miRNA在类风湿关节炎中的研究进展

孙华麟综述，叶志中，尹志华审校

(深圳市第四人民医院香蜜湖风湿病分院风湿免疫科广东医学院深圳风湿病研究所，广东深圳518040)

miRNA在类风湿关节炎中的研究进展

孙华麟综述，叶志中*，尹志华审校

(深圳市第四人民医院香蜜湖风湿病分院风湿免疫科广东医学院深圳风湿病研究所，广东深圳518040)

类风湿关节炎的发病机制尚不明确，其发病率随着医学检测手段的提升而有所增高，研究类风湿关节炎的发病机制无论对患者还是医学界都意义重大。本综述着重研究miRNA在类风湿关节炎中的发病机制。

类风湿关节炎；miRNA；发病机制

类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)是最常见的结缔组织病之一，我国初步调查显示发病率为0.32%～0.40%，按调查显示的发病率推断，我国有RA患者400万左右。我们曾对深圳地区进行风湿性疾病的流行病学调查，结果显示RA的患病率为0.44%，而RA的误诊率、早期诊断率和不合理用药率分别为35%、54%和46%[1]。早期、可靠的诊断对于采取适当的治疗控制病情的发展、避免不可逆的关节损伤是十分重要的。miRNA(MicroRNA，微小RNA)是一种长度约为18～25个核苷酸的内源性、非编码单链小分子RNA，广泛存在于多种生物体内，并且具有高度同源性。从1993年首次在线粒体内发现miRNA，到现在已发现15 172种miRNA存在于各种生物体内，存在于人体内的有891种[2]。它可能调控着至少1/3的人类编码蛋白基因。已经有较多研究验证miRNA参与了多个系统疾病的发生发展，包括肿瘤、自身免疫性疾病及心功能不全等，且Mitchell等[3]和Gilad等[4]的检测结果表明血浆中的内源miRNA分子和血清miRNA不仅为各种常见病种和疑难杂症的研究开阔了思路和方向，并且其本身就具有极好的生物标志物的潜力。本综述着重介绍miRNA与类风湿关节炎的最新研究进展。

1 miRNA的形成、成熟及其功能

miRNA被认为是从DNA转录、不被翻译但能调控其他基因表达的分子。在动物体内，miRNA的生成和成熟是一个逐渐变短的过程，这个过程主要有赖于两种被称作Drosha和Dicer的核酸酶Ⅲ的加工过程。首先，细胞核内，在RNA聚合酶Ⅱ的帮助下，相应基因被转录形成一种长链初始miRNA(pri-miRNA)，包含成熟miRNA序列和变化多端的侧翼序列。然后，pri-miRNA被Drosha和它的合作蛋白DGCR8加工成前体miRNA(pre-miRNA)分子，与pri-miRNA不同的是，它大约有70个核苷酸长度，并带有茎环结构。随后，pre-miRNA由特定的核输出蛋白Exportin5/RanGTP识别，并转运至胞浆；在胞浆中，在Dicer的作用下，pre-miRNA进一步被加工成约21个核苷酸长度的双链miRNA分子，其结构与siRNA的结构相似[5]。接着，其中一条单链选择性的与miRNA诱导产生的沉默复合体(RISC)相连，目的是为了与RISC中目标mRNA的3'非翻译区相互补，一旦转录后立即水平降解目标mRNA或抑制其进行翻译[6]；另一条单链则被降解。通常一个基因可以被多个miRNA所调节，同时一个miRNA也可以调节多个mRNA。miRNA表达具有高度的保守性、时序性和组织特异性。一方面，miRNA主要通过影响mRNA的稳定性或者抑制目标mRNA的翻译过程在体内参与多种细胞的增殖、成熟、分化[7]、凋亡[8]和类脂质化合物代谢作用[9]以及器官形成[10]、胚胎发育，从而在生物体内的各种生理过程中起着重要的调控作用；另一方面，还参与人类许多疾病的形成，在肿瘤疾病中，miRNA可以作为抑癌基因，当其表达降低时促进肿瘤发生；可以作为癌基因，当其表达增强时也促进肿瘤的发生，如在侵袭性B细胞白血病中miR-142表达缺失，在Burkitt淋巴瘤中miR-155表达异常增高等；miRNA还与心脏的发育有关，当小鼠失去miR-1-2时，就会改变其心脏的形态，也会影响到其心脏细胞数目的控制，参与研究的小鼠中有半数发生心室穿孔，但目前有关miRNA致病的详细机制尚未完全明确。

2 miRNA与免疫调节

第一个被发现参与了免疫细胞成熟和分化的miRNA是miRNA-181a。Cuesta等[11]的研究证实通过调节p27mRNA的翻译miR-181a可以达到调节髓源细胞成熟分化的目的。Chen等[7]研究发现miR-181a在人体的某些与免疫功能相关的器官和细胞中都有所表达，如胸腺、脾脏、骨髓的前体细胞以及B220+细胞，其中在胸腺中表达最高，在后三者中表达明显偏低；并且，当miR-181a在骨髓干细胞和前体细胞中异常表达时，不仅可以造成B细胞增殖，还使T细胞减少，主要是CD8+T细胞的减少。例如，Liu等[12]的研究证实胸腺前体细胞中高表达的miR-181a可以促进CD4CD8+T细胞的分化。深入研究显示，一方面，miR-181a通过增强T细胞对抗原的敏感性对T细胞起调节作用；另一方面通过靶向针对Bcl-2、CD69及TCR起作用[7，13-14]。这些均说明miR-181a也参与了对T细胞的调节作用。

miR-155、miR-146是免疫系统中研究较多的两种miRNA，现逐一介绍。在最初的研究中，人类B细胞淋巴瘤组织有高表达的miR-155[15]，从正面来证实：在miR-155转基因鼠中，B细胞出现了恶变[16]，这些均提示miR-155可能参与调节了B细胞的增殖和分化；从反面来证实：对于miR-155基因敲除鼠，在B细胞方面，因其原始B细胞数目减少从而导致无法对原始刺激做出正常的免疫应答，虽然其成熟B细胞的数目正常，但仍然出现了免疫缺陷；在T细胞方面，对于抗原的刺激，其体内T细胞分泌IL-2及IFN-γ明显减弱[16]，检测T细胞的表达显示该小鼠Th2细胞因子表达明显升高，表明其体内的T细胞表型趋向于Th2型[17-18]。另有研究已经证实，miR-155对于CD4+Treg细胞的增殖分化是必须的。由此可见，miR-155不仅对B细胞的增殖分化起了重要的调节作用，对T细胞也是如此。

诸多报道指出，miR-146a表达于RA患者滑膜组织的T细胞中；另外，已有研究证实IL-17是RA患者病理损伤的一个重要因子，其在RA患者的滑膜组织中发现，但在OA患者的滑膜组织中并未发现。在Takuya等[19]的研究中，RA患者11名，OA患者10名。患者RA1、RA4的病情属于高活动期，他们的IL-17、miR-146a的表达水平与其他患者相比是比较高的，且他们的IL-17、miR-146a表达水平是相似的。在早期RA患者和高活动期RA患者的外周血单核细胞(PBMC)和滑液组织中，miR-146a和IL-17的表达密切相关。对扩展产生IL-17的T细胞微阵列芯片分析提示包括miR-146a在内的六种miRNA很明显地上调了产生IL-17的T细胞分化过程，用实时定量PCR方法也证实了这一点。本实验的双着色步骤显示miR-146+的细胞与IL-17融合了，因此提示产生IL-17的T细胞可以表达miR-146a，而产生IL-17的细胞来自于CD4+T细胞，他们还发现miR-146最初在CD68+的巨噬细胞中表达，后来也在RA患者滑膜组织的CD3+T细胞和CD79a+B细胞中表达，(miR-146a可以调节产生IL-17的T细胞，而在上述T、B细胞中又证实有miR-146a的表达)，这些均可以证明miR-146a可能间接地调节了T细胞和B细胞在RA中的表达。

3 miRNA与类风湿关节炎

类风湿关节炎(RA)是以侵犯全身关节滑膜为主的慢性自身免疫性疾病，其主要特征为滑膜细胞过度增殖、滑膜细胞激活以及大量血管翳形成，造成骨、软骨侵蚀性破坏，最终导致关节畸形和功能丧失。已有相关研究证实，炎症性细胞因子包括IL-1、IL-17[19]、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)与RA的起病和发展有着密切的关系。抑制上述因子可阻止疾病的进一步发展，抑制关节的进一步损伤，从而达到改善RA患者病情的作用。

2008年Stanczyk等[20]首先利用实时定量PCR方法检测RA患者滑膜组织miR-155和miR-146a是表达上调的，还发现TNF-α、IL-1β等可诱导miR-155的产生，过表达的miR-155可以抑制MMP-3的产生。Kaleb等[6]的实验显示，在PBMC中RA患者miR-146a、miR-155、miR-132、miR-16的含量分别是健康对照组的2.6、1.8、2.0、1.9倍，但miRlet-7a的表达在RA与健康对照组间差异无统计学意义[21]。进一步研究miRNA的表达与RA活动性的关系发现，miR-146和miR-16的高表达与RA的活动性有关，在RA的缓解期miR-146和miR-16低表达，这提示miR-146和miR-16可以作为RA活动性的检测指标。日本学者Nakasa等[22]也用实时定量PCR和原位杂交方法证实了miR-146在RA患者关节滑膜组织中的表达，体外实验发现滑膜纤维细胞在加入TNF-α和IL-1β培养后miR-146明显升高，这说明miR-146a可能与RA中由TNF-α和IL-1β激活的炎症反应过程密切相关。

Nagata等[23]研究显示，与对照组相比，RA模型鼠中的miR-15a的表达水平明显降低，但其靶蛋白Bcl-2蛋白的表达则明显升高，于是将去端肽胶原作为载体，将双链miR-15a注入实验组即RA模型鼠的关节腔内。首先通过荧光检测证实miR-15a在其关节腔的存在，并能被滑膜细胞所摄取以及产生效应；随后检测滑膜细胞凋亡的程度，注入3 d后利用caspase3检测发现，模型鼠近关节腔处滑膜细胞上caspase3的表达增多，而对照组无明显变化，表明注入的miR-15a可以通过诱发滑膜细胞凋亡来治疗RA，这为以miRNA为靶治疗RA提供了一定的参考价值。Nakamachi等[24]利用实时定量PCR检测了156个miRNA在RA患者和骨关节炎(OA)患者滑膜中的表达情况，发现miR-124a在RA中低表达，将miR-124a前体转染到体外培养的RA滑膜细胞中，可以明显抑制细胞的增殖并导致细胞在G1期生长阻滞，提示miR-124a在RA翻译后调控机制中起着重要的作用。

Koichi等[25]的近期研究显示，RA和OA患者其滑液中miR-16、miR-132、miR-146a、miR-223的含量明显低于其血浆含量，且他们的滑液含量与血浆含量并没有明显相关性；RA患者其滑液miR-16、miR-146a、miR-155和miR-223的含量明显高于OA患者。实验还显示血浆miRNA或是滑液miRNA与血浆miRNA相比，包括miR-16和miR-146a，均明显与损失的关节数目和DAS28的评分密切相关。因此得出结论，滑液和血浆miRNA可以作为诊断RA和OA的一种潜在的生物标记，同时也可以作为分析他们的病理损伤的一种工具。

4 展望

综上所述，miRNA与自身免疫性疾病存在着密切的联系，它一方面参与了免疫细胞的增殖分化过程和免疫应答的调节作用，另一方面参与了某些特定的组织损伤过程。虽然对于miRNA与免疫系统之间的作用有了一些初步的认识，但其具体作用机制尚有待进一步深究。随着逐步揭示出这些作用机制，及早找出有早期诊断和治疗价值的分子靶标，不仅为RA等免疫系统疾病的防治提供新策略，而且具有显著的社会和经济意义。

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R593.22

A

1003—6350(2012)08—126—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.08.059

2011-12-19)

国家自然科学基金（编号：81102266）；广东省科技计划项目(编号：2010B031600027)；深圳医学重点建设项目(编号：2005C10)；深圳市科技局资助项目(编号：201002142)

孙华麟(1980—)，女，湖北省宜昌市人，住院医师，在读硕士。

*通讯作者：叶志中。E-mail:yezhizhong@126.com