microRNAs在银屑病发病机制中的研究进展

卜晓琳，张登海

（上海市浦东新区公利医院，上海200135）

生命起源于RNA 世界的学说于1986 年由吉尔伯特（W.Gibert）正式提出后，逐渐被学术界重视，并推动了对具有催化或调节功能RNA 分子的寻找[1]。1993 年，人们在秀丽隐杆线虫发现了第一个具有调控线虫发育的microRNA（miRNA）分子lin-4[2]。2000年，又发现了另一个miRNA 分子let-7。至此，miRNAs 逐渐进入人们的视野，并随之成为学术界新热点。

miRNAs 是一组长度为20～24 nt 内源性非编码的单链小分子。在物种间具有高度保守性。成熟miRNAs 5′-端有一磷酸基团，3′-端为羟基，该结构特点使其与具有其他功能RNA 降解片段以及大多数寡核苷酸形成区别。miRNAs 缺乏一个多聚腺苷酸尾巴，因此不像mRNAs 那样容易降解；有研究表明无论是福尔马林固定，还是石蜡封包，miRNAs 的量无明显差异[3]。因此，miRNAs 可以被稳定和方便地检测到，这也是近年miRNAs 研究得以广泛开展的原因之一。

编码miRNAs 的基因首先转录生成长转录产物，再由polⅡ加工成60～70 nt 的miRNA 前体，并在核内经Drosha 进一步加工成pre-miRNA；然后被运送至胞浆，被Dicer 酶或在胞核被CAF(Dicer 酶的同族物)加工为成熟miRNA。成熟miRNAs 形成沉默复合体，作用于靶mRNAs，剪切后者或抑制其翻译，可调节基因表达。

miRNAs 广泛存在于真核生物中，迄今已发现有15 000 余种。多数miRNAs 还具有较强同源性，来自不同基因簇的RNA 同源性较弱；其表达具有组织特异性和时序特异性。如上所述，其主要在转录后水平参与调控靶基因表达，对细胞生长、增殖、代谢及肿瘤形成等有重要影响。

miRNAs 表达异常与多种疾病有关，如癌症、生长发育异常、心血管疾病等。此外，miRNAs 在自身免疫性疾病，如银屑病、系统性红斑狼疮（SLE）、类风湿性关节炎、多发性硬化症、炎症性肠病以及器官的炎性改变，如动脉粥样硬化、关节炎、过敏性湿疹等病理过程中发挥重要作用[4]。

银屑病是一种由T 细胞介导、以角质形成细胞过度增殖、真皮炎细胞浸润为特征的免疫或炎症介导性疾病。近年来大量研究显示，银屑病存在多种miRNAs 异常，见表1。miRNAs 参与银屑病的发病和进展，与治疗相关，并具有疾病生物标记物价值。

1 miRNAs 对角质形成细胞增殖与分化的调控

角质形成细胞占表皮细胞90%，通过增殖、迁移、分化、脱落的代谢过程，维持正常表皮结构。但是银屑病患者，角质形成细胞增生群是正常的2倍，每天生成的细胞数量是正常的28 倍。表皮更新时间同样大大缩短，正常为52～75 d，银屑病为3～5 d，病理上表现为颗粒层消失和角化不全，临床则表现为大量鳞屑。近年发现，miR-125b、miR-221/2、miR-99a 和miR-424 与银屑病角质形成细胞功能异常有关。

1.1 miR-125b miR-125b 位于11 号染色体，在调节细胞增殖、分化以及凋亡方面起到重要作用，与肿瘤发生、发展有关（如神经母细胞癌、乳腺癌）[5]。miR-125b 在银屑病中低表达，其主要影响的细胞是角质形成细胞。正常人角质形成细胞中miR-125b 过度表达可抑制细胞增殖，诱导细胞分化。在银屑病患者皮损中，miR-125b 表达被抑制，导致角质形成细胞过度增殖。miR-125b 的靶基因是成纤维细胞生长因子受体2 （Fibroblast growth factor receptor 2，FGFR2）。miR-125b 通过对FGFR2 的调节，起到调节角质形成细胞增殖与分化作用。银屑病皮损miR-125b 缺失，导致细胞过度增殖及异常分化[6]。

另有研究显示，在NB-UVB 治疗后，银屑病皮损处miR-21 表达明显降低，miR-125b 表达升高，p63 表达没有明显变化。因此，NB-UVB 治疗银屑病的机制可能与其调节miR-21 及miR-125b 有关[7]。

1.2 miR-221/2 miR-221/2 位于X 染色体p11.3区，与多种癌症发生有关（如乳腺癌、直肠癌、胶质母细胞癌、甲状腺癌）[8]。Zibert 研究显示，银屑病皮损与正常人比较，有42 个miRNAs 上调，5 个miRNAs 下调；而银屑病非皮损与正常人比较无明显变化；其中miR-221/2 呈过表达，由此导致金属蛋 白 酶3 （Metalloproteinase 3，TIMP3） 降 解，而TIMP3 与细胞生长、增殖、凋亡及细胞外基质降解有关。因此，miR-221/2-TIMP3 可能与银屑病发病有关[9]。

1.3 miR-99a miR-99a 位于21 号染色体的21q21.1 区，与卵巢癌、鳞状细胞癌、肝细胞癌、膀胱癌等有关[10]。Lerman 等[11]发现miR-99a 在银屑病中过表达，可诱导角质形成细胞分化。miR-99a 靶基因是胰岛素样生长因子1 受体（Insulin-like growth factor-1 receptor，IGF-1R），与银屑病发病机制有关，miR-99a 过表达可下调IGF-1R 表达。此项研究显示，miR-99a 是角质形成细胞IGF-1R 信号传导通路的一个重要调节物质。

1.4 miR-424 miR-424 位于X 染色体Xq26.3区，与血管生成有关[12]。银屑病患者血清中miR-424水平较正常人下调。miR-424 靶基因是丝裂原活化蛋白激酶1（MEK1）及细胞周期蛋白E1（Cyclin E1），二者在银屑病中表达升高。正常人角质形成细胞中miR-424 的特异性抑制物可引起MEK1 和cyclin E1 表达上调，最终引起细胞增殖。因此miR-424 低表达，MEK1、cyclin E1 高表达参与银屑病发病[13]。

2 miRNAs 对银屑病免疫及炎症反应的调控

目前多认为银屑病是由Th1 细胞主导，其他相关T 细胞及多种炎症因子共同参与的免疫性疾病。近年发现，miR-203、miR-146a、miR-21、miR-31 和miR-1266 与银屑病免疫异常有关。

2.1 miR-203 miR-203 位于14 号染色体的14q32.33 区，与靶基因共同作用参与肿瘤细胞增殖分化、侵袭和凋亡等。miR-203 是被发现的第一个皮肤特异性miRNA[14]，在皮肤组织中优先表达，是角质形成细胞分化的重要调节物，与皮肤疾病密切相关。miR-203 在正常情况下表达于皮肤表皮层，在银屑病皮损中则呈现特异性过表达。其中的机制可能与其抑制SOCS-3 表达，进而持续性激活SATA3 信号通路，导致炎症反应及角质形成细胞异常分化有关[15]。

最新研究显示，IL-8、IL-24 和TNF-α 是miR-203 进行转录后抑制的靶点[16]。miR-203 对细胞因子信号具有微调作用，其可能通过抑制某些关键性促炎症细胞因子，扰乱皮肤正常免疫反应[17]。另有研究显示，具有血管生成作用的miRNAs 在银屑病皮损中表达显著升高，并参与炎症和银屑病皮损的过度增殖[18]。

2.2 miR-146a miR-146a 位于5 号染色体5q34区，与自身免疫性疾病有关。有研究显示miR-146a在银屑病患者皮损及外周血单个核细胞中上调，并且这种上调与IL-17 表达呈正相关。然而miR-146a的靶基因白细胞介素-1 受体相关激酶1（Interleukin-1 receptor-associated kinase 1，IRAK1）在外周血及银屑病皮损中表达降低。因此，一种可能机制是，miR-146a 无法抑制其靶基因IRAK1 表达，最终导致了银屑病皮损炎症持续存在[19]。

表1 miRNAs 与银屑病的相关性

miR-146a 除了在银屑病中高表达外，在自身免疫性疾病如类风湿性关节炎、干燥综合征中亦呈此状态。其机制为，miR-146a 的直接靶点—Fas 表达受到明显抑制。因此，靶向性作用于Fas，有望成为治疗自身免疫性淋巴组织细胞增生症的新策略[20]。

2.3 miR-21 miR-21 位于17 号染色体的17q23.1区，可抑制凋亡，抑制相关抑癌基因，促进肿瘤发生发展，具有癌基因的功能[21]；在多种实体肿瘤，如胶质母细胞瘤肺癌、胃癌、前列腺癌、结肠癌、食管癌、胰腺癌等中高表达。

有研究发现，miR-21 可调节多种免疫细胞，与自身免疫性疾病，如银屑病、1 型糖尿病、多发性硬化、系统性红斑狼疮、干燥综合征有关。虽然miR-21 在这些疾病中具体作用不完全清楚，但针对miR-21 的治疗有望成为新策略[22]。

为了识别由于miR-21 水平增加引起的细胞反应种类，Meisgen 等[23]比较了银屑病患者与正常人表皮细胞及真皮T 细胞中miR-21 表达情况。结果发现，miR-21 在银屑病患者表皮细胞及真皮T 细胞中表达均升高。当miR-21 受到抑制，会引起T 细胞凋亡率的增加。说明，miR-21 有抑制活化T 细胞凋亡的作用。miR-21 过表达可能导致T 细胞诱导的银屑病样皮肤炎症反应。

2.4 miR-31 miR-31 位于9 号染色体的9p21.3区，与食管癌、结肠癌有关。在银屑病中，miR-31 过度表达。有研究发现当miR-31 被特异性抑制后，人角质形成细胞表达IL-1β、趋化因子CXCL1、CXCL5、CXCL8 明显降低。说明干扰miR-31 表达，可以降低角质形成细胞活化血管内皮细胞和吸引白细胞的能力。miR-31 的直接作用靶点是丝氨酸/苏氨酸激酶40（STK40）。其通过作用于STK40，起到调节角质形成细胞丝氨酸/苏氨酸表达的作用。在银屑病表皮中高表达的细胞因子TGF-β1，在体内及体外均上调角质形成细胞内miR-31 表达。而miR-31 抑制剂可能具有治疗银屑病的作用[24]。

2.5 miR-1266 最近有关银屑病是一种Th17 相关性疾病的理论成为研究热点，大量研究显示，银屑病皮损及血清中IL-17 表达升高。因此，Ichihara等[25]假设miRNAs 与IL-17 过度表达的发生机制有关。他们检测银屑病患者血清miR-1266 水平，结果与预期相反，miR-1266 水平并没有像预期结果一样降低，而是明显升高。此外，miR-1266 水平与银屑病面积和严重程度指数（Psoriasis area severity index，PASI）评分及发病体表面积呈现弱的负相关。据此说明，血清miR-1266 可能不是直接调节IL-17表达，其可能是通过调节其他靶分子来介入银屑病发病机制。

3 miRNAs 作为银屑病生物标记物的研究

银屑病发病率较高，病情顽固，能否在疾病早期对其进行及时检测，以及发现与疾病进展、预后相关的生物标记物仍是难题。Hirao 等[26]认为miR-19a 可能是银屑病的生物标记。他们选取18 位银屑病患者和22 位健康人作对照。结果显示银屑病患者皮损毛根部位的miR-19a 水平较正常对照组显著上调。

利用生物制剂治疗银屑病是目前银屑病治疗的突破性进展。Pivarcsi 等[27]发现依那西普治疗后，患者miR-106b，miR-26b，miR-142-3p，miR-223，miR-126 表达明显下调，而甲氨蝶呤组没有明显变化。因此认为，银屑病患者血循环中miRNAs 水平改变，与抗TNF-α 治疗银屑病miRNAs 疗效有关。提示血清miRNAs 水平是一种潜在的生物标记物。

4 展望

miRNA 在细胞内参与多种重要调控作用，miRNA 可以调控多个靶基因表达，而一个基因也可能受到多个miRNA 的调控；miRNA 表达也受到基因的抑制或激活调控。miRNA 与基因错综复杂的相互作用构成了一个复杂的整体调控网络（Regulatory network）。银屑病不是单个miRNA 表达异常的结果，而是由多个miRNA 共同作用导致的。进一步发现银屑病相关miRNA 及mRNA，通过生物信息学方法，构建银屑病miRNA-miRNA 以及miRNAmRNA 相互作用网络，是今后研究的一个方向。通过复杂网络研究，不仅能进一步揭示该病的发生机制，还将为疾病的治疗提供新策略，以及为疾病的早期诊断和预后预测提供有价值的标记物。

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