密連接蛋白ZO-1 的表達(dá)水平，干擾腸道緊密連接通道，進(jìn)而增高腸道滲透性[18]。其他研究發(fā)現(xiàn)，IBS 可能還與多種miRNA 具有相關(guān)性，例如miRNA-150、miRNA-342、miRNA-126[19,20]。這些研究發(fā)現(xiàn)讓我們意識(shí)到某些特殊的miRNA 是否可以成為今后IBS有效的治療靶點(diǎn)。

2 腸粘膜通透性與IBS

腸黏膜通透性是指腸黏膜上皮容易被某些分子物質(zhì)以簡(jiǎn)單擴(kuò)散的方式通過(guò)的特性。腸黏膜通透性增高是腸黏膜屏障功能受損的早期表現(xiàn)，腸道內(nèi)的細(xì)菌或毒素有可能通過(guò)腸道屏障進(jìn)入血循環(huán)，引起敗血癥或毒血癥，進(jìn)而誘發(fā)多種炎癥介質(zhì)釋放，導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)綜合征[21-23]。良好的腸黏膜通透性是機(jī)體對(duì)攝入的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的保證。IBS 的發(fā)生正是因?yàn)槟c粘膜通透性增高，各種病原體及毒素通過(guò)腸道屏障進(jìn)入體內(nèi)，從而出現(xiàn)一系列消化系統(tǒng)癥狀。腸道通透性升高在導(dǎo)致IBS 發(fā)生的因素中越來(lái)越重要。因此研究腸黏膜通透性增高與IBS 發(fā)病機(jī)制的關(guān)系已成為新的亮點(diǎn)，這為未來(lái)以降低腸黏膜通透性的角度來(lái)預(yù)防治療疾病提供了新的方向。

3 miRNA-29 對(duì)腸粘膜通透性的作用

隨著分子生物學(xué)中對(duì)miRNA 研究的進(jìn)一步發(fā)展，miRNA在IBS 病理生理過(guò)程中的作用日益顯著。其中某些特殊的miRNA 在參與調(diào)控IBS 炎癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。miRNA-29 被認(rèn)為可能是一種有效的翻譯分子，它可能通過(guò)多種靶基因參與IBS 患者腸道通透性的調(diào)節(jié)。

Zhou[24]等人的研究通過(guò)測(cè)量所有納入者的腸道通透性，測(cè)算miRNA 在結(jié)腸組織和血液微囊泡中的表達(dá)情況，分析得出腸粘膜通透性增高的IBS 患者中谷氨酰胺合成酶的表達(dá)下降，其血液微囊泡、小腸組織和結(jié)腸組織中miRNA-29 的表達(dá)顯著增加。谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase gene,GLUL)的3‘UTR 區(qū)域即是miRNA-29 的靶結(jié)合位點(diǎn)。據(jù)此推測(cè)miRNA-29 的表達(dá)可能通過(guò)谷氨酰胺依賴(lài)機(jī)制介導(dǎo)IBS 患者的腸黏膜通透性，證實(shí)了miRNA-29 與GLUL 基因之間的相互作用。Zhou[25]等人的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，NF-KB 抑制因子(NKRF)與Claudin1(CLDN1)的異常表達(dá)可能是誘導(dǎo)腸粘膜通透性增高的關(guān)鍵病理因素，NKRF 是轉(zhuǎn)錄沉默蛋白，是NF-KB 的抑制因子，在體外，NF-KB 蛋白通過(guò)直接的蛋白-蛋白相互作用與純化的NKRF 結(jié)合，并且在細(xì)胞中，NKRF 抑制NF-KB 的基礎(chǔ)活性，這種功能與炎癥和自身免疫疾病有關(guān)。CLDN1 是一種關(guān)鍵的緊密連接蛋白，與調(diào)節(jié)和維持腸道通透性的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路相互作用。目前的研究表明，腸通透性增加的IBS 患者的NKRF 與CLDN1 表達(dá)顯著降低。Zhou 等人通過(guò)敲除小鼠mir-29 的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)miRNA-29 可以靶向NKRF 與CLDN1,以增加腸黏膜通透性。miRNA-29 的過(guò)度表達(dá)會(huì)降低NKRF 和CLDN1，這可能是IBS 患者腸粘膜通透性增高，并出現(xiàn)腸道慢性炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵病因因素。沉默miRNA-29 的表達(dá)可以改善腸粘膜通透性的增高，這為治療腸粘膜通透性增高的IBS 患者提供了新的方向。另有研究發(fā)現(xiàn)水通道蛋白(AQPs)與IBS患者腸粘膜通透性有關(guān)。水通道蛋白是廣泛存在的一類(lèi)膜蛋白，具有轉(zhuǎn)運(yùn)水和其他小分子的功能，其在腸道的異常表達(dá)會(huì)影響腸道內(nèi)水分的吸收，水通道蛋白表達(dá)的降低會(huì)造成其跨細(xì)胞水-液轉(zhuǎn)運(yùn)功能受阻，腸腔內(nèi)水的重吸收嚴(yán)重不足，腸內(nèi)容物含水量會(huì)相對(duì)增加，這也是IBS 患者會(huì)出現(xiàn)腹瀉癥狀的原因。有研究證實(shí)，水通道蛋白1、3、8 與結(jié)腸中的水傳輸密切相關(guān)[26]，IBS-D 中AQP8 表達(dá)減少表明結(jié)腸吸收功能受損，這是導(dǎo)致腹瀉的因素之一。此外，也有研究證實(shí)[27]，AQPs 參與腸粘膜屏障的組成，AQP3 的敲除與腸屏障完整性受損有關(guān)，這影響了腸粘膜通透性，因此認(rèn)為AQPs 的減少會(huì)導(dǎo)致腸粘膜通透性的增加。Chao[28]等人的研究認(rèn)為miRNA-29 通過(guò)降低IBS-D 患者腸粘膜水通道蛋白的表達(dá)，提高了腸上皮細(xì)胞的通透性。通過(guò)測(cè)試腸上皮細(xì)胞的K+和LDH 濃度，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，IBS-D 大鼠的K+濃度降低，LDH 明顯增加，這再次證明IBS-D 大鼠的腸粘膜通透性顯著增加。此外，與IBS-D 透性的對(duì)照組相比，miRNA-29 的消失導(dǎo)致腸粘膜通透性的降低，表明miRNA-29是調(diào)節(jié)腸粘膜通關(guān)鍵因素。此研究為miRNA-29 的高表達(dá)會(huì)增加IBS 患者腸粘膜通透性提供了有力的證據(jù)。

4 展望

IBS 是一種復(fù)雜的功能性病變，包括腹痛、腹瀉/便秘、內(nèi)臟高敏感，通過(guò)以上研究，我們可以發(fā)現(xiàn)miRNA 從基因水平介導(dǎo)了IBS 的病理機(jī)制，而且該介導(dǎo)過(guò)程是復(fù)雜的，例如本文論述的miRNA-29，不但可以通過(guò)多個(gè)靶基因?qū)BS 腸道通透性造成影響，而且其還可能通過(guò)其他功能靶點(diǎn)參與多種炎癥性腸病的病理過(guò)程。因此將miRNA 引入IBS 的病理機(jī)制研究可以更好地了解miRNA 在IBS 發(fā)病中的作用，幫助我們?cè)贗BS 診斷和治療中獲得突破性進(jìn)展。miRNA-29 對(duì)于腸粘膜通透性作用的研究在一定程度上為利用特定mi-RNA 緩解IBS 癥狀提供了思路，沉默miRNA-29 對(duì)于降低腸黏膜通透性，改善IBS 患者腹瀉癥狀，治療IBS 增加了可能。盡管多項(xiàng)研究表明利用特定miRNA 治療IBS 具有很大的可能性，但這也只是我們對(duì)腸道通透性的分子基礎(chǔ)，以及miRNA 在IBS 中作用的初步研究，因此還需要更多、更大的研究數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)。雖然將miRNA 應(yīng)用于臨床仍有很多困難，但是其仍然為診斷及治療IBS 提供了新的研究方向。目前關(guān)于miRNA-29 與IBS 之間關(guān)系的研究，已為我們對(duì)IBS 發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)提供了新的思路，未來(lái)還需要更多的研究為miRNA-29 作為IBS 的潛在治療靶點(diǎn)提供證據(jù)，同時(shí)miRNA-29 的其他功能靶點(diǎn)也需要在IBS 患者中進(jìn)行進(jìn)一步研究。