miR-150 与肺部疾病关系的研究进展

蔡 茜 陈思睿 朱应群

1.湖南省长沙市第三医院呼吸与危重症医学科，湖南长沙 410015；2.湖南省长沙市第三医院急症医学科，湖南长沙 410015

微RNA（microRNA，miRNA）为近些年生物标志物领域的研究热点之一。它是一类广泛存在于真核细胞中、长度为21～25 个核苷酸、高度保守进化的内源性非编码单链小分子RNA，几乎存在于全部生物体中。其中，存在于人体中的miRNA 超过2500 个，虽然只占人类基因的2%，却有约1/3 的mRNA 受其调控[1]。研究表明，miRNA 通过和靶基因mRNA 的3’UTR端结合形成完全或不完全互补，通过翻译抑制或切割裂解的方式在转录和翻译层面负向调控基因的表达，进而影响机体稳态和疾病中各类细胞的变化过程[2-3]。已有研究证实，miRNA 参与调节了细胞的增殖、分化、迁徙、凋亡以及血管增生等过程[4]。miR-150 在节肢动物、线虫纲动物及哺乳动物中广泛存在，是高度保守的miRNA 家族中的一员。miRNABase 及PubMed数据库资料中显示，hsa-miR-150 定位于19q13.33，共22 个核苷酸序列[5]。miR-150 作为miRNA家族中的一员，目前已在各领域取得一些成果，可以在循环血中检测到。研究表明，miR-150 通过转化生长因子-βⅡ型受体（transforming growth factor beta receptorⅡ，TGFBRⅡ）调控上皮内淋巴细胞的分化[6]，并能通过靶向抑制程序性细胞死亡蛋白4（programmed cell death 4，PDCD4）来促进细胞迁移，侵袭和增殖等[7]。本文将针对miR-150 与肺部疾病的关系及研究进展进行综述。

1 miR-150 与肺癌

肺癌是最常见的恶性肿瘤，在全球癌症相关死因中位居第一[8-9]。目前主要研究的是miR-150 与非小细胞肺癌（non-small-cell lung carcinoma，NSCLC）的关系。研究发现，miR-150 在NSCLC 细胞中出现显著上调，作为致癌基因在肺癌的发生发展中发挥重要作用。通过抑制miR-150-5p 可抑制肿瘤细胞生长，下调miR-150 的表达可导致丝氨酸激酶（serine kinase，AKT）信号通路失活，从而抑制NSCLC 细胞的活性和肿瘤细胞的移动迁徙性[10]。抑癌基因肝激酶B1（liver kinase B1，LKB1）是位于19p13.3 的一段基因片段，基因全长23 kb，主要编码丝/苏氨酸蛋白激酶。LKB1在NSCLC 细胞的增殖调控中发挥着重要的作用[11]。研究发现，miR-150-5p 靶向LKB1 的细胞信号网络，LKB1 的过表达可减轻miR-150-5p 的促瘤功能，表明miR-150-5p 在NSCLC 中可能通过抑制抑癌基因LKB1 而促进肺癌[12]。以上研究均表明，miR-150-5p能促进肿瘤细胞的增殖和迁移，减少细胞凋亡。miR-150 还参与了肺腺癌中表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（epidermal growth factor receptor tyrosine kinases inhibitor，EGFR-TKI）耐药[13]。在NSCLC 组织中miR-150 过表达具有预后价值，NSCLC 患者血清中miR-150 水平明显高于非癌组织，且与临床TNM 分期、淋巴结转移、远处转移等密切相关，miR-150 高表达患者的生存率明显低于其余患者[14]。以上研究均表明，miR-150 在NSCLC 中表达上调，有促进肿瘤的作用，并与肿瘤的耐药、转移呈正相关，与患者生存率呈负相关。

2 miR-150 与急性肺损伤

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是一种严重的短时间内发生的弥漫性肺损伤，表现为急性发作的顽固性低氧血症和呼吸窘迫，严重时常导致死亡，常由于严重的感染、创伤、休克等因素所导致。严重的炎症反应可导致细胞凋亡、坏死和纤维化。脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是革兰氏阴性菌细胞壁外壁的组成成分，为一种内毒素，与感染导致肺部损伤高度相关。在ARDS 患者和经LPS处理的人肺微血管内皮细胞（human pulmonary microvascular endothelial cell，HPMEC）中，miR-150-5p 表达下调。过表达miR-150-5p 可抑制HPMEC 凋亡，降低HPMEC 中促炎细胞因子（白细胞介素-6、白细胞介素-1β 和肿瘤坏死因子α）的表达，从而减轻肺损伤[15-16]，有保护氧化应激后肺上皮细胞的作用[17]。进一步的研究表明[18]，miR-150 通过直接靶向AKT3 表达或调节核因子（nuclear factor，NF）-κB 通路，缓解经LPS 诱导的急性肺损伤，这可能是治疗ARDS 的一种有前景的治疗策略。

脓毒症和ARDS 的一个重要特征是血管通透性的增加。血管生成素（angiogenin-2，Ang-2）导致血管通透性增加，过量的Ang-2 生成与这些疾病的患者死亡率相关。miR-150 作为一种新型的Ang-2 可生成抑制因子[19]，在解决脓毒症导致的血管损伤和降低死亡率方面发挥关键作用。在与野生型小鼠的对比研究中[19]，miR-150 基因敲除小鼠在发生败血症后迅速死亡。在LPS 诱导的野生型内皮细胞和小鼠肺损伤期间Ang-2 仅短暂升高，而在miR-150 缺失的内皮细胞及小鼠体内，Ang-2 水平持续升高，从而导致血管通透性不可逆转的增加。并且，通过向野生型小鼠血管注射化学合成的miR-150 模拟物上调miR-150 的表达，能够降低Ang-2 水平，降低小鼠脓毒症的死亡率。在多个临床研究中发现[20-22]，ARDS 患者的急性生理与慢性健康状况评分Ⅱ和血清miR-150 表达水平呈负相关，miR-150 表达水平在ARDS 患者的血清中显著降低，并且与疾病严重程度和ARDS 28 d 生存率呈负相关。以上研究均表明，miR-150 在急性肺损伤及脓毒症中起到保护作用。

3 miR-150 与肺动脉高压

肺动脉高压（pulmonary hypertension，PH）是由多种已知或未知原因引起的肺动脉压力异常升高的病理生理状态。它的出现，往往提示疾病进展、病情恶化、死亡风险加大。PH 是以肺动脉平滑肌细胞（pulmonary artery smooth muscle cell，PASMC）不受控制的细胞增殖为特征的快速进展的血管疾病，严重时可发生右心功能衰竭，最终导致死亡。研究证明[23-24]，miRNAs 参与调控肺血管的重构及血管生成，并参与低氧性PH 的形成和发展。通过临床研究和动物实验发现[25]，特发性PH 患者的血管内皮细胞miR-150 的水平降低，并可作为患者生存的独立预测因子。进一步研究发现内皮靶向miR-150 在缺氧小鼠中可预防疾病，而敲除miR-150 可促进小鼠发生缺氧性PH。该研究表明miR-150 可降低促凋亡、促炎症和促纤维化基因的表达，从而降低PH。

缺氧诱导因子1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）是具有螺旋-环-螺旋结构的转录因子，可激活那些编码参与低氧稳态反应蛋白质的基因，也可以调控细胞对氧气的感知和调控。Chen 等[26]研究发现，miR-150 在缺氧处理的PASMCs 中下调，上调miR-150表达能减弱缺氧处理的PASMC 的增殖和迁移。该研究以荧光素酶报告基因实验证实miR-150 可直接调控HIF-1α 的表达，过表达HIF-1α 后，miR-150 对PASMC增殖和迁移能力的抑制作用减弱。说明miR-150 可能通过下调HIF-1α 来抑制PASMC 的过度增殖和迁移。循环血miR-150 表达水平还与PH 患者的生存率相关[27]，miR-150 水平越低，PH 患者的2 年生存率越低。以上的研究结果均表明，miR-150 对于PH 的发生、发展起到负向调控的作用，miR-150 可能通过抑制PASMCs 的增殖和迁移等机制，起到降低PH 的作用。

4 miR-150 与其他肺部疾病

Xue 等[28]通过建立香烟烟雾（cigarette smoke，CS）相关的慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）小鼠模型，发现与正常空气中的对照小鼠比较，在CS 相关COPD 小鼠的肺部miR-150 出现显著下调。上调miR-150 的表达后，CS 相关COPD小鼠肺泡灌洗液的中性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞分类计数减少，白细胞介素-6、肿瘤坏死因子α 和白细胞介素-8 等促炎症因子的表达和NF-κB 转录活性受到抑制。研究表明miR-150 在COPD 中表达下调，其可能影响肺部促炎症因子表达及气道上皮细胞增殖，进而促进COPD 的发生、发展。在COPD 发生、发展中，miR-150 起到负向调控作用。

肺癌、肺结核等多种肺部及全身疾病均可合并胸腔积液。Wang 等[29]通过高通量测序和qRT-PCR 研究肺腺癌、结核和其他良性病变胸腔积液中的miRNA，发现在3 组胸腔积液中有171 个差异表达的miRNA，并通过qRT-PCR 验证后发现有11 个显著差异性表达的miRNA。其中3 个miRNAs，包括miR-148a-3p、miR-451a 和miR-150-5p，在结核性和其他良性病变胸腔积液中差异表达。这些不同的miRNA 表达谱可能有希望作为鉴别诊断胸腔积液的生物标志物，但需要更大样本量的进一步验证。Kishore 等[30]发现，在结节病患者中，肺泡灌洗液中miR-150 值越高，肺活量及第一秒用力呼气量与用力肺活量比值越低。该研究表明miR-150 与肺通气功能呈负相关，肺泡灌洗液中miR-150 越低，结节病患者的肺通气功能越好。

现在关于miRNA 的相关研究仍然为近年来的研究热点，在发病机制、诊断和预后的判断方面，miRNA起到了一定的作用。miR-150 的研究主要集中在肺癌、急性肺损伤等方面。在PH、COPD 等领域的研究有待进一步深入开展。目前研究发现，在非小细胞肺癌中，miR-150 有促进肿瘤生长、转移、耐药等正向调控作用，而在其他肺部疾病发生中，miR-150 则有负向调控作用。相信随着miR-150 调控机制研究的进一步开展，可以为呼吸系统疾病的诊治提供新的方法，为靶向药物的研发提供新的思路。