miRNA-126与消化系统疾病关系的研究进展

miRNA-126与消化系统疾病关系的研究进展

岑俊威曾骏成周宇

【摘要】微小RNA(miRNA)是一群短序列非编码蛋白质的单链小分子RNA。近年来研究发现其广泛参与体内细胞增殖、分化、凋亡和炎症等多种重要生命活动的调控。miRNA-126在多种消化系统疾病中出现异常表达，如炎症性肠病(IBD)、肝炎、结直肠癌等，而这些疾病的病因及发病机制目前尚未完全明确，治疗方法也有限。因此，对miRNA-126的研究可能为消化系统疾病的发病机制阐明和诊疗提供新方向。该文拟对miR-126在消化系统部分疾病中的研究进展进行综述。

【关键词】miRNA-126；消化系统疾病；炎症；肿瘤

作者简介：通讯周宇，医学博士，教授，主任医师，博士研究生导师，博士后合作导师，消化内科学科带头人。现任广东医学院内科学和诊断学教研室主任、广东医学院附属医院大内科、消化内科和消化内镜中心主任。任广东省消化病学会常委和消化内镜学会委员、湛江市消化病学会主任委员和消化内镜学会副主任委员；广东省医师协会消化内科、消化内镜和内科学等分会常委；广东省抗癌协会肿瘤内镜学专业常委。从事消化系统疾病临床诊治近30年，擅长于消化系统常见病、危重病和疑难病的诊治，特别擅长开展消化内镜诊疗技术。近年除开展常规消化内镜诊疗技术外，还开展消化道肿瘤的黏膜切除术(EMR)及黏膜下剥离术(ESD)、经口内镜肌切开术(POEM)、内镜下经食管黏膜下遂道肿物剥除术(STER) 、内镜下胃固有肌层肿物全层摘除穿孔修补术、消化道吻合口狭窄内镜下切开术等内镜治疗技术。主持国家、省厅级科研课题共10多项，其中国家自然科学基金面上项目2项，广东省自然科学基金课题3项，广东省社会发展项目1项，第二负责人参与国家自然科学基金面上项目1项。已发表科研论文50多篇，其中近3年发表SCI论文13篇，以第一作者或通信作者发表的SCI论文11篇。近年主要从事非编码RNA与消化系统疾病的研究工作。重点研究miRNA和LncRNA与炎症性肠病(IBD)和大肠癌的关系。

收稿日期：(2015-07-06)

DOI:10.3969/g.issn.0253-9802.2015.10.002

基金项目：宁波市自然科学基金资助项目(2015A610219)

Research progress on the relationship between miRNA-126 and digestive system diseasesCenJunwei,ZengJuncheng,ZhouYu.DepartmentofGastroenterology,AffiliatedHospitalofGuangdongMedicalUniversity,Zhanjiang524000,China

Correspondingauthor,ZhouYu,E-mail:ahdg2005@126.com

Abstract【】miRNA is a class of small, non-coding RNA molecules with short sequence. Recent studies have demonstrated that miRNA widely participates in regulating multiple vital biological processes, such as cell proliferation, differentiation, apoptosis and inflammation, etc. miRNA-126 is abnormally expressed in a variety of digestive system diseases, such as inflammatory bowel diseases (IBD), hepatitis and colorectal cancer, etc. However, the etiology and pathogenesis of these diseases have not been fully elucidated. Corresponding treatments yield limited efficacy. Therefore, study of miRNA-126 might provide a novel direction for clarifying the pathogenesis, diagnosis and treatment of digestive system diseases. In this review, we summarized the research progress in terms of the function of miRNA-126 in certain digestive system diseases.

【Key words】miRNA-126; Digestive system disease; Inflammation; Tumor

在许多消化系统疾病的发病过程中，有报道存在微小RNA(miRNA)的异常表达，但目前多种疾病的发病机制尚未完全阐明[1-2]。近年越来越多的研究发现，miRNA广泛参与机体的正常生理和病理过程的调控，包括细胞的增殖、生长、分化、凋亡以及肿瘤细胞的侵袭和转移等，并起着重要的调节作用。miRNA-126已被证实参与炎症和肿瘤形成过程[3]。本文主要对miRNA-126与消化系统疾病的关系研究作一综述。

一、 miRNA-126结构与功能

miRNA-126(亦被称为miRNA-126-3p)及其互补的miRNA-126*(被称为miR-126-5p或miR-123)的编码基因位于类表皮生长因子域7基因(EGFL7)的第7个内含子中，是一个长度为22个核苷的非编码蛋白质的单链小分子RNA。成熟的miRNA-126的基因序列为：5′-UCGUACCGUGAGUAAUAAUGCG-3′，能够与RNA介导沉默复合体结合，通过靶mRNA 3′-UTR的miRNA辨别位点，调节靶mRNA的降解或者翻译抑制。

miRNA-126及其母基因EGFL7主要表达于内皮细胞，在血管形成中起重要作用。有研究表明，miRNA-126无自身的启动子，它的转录是随着EGFL7的某一个转录本而进行，而EGFL7有全长(S1)、从EGFL7的第2个内含子开始的转录本(S2)、从EGFL7的第7个外显子开始的转录本(S3)三个转录本，在不同的组织或细胞，表达模式不同，因此miRNA-126的表达也有所差异，和EGFL7的表达模式密切相关。

二、miRNA-126与消化系统非肿瘤性疾病的关系研究

miRNA-126在多种消化系统炎症性疾病中均发现存在异常表达，如炎症性肠病(IBD)、肝炎、肝纤维化和胰腺炎等，且均在其发病机制的调控中起不同的作用。下面将分别探讨一下miRNA-126与消化系统炎症疾病的相互关系。

1. miRNA-126与肠道炎症性疾病的关系

IBD是一种慢性复发性炎症性疾病，目前认为基因、环境、黏膜免疫等因素参与其发病过程，包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)，但从临床症状、基因、基因的表达和免疫学特性等方面均表明CD和UC是两种不同的疾病。Paraskevi等[4]发现，在CD患者血液中，miRNA-126的表达水平是正常对照组的2.84±0.28倍，而正常对照组和UC患者血液相比较，miRNA-126的表达水平是正常组的0.96±0.36倍。这表明CD和UC外周血miRNA-126的表达水平不同。

Feng等[3]报道在活动期UC患者结肠组织中miRNA-126表达显著上调，且miRNA-126可通过调控NF-κB的抑制蛋白IκBα的表达，间接上调NF-κB，从而激活NF-κB通路并参与UC的发生、发展；其研究还发现，与正常组织相比，miRNA-126在UC活动期大肠组织表达上调，在UC缓解期组织和肠易激综合征组织等大肠组织表达无明显变化，提示miRNA-126参与UC炎症活动过程。

也有研究表明，miRNA-126在肠道炎症中扮演着抗炎的作用。在人结肠来源的CCD-18Co细胞通过不同剂量(0～100 μg GAE/ml)的红酒多酚刺激，可减少由脂多糖诱导的炎症因子(如NF-κB、ICAM-1、VCAM-1及PECAM-1)mRNA的表达；同时发现，当红酒多酚的浓度达到最大时，miRNA-126的表达量升高了2.79倍； 应用miRNA-126-antagomir转染至CCD-18Co细胞后发现，随着miRNA-126表达量的下降，NF-κB、ICAM-1、VCAM-1以及PECAM-1 mRNA的表达量均不同程度地上调，而红酒多酚可部分逆转这一现象。结果表明，由红酒提取的多酚所致miRNA-126的上调在结肠来源的CCD-18Co细胞中可能有抗炎作用[5]。Banerjee等[6]在氧化偶氮甲烷的大鼠模型实验中发现，石榴多酚不仅能抑制NF-κB和mTOR mRNA和蛋白质的表达，且在使miRNA-126表达上调的同时抑制miRNA-126的下游靶基因磷酸化的PI3K/AKT和VCAM-1 mRNA及蛋白的表达水平，表明石榴多酚可能部分通过调节miRNA-126调控的通路起着抗炎的作用。

2.miRNA-126与肝炎(乙型和丙型)、肝纤维化的关系

活化的肝星状细胞(HSC)在慢性肝炎、肝纤维化中起重要的作用。miRNA-126在活化的HSC中表达明显降低，恢复miRNA-126的表达可下调I型胶原纤维和平滑肌肌动蛋白的表达。同时miRNA-126过表达可抑制HSC的迁移，并通过与靶基因CRK(一种能促进HSC活化的蛋白)的3′-UTR结合，抑制其翻译或降解，进而影响HSC的活化来调控肝纤维化的发展[8]。Feng等[9]研究发现在HSC系列的LX-2细胞中，miRNA-126可通过结合于NF-κB的抑制基因IκBα的3′-UTR而抑制其翻译或表达，上调NF-κB的表达量而激活NF-κB通路下游的基因TGF-β1和I型胶原纤维的表达，进而调控肝纤维化的发生、发展过程，说明miRNA-126可能通过调控HSC，参与肝纤维化过程。

三、miRNA-126与消化系统常见肿瘤的关系研究

miRNA-126被发现在多种肿瘤中存在异常表达，已有研究报道，在食管癌、胃癌、原发性肝细胞癌、胰腺癌、结肠癌等消化系统常见肿瘤中，miRNA-126的表达水平均有不同程度的降低，且miRNA-126可通过调控多种下游靶基因(如VEGF-A、IRS-1、GOLPH3、DNMT-1、PLK2、PI3KR2、Crk、LRP6、CXCR4、Sox2等)抑制肿瘤的形成、上皮间质转化过程、肿瘤细胞的生长、增殖、侵袭能力、迁移和增加肿瘤细胞的凋亡等，参与肿瘤的发生、发展过程，说明miRNA-126能通过不同的靶基因作用于不同的信号通路，调控多种细胞病理生理活动，可能起抗肿瘤作用。

1. miRNA-126与食管癌的关系

有研究发现，miRNA-126在食管癌组织中表达下调，与其预后不良有关，其机制之一可能通过DNA甲基转移酶1(DNMT1)来实现[10]。DNMT1在ESCC中表达上调，可能通过使EGFL7启动子甲基化，以致miRNA-126的表达量下调，而miRNA-126的过表达能抑制DNMT1的表达或翻译抑制[11]。miRNA-126的异位表达通过表皮生长因子受体AKT信号通路抑制食管鳞状细胞癌(ESCC)细胞的增殖和迁移。另有研究发现，在ESCC组织中，胰岛素受体底物-1(IRS-1)和高尔基体蛋白-3(GOLPH3)表达均上调，且IRS-1与肿瘤细胞的分化有关，GOLPH3则与肿瘤浸润的深度、淋巴结转移和TNM的分期有关[12]。而miRNA-126的过表达能在蛋白水平抑制IRS-1和GOLPH3，从而调控肿瘤细胞的增殖、分化、侵袭和迁移能力，说明miRNA-126与ESCC的发生、发展有关。

2. miRNA-126与胃癌的关系

已有研究报道，miRNA-126在胃癌组织中表达下调。胃癌细胞实验也发现，miRNA-126通过作用于PLK2、 PI3KR2 和 Crk抑制胃癌细胞的生长、增殖、侵袭及促进其凋亡。miRNA-126还可与其靶基因CrkL(属于Crk家族)结合而调控胃癌细胞(SGC-7901, MKN-45, MKN-28和SUN-16)的增殖和肿瘤的生成，进而促进胃癌的发生、发展，且与胃癌体积的大小、局部浸润程度、淋巴结的转移和TNM的分期有关[13]。也有研究表明，miRNA-126通过结合于VEGF-A的3′-UTR而抑制其翻译或表达，还能抑制VEGF-A及其下游基因AKT、mTOR及Erk1/2的表达，恢复miRNA-126表达量能下调微血管密度(MVD)从而影响肿瘤血管的生成及肿瘤细胞的生长[2]。说明miRNA-126可能通过调控多个信号通路参与胃癌的发生、发展过程。

3. miRNA-126与肝细胞癌的关系

miRNA-126在肝细胞癌组织中表达下降，其低表达与肝癌患者肿瘤的复发以及预后不良有关；miRNA-126明显抑制肝细胞癌细胞迁移、侵袭、增殖和集落形成；在体内实验中还发现miRNA-126可抑制肝细胞癌细胞在肺组织内的定植[14]。miRNA-126还能通过调节靶基因Sox2 LRP6和PIK3R2的表达，抑制肝细胞癌细胞的增殖、迁移、侵袭及肿瘤血管的形成，阻滞细胞周期进程，促进肿瘤细胞的凋亡[15]。

4. miRNA-126与结直肠癌的关系

结直肠癌目前在肿瘤相关性死亡中排名第二位。miRNA-126在结直肠癌组织中表达下调，且miRNA-126的表达下调在有肿瘤细胞转移或预后不良的患者中更明显，miRNA-126过表达能抑制结直肠癌细胞的生长、增殖，增加凋亡和抑制其侵袭能力。miRNA-126还可能通过其靶基因IRS1、SLC75A、TOM1、VEGF、CXCR4、AKT/ERK1/2及RhoA/ROCK信号通路调控结直肠癌的发生、发展过程[16-20]。此外，miRNA-126能使结直肠癌细胞对化学治疗药物的敏感性增加[17]。Li等[21]发现miRNA-126可通过靶基因VEGF来调控结直肠癌细胞的多种生命现象，其表达沉默由其母基因EGFL7启动子的甲基化所引起，而通过5-aza-CdR去甲基化处理后，可恢复miRNA-126的表达而降低VEGF的表达。

综上所述，miRNA-126目前被认为是抗肿瘤因子，在消化系统常见肿瘤的发生、发展过程中调控肿瘤细胞的生长、增殖、分化、凋亡、侵袭和转移等多种重要生命现象，并且还与肿瘤患者的预后相关，这说明miRNA-126在未来有可能成为治疗肿瘤性疾病的重要靶点之一。

四、结语

虽然已发现miRNA在多种疾病中存在异常表达，但对miRNA调控疾病的发生、发展的机制研究尚未完善及全面。miRNA与疾病的关系尚未完全清楚，还需进一步研究来阐明。明确miRNA在疾病发生、发展中机制将有助于疾病的早期诊断、早期治疗以及了解患者的预后情况。目前，miRNA-126在消化系统疾病中起抗炎或抑癌作用，但调控miRNA-126表达量变化的内源性和外源性因素目前尚未完全了解，寻找miRNA-126调控因素并探讨其与消化系统疾病的关系，将为未来诊断和治疗消化系统疾病开辟新的途径和治疗靶点。

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(本文编辑：杨江瑜)

综 述

作者单位：315020 宁波，宁波大学医学院附属医院(吴祥，高涛，徐义国，朱伟)；315201 宁波，宁波市康宁医院(周东升，姚琴，张文武)