微RNAs调控p38MAPK信号通路与疾病关系的研究进展

周 巧 综述，马 渝 审校

(1.重庆医科大学附属第一医院重症医学科 400016；2.重庆市急救医疗中心ICU 400014)

微RNAs(microRNAs，miRNAs)是一类由内源基因编码，在组织细胞中特异性表达的非编码单链RNA分子，可参与调控细胞增殖、分化及凋亡等过程。p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)是信号转导过程中主要的信号分子，通过调控细胞内外免疫炎性反应参与疾病发生、发展过程。目前，研究发现miRNAs通过转录后负性调节靶基因的表达，继而调控p38MAPK信号通路参与形成疾病的病理机制[1]。本文就疾病中miRNAs调控p38MAPK信号通路的研究进展作一综述。

1 miRNAs

miRNAs是一类由内源基因编码，长度为21～25个核苷酸的非编码单链RNA分子，由高等真核生物基因组进行编码，miRNAs通过与靶基因的3′非翻译区(3′UTR)结合,使靶基因沉默或降解，起到转录后调节靶基因表达的作用。miRNAs在物种进化中相当保守，在真菌、植物及动物中发现的miRNAs均具有组织细胞特异性和时序性，它们只在特定的组织细胞和发育阶段表达，决定着组织细胞的功能特异性。已经发现了超过2 000种人类的miRNAs，以及超过60%的人类蛋白编码基因接受miRNAs的调控，参与细胞分化、增殖、生长及凋亡等生理功能。研究发现miRNAs在各种不同类型肿瘤组织中均有特异性的表达谱，参与肿瘤潜伏、生长、转移的各个阶段，且在每个阶段都有特异基因的mRNA和蛋白发生变化[2-4]。另有文献报道，miRNAs在糖尿病[5]、冠心病[6]及炎症性肠病(IBD)[7]的发生、发展过程中均伴随相应的改变。由此可见，miRNAs在病理生理机制上与疾病的发生、发展有一定关系，也许会在治疗领域成为一个潜在的新靶点。

2 p38MAPK

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族是非常保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是信号转导过程中主要的信号分子，参与基因表达调控、细胞增殖及凋亡等机制。其中p38MAPK信号通路是MAPK家族中控制炎性反应最重要的成员，它可因生理性应激、脂多糖(LPS)等多种内外界因素而被激活。p38MAPK激活是细胞内磷酸化级联反应的最终步骤,在MAPK激酶(MKK)的作用下于酪氨酸和苏氨酸残基处发生磷酸化而被激活。其中MKK3和MKK6是P38MAPKs的主要激活剂，另外转化生长因子β激活激酶(TAK)亦可以通过激活MKK4，进而激活P38。P38活化后发生核转位，并对许多蛋白激酶和转录因子具有磷酸化和激活的作用。p38MAPK信号通路参与生成和活化多种炎性细胞因子，如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素 (IL)-1及IL-6等，继而调控细胞内外炎性反应[8]。因此，p38MAPK信号通路从细胞信号转导水平上参与炎性反应，有可能揭示许多疾病的病理机制。

3 miRNAs调控p38MAPK信号通路与疾病的关系

目前，只有一小部分miRNAs的生物学功能得到了阐明。这些miRNAs参与了细胞生长、凋亡及组织分化等生理过程，通过对基因组上miRNAs的位点分析，显示其在发育和疾病中起了至关重要的作用。研究发现，miR-33s可通过直接靶向结合p38MAPK的3′UTR来负性调节LPS诱导的炎性反应[9]。另有研究报道，miR-411-5p通过下调靶基因SPRY4，继而激活p38MAPK蛋白磷酸化，从而诱导横纹肌肉瘤细胞的增殖和分化[10]。由此可见，miRNAs不仅可以直接调控p38MAPK信号通路，还可以通过调节下游靶基因来间接调节p38MAPK信号通路，从而参与疾病的发生、发展。

3.1miRNAs与肿瘤 研究发现，miR-125b在神经胶质瘤细胞中表达升高，且随胶质瘤恶性程度增加而表达升高[11]。敲除内源性miR-125b发现，下调的miR-125b可以激活p38MAPK信号通路，从而促进神经胶质瘤细胞的凋亡。另外，FANG等[12]发现，miR-30c在耐药的人类乳腺癌细胞中表达降低。在乳腺癌细胞中转染miR-30c，结果发现miR-30c通过与YWHAZ 3′UTR结合下调该靶基因的表达，抑制p38MAPK信号通路，从而可以降低乳腺癌患者对阿霉素的耐药性。

神经菌毛素1(NRP1)是非酪氨酸激酶受体，为miR-338的下游靶基因，在胃癌的发生、发展过程中有着非常重要的作用。研究发现，miR-338是一种抑癌基因，在胃癌中低表达[13]。在胃癌细胞中转染miR-338，过表达的miR-338可以通过抑制NRP1的表达，导致磷酸化细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)，蛋白激酶B(Akt)及p38MAPK的表达下降，从而抑制胃癌细胞的生长、增殖、侵袭转移及胃癌的上皮间充质转化。另有研究发现，miR-122在肝癌细胞中表达降低[14]。通过在BCLC9细胞中转染miR-122， 可以促进p38MAPK磷酸化及p38蛋白表达增加，导致磷酸化ERK1/2与p38百分比降低，从而抑制肝癌的侵袭转移及减少肝癌的复发。miRNAs在肿瘤方面研究的不断深入将为肿瘤疾病的早期诊断、预防及治疗提供分子靶点。

3.2miRNAs与糖尿病肾病 文献[15]报道，miR-23b在糖尿病肾病中表达明显降低。ASK1是miR-23b的直接靶基因，并受miR-23b的负性调控。下调的miR-23b可以通过调控靶基因ASK1激活高糖诱导的p38MAPK信号通路，在糖尿病肾病的发生、发展过程中起着重要作用。另外ZHAO等[16]发现，miR-23b在糖尿病肾病中表达降低。通过体外转染miR-23b，过表达的miR-23b可以通过负性调控靶基因G3BP2从而降低p38的表达，使炎性因子(TNF-α、IL-1及 IL-6)释放减少，有利于减轻糖尿病肾病的纤维化及蛋白尿。

足细胞凋亡是糖尿病肾病形成的一个至关重要的因素。研究发现，miR-30s在大鼠糖尿病肾病模型中表达降低[17]。下调的miR-30s可以通过促进靶基因Mtdh的表达，从而激活高糖诱导的p38MAPK信号通路，导致足细胞的凋亡与糖尿病肾病的形成。另有研究报道，miR-26a和miR-30c协同调控转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导的肾小管上皮间质转化，从而防止糖尿病肾病持续进展，保护肾功能[18]。其机制可能是miR-26a和miR-30c通过与共同靶基因CTGF的3′UTR结合后，协同抑制TGF-β1诱导的p38MAPK磷酸化。由于近几年对miRNAs的深入了解，在基因水平上阐述了糖尿病肾病的发病机制，可能为其诊断及治疗找到更有效的靶点。

3.3miRNAs与动脉粥样硬化 氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的血管内皮细胞功能受损被认为是动脉粥样硬化形成的重要机制。研究发现，ox-LDL可以诱导血管内皮细胞中miR-21的表达[19]。过表达的miR-21通过激活靶基因PTEN，使p38磷酸化及p38蛋白表达增加，导致血管内皮细胞功能受损，从而参与形成动脉粥样硬化的发生、发展。另外，BAO等[20]发现，miR-590在动脉粥样硬化中表达明显降低。通过体外转染miR-590，过表达的miR-590可以通过抑制LOX-1-ROS-p38MAPK信号通路，从而抑制ox-LDL诱导的血管内皮细胞凋亡，有利于动脉粥样硬化的逆转及恢复。

文献[21]报道，miR-155在动脉粥样硬化模型小鼠及冠心病患者中表达明显增加。过表达的miR-155可以通过调控靶基因MAP3K10从而抑制p38、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、ERK磷酸化的活化，并在一定程度上改善动脉粥样硬化的进展。另外LI等[22]发现，通过转染miR-223可以抑制内皮细胞中细胞黏附分子-1(ICAM-1)的表达，从而阻止动脉粥样硬化的形成。其机制可能是miR-223抑制了p38、JNK及ERK的磷酸化。迄今为止,尚无有效治疗手段可以治愈动脉粥样硬化。未来，miRNAs对于动脉粥样硬化可能是潜在的诊断及治疗靶点。

3.4miRNAs与炎症性疾病 文献[23]报道，循环miRNAs在炎症性疾病中发生特异性改变，且与疾病的发生、发展密切相关，可以作为炎症性疾病的生物标志物。研究发现，miRNAs在类风湿关节炎中发生特异性改变，通过负性调控靶基因(包括ROR2、ABI3BP、SMOC2等)的mRNA和蛋白，继而调控p38MAPK信号通路，导致内在的免疫炎性反应，从而参与类风湿关节炎的发生、发展[24-26]。WANG等[27]对滑膜成纤维细胞转染miR-451，结果发现p38MAPK蛋白表达下降，miR-451通过抑制p38信号通路继而减少滑膜成纤维细胞的增殖和炎性因子(TNF-α、IL-1β及IL-6)的释放，从而有利于类风湿关节炎的逆转及恢复。

IBD是一种病因不明的慢性肠道炎症性疾病。以往研究报道，miRNAs在IBD中发生改变，且与疾病的临床表现型息息相关[28]。研究发现，miR-133a在IBD中表达增加[29]。过表达的miR-133a通过与靶基因UCP2的3′UTR结合，导致下游p38蛋白磷酸化及表达增加，继而激活炎性介质[TNF-α、IL-1β、IL-6及单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)]的释放及过氧化应激反应，从而参与IBD的发生、发展。由于炎症性疾病普遍存在miRNAs的异常改变，使miRNAs成为炎症性疾病诊断、预防及治疗的新靶点。

4 小 结

目前，miRNAs被推荐作为疾病诊断的生物标志物[30-31]。大量研究已经证实miRNAs参与疾病的发生、发展，但是考虑到许多疾病病理机制的复杂性，仍需要更多的大规模临床试验来证实miRNAs作为疾病诊断标志物的可靠性及准确性。此外，尽管已经有文献报道miRNAs调控p38MAPK信号通路参与疾病的发生、发展，但目前相关研究太少，尚缺乏大样本、多中心的研究数据。相信随着越来越多的有关miRNAs在临床方面的研究，miRNAs作为疾病诊断标志物将可能得到更大程度的推广，并且为临床治疗提供新的思路。

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