miRNA 146b在多种疾病中的作用及其机制研究进展

邢子禾，张荣雪，李杨，陈京燕，钱晖

（江苏大学医学院，江苏镇江212013）

miRNA 146b（简称 miR-146b，其人类同源性miRNA也被称为 hs-miR-146b-5p）同 miRNA 146a均是miRNA 146家族中的一员。鼠miR-146b由位于19号染色体19qC3位置的MIRNA146B基因编码，而鼠miR-146a由位于11号染色体的11qA5位置的MIRNA146A基因编码，两者结构差异仅是两个位于3′端的核苷酸，该区域对目标识别的影响较小［1］。因此，miR-146a和 miR-146b可通过靶向性结合同一转录产物达到同样的抑制翻译的目的，并具有相似的调节通路。miR-146b可抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移，miR-146b在甲状腺乳头状癌（thyroid papillary carcinoma，PTC）、乳腺癌、前列腺癌、弥漫性大B细胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma，DLBCL）和胶质瘤中的表达均发生显著变化。此外，miR-146b在小儿中耳炎等感染性疾病，阿尔茨海默病、视网膜黄斑变性等退行性疾病中亦发挥关键影响。本文将对miRNA146b在上述不同疾病中扮演的双重角色及相关作用机制进行综述。

1 miR-146b与肿瘤

miR-146b可能在肿瘤中发挥双重作用。一方面，miR-146b高表达与部分类型肿瘤的侵袭性行为有关；另一方面，其高表达又可抑制一些种类肿瘤的转移。Hurst等［2］将 miR-146a／b定义为“metastamir”，即调节转移的miRNAs，因其参与了如上皮间质转化（epithelial interstitial transformation，EMT）、细胞凋亡和血管生成等过程，而这些均为肿瘤转移级联式反应的关键步骤。

1.1 miR-146b与 PTC

甲状腺癌是常见的内分泌恶性肿瘤，而PTC是最常见的甲状腺癌。对miR-146b在PTC中的作用的研究起步较早。PTC肿瘤组织中miR-146b的表达水平较相邻未受侵袭的正常甲状腺组织升高了11～19倍，而有甲状腺外浸润的 PTC患者和BRAFT1799A突变基因阳性的PTC患者，miR-146b的表达水平更是显著上升［3］。此外，BRAF基因突变PTC侵袭性强的表型较其他表型中的miR-146b表达水平更高［4］。

Hardin等［5］发现，miR-146b在 PTC的 EMT过程中仅一过性表达上调，同时RNA干扰试验证明若miR-146b表达抑制，则肿瘤细胞增殖和侵袭能力随之增强，提示EMT过程初始出现的miR-146b一过性升高可能是细胞尝试抑制EMT的表现。而Geraldo等［6］采用荧光素酶报告基因分析显示，TGF-β细胞因子超家族的细胞内信号转导分子（SMAD4）是miR-146b的一个直接靶基因，且抑制miR-146b后PTC细胞中的SMAD4表达上调，而SMAD4作为将TGF-β信号转导至细胞核内的介质参与调节TGF-β抗增殖信号通路，提示miR-146b可能通过SMAD4抑制PTC细胞的异常增殖。此外，有研究表明miR-146b可抑制表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）和趋化因子受体 4（chemokine receptor 4，CXCR4）的表达，而 EGFR在甲状腺未分化癌中表达上调，CXCR4可提高细胞运动、迁移与侵袭能力，促进基质降解和细胞间黏附及血管生成，在多种高转移性肿瘤中高表达［7］。但尚未发现miR-146b表达水平和预后间有明显的联系［8］。

综上，一方面miR-146b高表达与PTC肿瘤发生相关，另一方面miR-146b抑制PTC侵袭性行为。miR-146b有很大潜力成为PTC诊断及判断PTC分化程度、转移和侵袭能力的分子学标志物。

1.2 miR-146b与乳腺癌

近年来，miR-146b与乳腺癌发病的关系也成为研究热点。研究发现乳腺腺泡祖细胞中的miR-146b表达升高超过72倍，较 miR-146a变化更明显［9］。根据 Garcia等［10-11］的研究，miR-146b在乳腺癌中过表达，且其结合位点同miR-146a一样位于BRCA1突变基因的3′UTR，携带该突变基因的患者对乳腺癌的易感性明显增强。其中，miR-146b在基底样乳腺肿瘤和三阴性（即HER2、ER、PR均阴性）的乳腺肿瘤的上皮细胞株中表达最高，后者往往携带BRCA1突变基因。

Hurst等［12］的研究显示，miR-146b在乳腺癌转移抑制因子1（breast cancermetastasis suppressor 1，BRMS 1）高表达细胞中的表达水平很高，BMRS1通过上调miR-146b进而抑制乳腺癌转移。同时，因为EGFR过表达提示乳腺癌高侵袭力、高转移性及预后不良，而EGFR是miR-146b的一个已知靶点，所以他们进一步实验证明了miR-146b可下调乳腺癌细胞中EGFR的表达，从而参与抑制乳腺癌侵袭性行为。

综上，一方面miR-146b在乳腺癌中高表达，且与乳腺癌恶性程度正相关，另一方面miR-146b参与抑制乳腺癌的转移。

1.3 miR-146b与其他肿瘤

杂交分析实验显示，miR-146b在前列腺癌细胞株中低表达，而在正常前列腺组织中的表达水平较高［13］。在将miR-146b转染到前列腺癌细胞后，前列腺癌细胞增殖、浸润和转移明显减少，提示miR-146b在前列腺癌中具有抑癌作用［14］。

在DLBCL患者尤其是预后差的患者中，miR-146b的表达水平较低，且miR-146b低表达可作为预测DLBCL患者应用CHOP方案治疗后疗效的独立指标［15］。此外，Andrade等［16］还发现 miR-146b综合来看较为适合作为分子标志物应用于临床DLBCL的诊断——其鉴别诊断老年性EB病毒阳性试验显现出65.2%的敏感性，91.4%的特异性，75%的阳性预测率，86.9%的阴性预测率以及曲线下面积（ROC）为 0.8849。总之，miR-146b与 DLBCL的诊断、预后和疗效评估息息相关。

此外，还有许多研究显示 miR-146b在胶质瘤［17-20］、肺癌［21-22］等多种肿瘤中有类似的抑制肿瘤侵袭性行为的作用。

2 miR-146b与炎症相关疾病

早前有研究发现MIR-146A基因敲除小鼠表现出过度的炎症反应［23］，经脂多糖、肿瘤坏死因子（TNF）-α、白细胞介素（IL）-1β作用后，单核细胞中miR-146a和 miR-146b的表达会显著提高［24］，提示miR-146家族可能通过调节细胞因子相关信号通路抑制炎症反应。

2.1 miR-146b与感染性疾病

近年来，在细菌性（如儿童中耳炎［25］、脓毒症［26］等）、病毒性（如 EB病毒感染、病毒性心肌炎［27］等）及其他共10余种感染性疾病中也发现了miR-146b表达的明显变化。下面以脓毒症为例说明。

Pfeiffer等［26］用含 10 ng／mL脂多糖（来源于铜绿假单胞菌）等固定成分的培养基培养人脐带静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）和人末梢单核细胞（human peripheral mononuclear cell，HPMEC）建立体外脓毒症细胞模型（培养4 h后两种细胞内TNF-α，IL-6和IL-8表达均升高），检测到体外脓毒症细胞模型中miR-146b的表达是正常HUVEC和HPMEC细胞的1～1.5倍，抑制其表达后 TNF-α，IL-6，IL-8及热休克蛋白（HSP 10）表达均下调，提示miR-146b可能通过影响脓毒症相关细胞因子及HSP 10促进脓毒症的发生发展。该结论目前尚需进一步采用系统的体内实验或体外动物实验验证。

2.2 miR-146b与退行性疾病

目前已在阿尔兹海默症和老年性视网膜黄斑变性（age-related macular degeneration，AMD）在内的各类退行性疾病中发现miR-146b高表达，且miR-146b高表达与IFN、TNF、IL等炎症介质呈现出不同程度的关联，有望成为新的诊断标志物和药物治疗靶点。如AMD患者的眼部炎症与淋巴细胞、巨噬细胞浸润到眼后室并分泌 IFN-γ、TNF-α、IL-1β等炎症介质有关。这些前炎症细胞因子可触发视网膜色素上皮细胞的炎症反应。失控的炎症反应导致视网膜色素上皮细胞功能丧失可能是AMD和其他视网膜退行性疾病发病的重要因素。Kutty等［28］的研究显示，使用 IFN-γ、TNF-α、IL-1β共同处理人视网膜色素上皮细胞后，细胞中miR-146a和miR-146b的表达分别增加50倍和8倍。且这种变化呈时间依赖性、浓度相关性，miR-146b的反应比miR-146a提前16 h左右。与此同时，将上述细胞分别使用IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IFN-γ+TNF-α、TNF-α+IL-1β、IFN-γ+IL-1β、IFN-γ+TNF-α+IL-1β和空白对照处理，然后检测细胞中miR-146a和miR-146b的表达量，结果显示IL-1β是诱导miR-146a高表达的关键，而miR-146b的表达增加依赖于IFN-γ的存在，提示AMD中miR-146a和miR-146b表达的调控机制有所不同。

3 miR-146b调节机制的研究现状及展望

miR-146b在不同疾病中扮演多重角色，其作用机制错综复杂，得到多数学者相互论证后支持的常见调节信号通路如下。

首先，依据上述 Kutty等［28］的研究结果，IL-1β和TNF-α是通过激活NF-κB信号通路引起视网膜色素上皮细胞中miR-146a的表达增加，而INF-γ则通过激活JAK／STAT信号转导通路上调视网膜色素上皮细胞中miR-146b的表达。已知JAK／STAT信号转导通路是信号转导子和转录激活子（STAT）经非受体酪氨酸激酶（JAK）磷酸化后发生二聚化，然后穿过核膜进入核内调节相关基因的表达。IFN-γ主要通过诱导STAT-1同源二聚体（又称IFN-γ反应因子，简称GAF）形成传导信号。而miR-146-NF-κB负反馈调节环的存在使得miR-146a和miR-146b又可通过下调NF-κB或STAT的活化来抑制细胞因子，从而抑制炎症反应（图1A）。在乳腺癌中亦发现了 STAT3介导的炎性机制［29］。MIR146B是STAT3的一个直接靶基因，STAT活化在正常组织和非转化细胞中诱导miR-146b表达，但在肿瘤细胞中抑制其表达。miR-146b通过抑制NF-κB从而抑制IL-6（IL-6有NF-κB依赖性），最终抑制STAT3的激活。而在肿瘤细胞中STAT3活化又抑制miR-146b的表达，致使miR-146b抑制STAT3激活的过程减弱，即STAT3激活正常进行。而正常活化的STAT3又进一步抑制miR-146b的表达，在肿瘤细胞中建立了一个正反馈回路（图1B）。

图1 miR-146b和JAK／STAT通路

其次，miR-146b还参与了Ras／Raf-MAPK通路和 PI3K／Akt通路（图 2）。正常情况下，Ras／Raf-MAPK信号通路是从Ras蛋白到Raf蛋白（如BRAF蛋白）到丝裂原胞外激酶（MEK）再到胞外信号调节激酶（ERK）层层激活来转导信号，而已知可激活Ras蛋白的EGFR是miR-146b的一个靶点，故预测miR-146b可通过靶向调节EGFR影响MAPK通路，从而调控细胞增殖。而磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）既可以被受体酪氨酸激酶RTK家族（例如EGFR）激活，也可以被活化的RAS蛋白磷酸化，而RAS蛋白本身受RTK激活调控，故可认为RAS是RTK对PI3K激活的另一条支路。miR-146b可以从这两种途径参与到PI3K／Akt通路中，刺激细胞增殖并抑制细胞凋亡。但BRAF致癌基因突变后，不管受miR-146b调节的上游 Ras激酶是否给予激活指令，BRAF突变基因表达的BRAF蛋白一直处于激活状态。且大量研究数据表明PTC中BRAF突变蛋白与miR-146b表达均升高，推测两者在PTC发病机制中可能存在协同作用。

图2 miR-146b与Ras／Raf-MAPK通路和PI3K／Akt通路

此外，不得不提的是FOXP3-miR-146-NF-κB负反馈调节环［30］。

研究显示乳腺癌及前列腺癌中，叉头／翼状螺旋转录因子3（FOXP3）与核转录因子（NF-κB）交互作用后显著诱导miR-146a／b高表达从而抑制肿瘤细胞增殖并增强细胞凋亡［31-32］。功能分析表明FOXP3诱导miR-146表达，miR-146下调 NF-κB的活化，而这一下调过程是通过抑制miR-146的两个靶基因——白介素1受体相关激酶（interleukin-1 receptor associated kinase，IRAK1，涉及 Toll样／IL-1信号通路）和肿瘤坏死因子受体相关因子6（tumor necrosis factor-related receptor 6，TRAF6，参与调节炎症和凋亡的蛋白质家族）的表达实现的［30-32］。染色质免疫沉淀试验显示，FOXP3通过直接与miR-146a的启动子区域结合，诱导miR-146a／b表达，但miR-146b不存在这一结合过程［32］。FOXP3诱导miR-146b表达的具体机制有待进一步研究。

总之，miR-146b在肿瘤及炎症过程中的调节机制错综复杂，除上述所述外还涉及多个信号转导通路［33-35］，目前研究揭示的仅仅为冰山一角，不管是疾病共性的调节机制还是疾病个性的调控途径都有待于进一步的研究。