microRNA-23a在臨床相關(guān)疾病診斷中的意義*

薛會(huì)紅，邵松軍，田 陽(yáng) 綜述，張湘燕,△，張 程, 審校

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000；2.貴州省人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，貴州 貴陽(yáng) 550002；3.國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)肺臟免疫性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550002)

microRNA是一類內(nèi)源性長(zhǎng)約22個(gè)核苷酸的非編碼RNA分子，普遍存在于真核細(xì)胞生物中，并在人體內(nèi)的胞外環(huán)境里保持一定的穩(wěn)定性，在進(jìn)化中具有高度保守性。microRNA與機(jī)體多種生理功能密切相關(guān)，其能夠與靶mRNA的3′-UTR區(qū)堿基互補(bǔ)配對(duì),使其翻譯受到抑制,在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)，從而在生物過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。這些生理功能包括生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝、細(xì)胞增殖和凋亡等[1]。microRNA是一個(gè)大家族，到目前為止已發(fā)現(xiàn)有上千種類型，而microRNA-23a(miR-23a)作為其中的一員，與臨床上許多常見(jiàn)疾病的發(fā)病機(jī)制有著密切聯(lián)系，而且與疾病的嚴(yán)重程度有一定相關(guān)性，可用于病情評(píng)估。因此，進(jìn)一步深入探究miR-23a作為一種新的治療靶標(biāo)在干預(yù)臨床常見(jiàn)疾病發(fā)生中的作用，具有非常重要的臨床意義。

1 miR-23a的特性

miR-23a作為microRNAs中的一員，分布在脊髓動(dòng)物基因組中，包括2種亞型，即miR-23a和miR-23b。人類miR-23a位于人類基因組的19號(hào)染色體上，并作為miR-23a-27a-24-2簇的一部分被轉(zhuǎn)錄[2]。研究表明，miR-23a通過(guò)依賴半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)及非依賴Caspase途徑發(fā)揮促進(jìn)凋亡的作用，且可以引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激過(guò)程，廣泛地參與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、凋亡等重要的生命過(guò)程。曲建華[3]以小鼠N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶為靶點(diǎn)進(jìn)行microRNA篩選的研究發(fā)現(xiàn)，miR-23a以N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶為靶基因參與了N-糖鏈合成過(guò)程相關(guān)的細(xì)胞代謝，進(jìn)一步證實(shí)miR-23a對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育、分化等過(guò)程起著重要作用。同樣，miR-23a的失調(diào)也在多種人類疾病中被報(bào)道，其參與調(diào)控機(jī)體生理及病理的過(guò)程。miR-23a可能成為多種疾病早期的診斷標(biāo)志物，可在疾病早期診斷和預(yù)防中發(fā)揮重要作用，有望成為今后用于疾病診斷和治療的新興藥理學(xué)類藥物靶點(diǎn)。

2 miR-23a在臨床疾病中的指導(dǎo)意義

2.1腫瘤疾病 在血清和血漿中，循環(huán)microRNA在癌癥中具有特異性表達(dá)，其中，miR-23a在許多相關(guān)性腫瘤疾病中表達(dá)異常。因此，使用miR-23a作為生物標(biāo)志物具有癌癥診斷和治療的潛力，在人類癌癥中起癌基因的作用。

2.1.1神經(jīng)膠質(zhì)瘤 神經(jīng)膠質(zhì)瘤是神經(jīng)組織內(nèi)各種類型的膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生異常突變所形成的惡性腫瘤,臨床迫切需要一種用于診斷和治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的分子靶標(biāo)。miR-23a的異常表達(dá)與神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞密切相關(guān)，與編碼基因一樣重要的miR-23a在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)展中可能起癌基因或抑癌基因的作用。LIAN等[4]在79對(duì)神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織樣品中發(fā)現(xiàn)，miR-23a的表達(dá)水平高于匹配的相鄰組織，通過(guò)抗miR-23a抑制miR-23a可以顯著抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系的增殖，并且在參與神經(jīng)膠質(zhì)瘤發(fā)生中涉及的潛在靶標(biāo)可能與凋亡酶激活因子-1(APAF-1)有關(guān)。APAF-1是參與線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵候選對(duì)象，miR-23a和APAF-1 mRNA 3′-UTR之間有3個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，miR-23a可能直接結(jié)合到APAF-1的3′-UTR區(qū)，使APAF-1成為神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中miR-23a的直接靶基因。而且，miR-23a還與腫瘤的病理分期有關(guān)，Ⅲ、Ⅳ期腫瘤患者miR-23a表達(dá)分別高于Ⅰ、Ⅱ期腫瘤患者，表明miR-23a可能是神經(jīng)膠質(zhì)瘤晚期階段的重要生物標(biāo)志物，是神經(jīng)膠質(zhì)瘤惡性進(jìn)展的關(guān)鍵因素。有研究表明，miR-23a的強(qiáng)制表達(dá)促使一種與腫瘤密切相關(guān)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)現(xiàn)象，即神經(jīng)膠質(zhì)-間質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)記基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP2)，同時(shí)引起MMP9和MMP14表達(dá)增加、E-鈣黏著蛋白水平降低，從而間接影響著膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的發(fā)生，成為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤潛在的分子機(jī)制[5]。miR-23a作為癌基因，可能成為神經(jīng)膠質(zhì)瘤的一種預(yù)后指標(biāo)和治療靶點(diǎn)，后期對(duì)于選擇分子靶向療法至關(guān)重要。

2.1.2淋巴瘤 淋巴瘤是原發(fā)于淋巴結(jié)和結(jié)外淋巴組織的惡性腫瘤，屬于免疫系統(tǒng)的惡性腫瘤，其中EB病毒(EBV)感染被認(rèn)為是重要原因，在感染EBV的細(xì)胞中可檢測(cè)出一些非編碼的microRNAs，分別由病毒右向開(kāi)放閱讀框和右向轉(zhuǎn)錄區(qū)域編碼[6]。張楊[7]利用EBV小鼠誘導(dǎo)出人源性B細(xì)胞淋巴瘤的模型，檢測(cè)EBV誘發(fā)淋巴瘤與相應(yīng)健康人淋巴細(xì)胞在microRNA表達(dá)方面的差異，通過(guò)篩選出29個(gè)差異明顯的人類microRNA發(fā)現(xiàn)，miR-23a是關(guān)鍵因子之一，其在淋巴瘤中的發(fā)生機(jī)制與靶向基因有關(guān)，并在差異人類miR-23a所靶向的基因中共篩選出29個(gè)基因模塊，包括6個(gè)上調(diào)基因模塊和23個(gè)下調(diào)基因模塊。上調(diào)基因模塊如極光激酶A、蛋白激酶B、細(xì)胞分裂周期蛋白6通過(guò)影響細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞周期調(diào)控與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，下調(diào)基因模塊如白細(xì)胞介素(IL)-1B、IL-1A免疫應(yīng)答介導(dǎo)了EBV感染的B細(xì)胞免疫逃避，并減輕局部炎性反應(yīng)和阻滯細(xì)胞DNA修復(fù)等機(jī)制誘導(dǎo)淋巴瘤發(fā)生。miR-23a正是通過(guò)靶向上述不同的基因模塊影響淋巴瘤的發(fā)生機(jī)制。Burkitt淋巴瘤(BL)是非霍奇金淋巴瘤家族的成員。研究發(fā)現(xiàn)，BL兒童血清miR-23a水平顯著上調(diào)，其中miR-23a作為重要調(diào)節(jié)劑通過(guò)不同信號(hào)途徑影響細(xì)胞周期，誘導(dǎo)BL發(fā)生，同時(shí)該標(biāo)記物在兒童BL診斷和預(yù)后方面具有很高靈敏度和特異度[8]。miR-23a作為深入的分子機(jī)制參與淋巴瘤的發(fā)生，有望成為淋巴瘤治療的有效靶標(biāo)。

2.1.3肺癌 肺癌是全球主要的癌癥殺手，目前臨床用于肺癌早期診斷的方法仍存有一定局限性，尤其是對(duì)于一些不典型的肺癌。因此進(jìn)一步研究新型的生物標(biāo)志物尤為重要。既往研究表明，EMT與人類癌癥密切相關(guān)，miR-23a通過(guò)靶向E-鈣黏著蛋白調(diào)節(jié)由轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β/Smad信號(hào)傳導(dǎo)所誘導(dǎo)的EMT，在肺癌發(fā)生機(jī)制中起關(guān)鍵作用[9]。崔勝金等[10]研究非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者腫瘤組織及癌旁組織時(shí)發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者腫瘤組織、血液中miR-23a水平明顯升高，而術(shù)后血液中miR-23a水平明顯受抑制，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，Sprouty同系物2、巨噬細(xì)胞移動(dòng)抑制因可能是microRNA-23a在NSCLC中的潛在作用靶標(biāo)。O′CONNELL等[11]研究發(fā)現(xiàn)，血漿miR-23a可作為NSCLC早期診斷的候選生物標(biāo)志物，其靈敏度和特異度均顯著高于癌胚抗原。HETTA等[12]通過(guò)病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者miR-23a表達(dá)水平顯著上調(diào)，且不同分級(jí)患者血漿miR-23a表達(dá)水平也存在顯著差異，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移肺癌患者miR-23a水平顯著高于無(wú)轉(zhuǎn)移肺癌患者。研究顯示，不同水平的miR-23a給NSCLC患者帶來(lái)的總生存期也不同，miR-23a表達(dá)較高患者的總生存期明顯低于miR-23a表達(dá)較低患者,提示miR-23a在NSCLC中發(fā)揮致癌作用，并且是不良預(yù)后因素指標(biāo)，可能成為肺癌早期檢測(cè)的有用工具[13]。

2.2低氧所致的腎小管間質(zhì)性腎炎(TIN) TIN是一種以腎小管間質(zhì)損害為主要表現(xiàn)的腎臟疾病，可分為急性間質(zhì)性腎炎和慢性間質(zhì)性腎炎。TIN在組織學(xué)上是由腎間質(zhì)中的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)所致，可觸發(fā)間質(zhì)纖維化的發(fā)展，缺氧條件下釋放一系列炎性因子是其發(fā)生的主要誘因。外泌體是指通過(guò)包括microRNA在內(nèi)的各種分子從供體細(xì)胞轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞而參與細(xì)胞間通訊的細(xì)胞外膜囊泡，其能誘發(fā)促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的促炎因子的分泌[14]。研究表明，在缺氧條件下持續(xù)48 h的腎小管上皮細(xì)胞(TECs)外泌體中，miR-23a表達(dá)明顯上調(diào)，其在腎臟中刺激TIN，而miR-23a抑制劑可有效逆轉(zhuǎn)血清肌酐表達(dá)上調(diào)，降低腎小管間質(zhì)中F4/80β巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，從而減輕TECs的損傷[15]。因此，可通過(guò)在miR-23a上尋找分子靶向抑制劑探索有關(guān)腎間質(zhì)炎癥的新穎治療方法。

2.3阿茲海默病(AD) AD是一種與年齡相關(guān)的人類神經(jīng)退行性疾病，盡管多種風(fēng)險(xiǎn)因素與散發(fā)性AD病理生理相關(guān)，其中衰老仍然是最重要的因素。除此之外，在AD發(fā)病機(jī)制中涉及神經(jīng)元信號(hào)網(wǎng)絡(luò)破壞的病理生理狀態(tài)取決于轉(zhuǎn)錄程序和基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后控制，這是2個(gè)最重要的調(diào)節(jié)層[16]。最初人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)microRNA族與相應(yīng)的靶mRNA的3′-UTR區(qū)堿基互補(bǔ)配對(duì),使其翻譯受到抑制,轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)，從而在生物過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，故可推測(cè)miR-23a是否也通過(guò)該機(jī)制參與AD的發(fā)生。近期研究發(fā)現(xiàn)，miR-23a在AD中豐度顯著增加，進(jìn)一步證實(shí)上調(diào)miR-23a表達(dá)有可能與對(duì)應(yīng)的靶mRNA相互作用，參與患病組織中淀粉樣蛋白的生成和清除，促炎性和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)信號(hào)和(或)突觸形成同步化，從而在分子遺傳學(xué)水平上對(duì)AD起重要作用，提示miR-23a在AD診斷治療中可作為一種比較重要的標(biāo)志物[16]。

2.4常見(jiàn)心血管疾病 心血管疾病是全世界病死率最高的疾病之一，迫切需要對(duì)心血管疾病的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行更深入的研究。目前已有許多研究證實(shí)，miR-23a參與各種心臟疾病的病理、生理及心臟組織的修復(fù)和再生，對(duì)心血管疾病的發(fā)生起著不可忽視的作用。

心肌梗死是一種冠狀動(dòng)脈缺血缺氧所引起的心肌壞死，是一種危險(xiǎn)性很高的疾病。microRNA影響細(xì)胞凋亡和壞死的調(diào)節(jié)，這2種機(jī)制對(duì)于急性心肌梗死發(fā)育階段的心室重構(gòu)至關(guān)重要[17]。KEYES等[18]研究發(fā)現(xiàn)，與健康志愿者組相比，急性心肌梗死患者miR-23a表達(dá)增加，其主要通過(guò)靶向第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源物(PTEN)發(fā)生。PTEN對(duì)成年小鼠心臟細(xì)胞生長(zhǎng)和功能的影響的研究表明，敲除PTEN可以抑制由外部壓力引起的肌肉肥大，從而保護(hù)心臟功能[19]。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，miR-23a的過(guò)表達(dá)不僅可引起PTEN下調(diào)，同時(shí)通過(guò)PTEN的下調(diào)繼而抑制Caspase-3、Bax/Bcl-2和p53表達(dá)，從而有效抑制心肌細(xì)胞的凋亡[18]。miR-23a所參與的細(xì)胞凋亡可能是影響心肌梗死發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵性細(xì)胞事件。miR-23a也可以起到介導(dǎo)心臟肥大的作用。有學(xué)者通過(guò)對(duì)乳鼠心肌細(xì)胞進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，miR-23a通過(guò)抑制靶基因溶血磷脂酸受體l從而參與溶血磷脂酸誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞肥大，這在一定程度上導(dǎo)致心肌梗死的發(fā)生[20]。以上研究提示，需重視miR-23a對(duì)心肌梗死的影響，其有可能成為心肌梗死診斷的生物標(biāo)記物，為心肌梗死的診斷和治療提供新視點(diǎn)。另外，心房顫動(dòng)是心臟手術(shù)后最常見(jiàn)的心律不齊，其在分子水平上的基因調(diào)控引起了研究者的極大關(guān)注。目前，在心肌中發(fā)現(xiàn)了一組microRNA,其通過(guò)作用于靶基因而參與心房顫動(dòng)發(fā)生發(fā)展的調(diào)控過(guò)程。有研究對(duì)48例冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，與術(shù)后非心房顫動(dòng)患者相比，術(shù)后新發(fā)心房顫動(dòng)患者循環(huán)miR-23a水平顯著降低，miR-23a預(yù)測(cè)新發(fā)心房顫動(dòng)的受試者工作特征曲線的曲線下面積為0.63(P=0.02)，提示miR-23a可作為預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后心房顫動(dòng)發(fā)生的生物標(biāo)志物，其可能參與了術(shù)后心房顫動(dòng)發(fā)育的基礎(chǔ)生物學(xué)[21]。因此，可在miR-23a方向更進(jìn)一步深入研究，從而尋找針對(duì)心血管疾病更新穎的藥物治療方法。

2.5自身免疫性疾病 microRNA已顯示在介導(dǎo)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控中起關(guān)鍵作用。作為免疫反應(yīng)中眾多基因和途徑的有力調(diào)節(jié)劑，microRNA可通過(guò)調(diào)節(jié)其細(xì)胞和分子靶標(biāo)來(lái)影響炎癥和免疫介導(dǎo)疾病，其中miR-23a簇可抑制體內(nèi)B細(xì)胞發(fā)育，在免疫功能和自身免疫中起重要作用[22]。

沃格特-小柳-原田綜合征(VKH)綜合征是一種多系統(tǒng)性自身免疫性疾病。外周血單核細(xì)胞屬于免疫細(xì)胞的一種，研究顯示，miR-23a在VKH綜合征中具有高拷貝數(shù)，將其個(gè)體通過(guò)刺激外周血單核細(xì)胞后，IL-6水平增加，進(jìn)一步用miR-23a模擬物和抑制劑轉(zhuǎn)染人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞-19(ARPE-19)后，ARPE-19細(xì)胞上清液中IL-6水平增加，提示miR-23a可能通過(guò)上調(diào)炎性細(xì)胞因子(如IL-6)的產(chǎn)生而參與VKH綜合征的發(fā)展[11]。

毒性彌漫性甲狀腺腫(GD)是一種自身抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病，可引起甲狀腺激素過(guò)度生產(chǎn)及隨之而來(lái)的一系列系統(tǒng)性代謝功能障礙。microRNA在包括GD在內(nèi)的自身免疫或自身免疫性疾病的發(fā)展中起著重要作用。HIRATSUKA等[23]使用miScript microRNA聚合酶鏈反應(yīng)陣列來(lái)測(cè)量血清中循環(huán)microRNA水平時(shí)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組比較，頑固性GD患者血清miR-23a-3p表達(dá)下調(diào)。為證實(shí)miR-23a-3p在GD中的具體機(jī)制，ZHANG等[24]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)miR-23a-3p通過(guò)抑制了沉默信息調(diào)節(jié)因子1的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子叉頭蛋白p3(Foxp3)表達(dá)水平和乙?；?，而FOXP3的異常乙?；山閷?dǎo)GD患者的Treg功能缺陷。該機(jī)制為系統(tǒng)性自身免疫反應(yīng)異常的原因之一，可引發(fā)GD。因此，miR-23a不僅在自身免疫性疾病的發(fā)生機(jī)制上有重要的意義，在診斷方面也可能會(huì)成為一種有價(jià)值的血清學(xué)指標(biāo)。

3 小 結(jié)

microRNA是轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因表達(dá)的小型內(nèi)源性RNA，miR-23a是其中一個(gè)亞類。miR-23a是基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，與生活中許多疾病密切相關(guān)，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)有助于臨床常見(jiàn)病的診斷、治療及預(yù)后。目前，miR-23a在各種疾病中的研究正在不斷擴(kuò)大，這為后期開(kāi)發(fā)miR-23a模擬物和抑制劑作為新型的治療劑帶來(lái)希望。