miR-146a及IL-33与肝纤维化的关系

吴县斌，苏东星

(广西医科大学第三附属医院（南宁市第二人民医院）消化内科，广西 南宁 530031)

0 引言

肝纤维化(Hepatic fibrosis，HF)是由病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、酒精滥用和金属中毒等慢性进行性肝病引起的慢性肝损伤、肝脏中过量的细胞外基质(ECM)的积累导致的常见且重要的病理学改变，是肝硬化和肝细胞癌发生发展的病理基础[1-2]，肝纤维化虽然是可逆的，但如果不终止进展或逆转，就会发展为肝硬化，这是导致死亡和发病的重要原因。到目前为止，唯一有效治疗肝硬化的方法是肝移植，肝移植的可用性和适用性高度限制了肝移植。由于缺乏有效的治疗，肝纤维化仍然是世界范围内的主要健康问题，如果不能消除病因，肝纤维化会发展为肝硬化并最终导致肝衰竭或恶性肿瘤。因此，开发有效的肝纤维化治疗方法对于防止发展为肝硬化至关重要。

1 肝星状细胞在肝纤维中的作用

肝纤维化在一定的阶段经过干预，其进程可逆，因此研究肝纤维化的发生过程中的分子病理机制及分子调节机制，为临床治疗和干预提供靶点，可以有效的避免严重不良预后的发生，但是目前对于肝纤维化的发病过程中分子调控机制依然不是十分明确。在肝纤维化发生过程中，虽然肝星状细胞(hepatic stellate cells，HSCs)仅占肝脏细胞总数的5%-8%，但作为ECM的主要产生者发挥着重要作用[3]。当HSCs活化后即转分化为激活的肌成纤维细胞样细胞，即可出现更多的迁移和增殖、较少的凋亡，a-平滑肌肌动蛋白的高表达、ECM的表达增加了50倍以上[4]。因此，如何抑制或者逆转HSCs细胞的活化是解决肝纤维化的有效策略。

2 微小RNA与肝纤维的关系

微小RNA(miRNA)是一类小分子非编码RNA，长度约为18-26个核苷酸，它可以在转录后通过与靶向信使RNA (RNA)结合，通过抑制mRNA的翻译或直接降解mRNA，从而调控目标蛋白的表达。迄今为止，已经被发现的miRNA的数量已达9000多个，其中与人类相关的miRNA大约有2588种，miRNA在生命活动的多种生理过程中发挥重要调控作用，如细胞分化、增殖、生长调控、调亡和应激反应等[5-6]。miRNA的种子序列在不同物种中高度保守，表其调控在组织和细胞类型特有。单个miRNA具有靶向多个mRNA的潜力，且单个mRNA可被多个miRNA调控。这种独特的作用机制使miRNAs能够调节信号通路中的几组mRNA，这些mRNA可能对不同的细胞过程产生协同影响[7]。在肝纤维化的进程中，许多膜受体信号通路、核受体信号通路和转录因子在HSCs中发生失调；由于其高特异性的上调和下调与肝纤维化相关，众所周知，当多个信号通路触发HSC激活时，会导致严重的肝纤维化[8]。而miRNAs可以在HSC激活时平衡多个生长因子受体信号[9]。miR-21在许多肝脏疾病中过表达，并被认为是几个纤维化疾病模型中活化的HSC中上调最显著的miRNAs之一[10]。例如，miR-21可以通过PTEN/ Akt通路介导肝纤维化过程中的LX-2细胞激活[11]。miR-351可以通过通过靶向VDR诱导HSC激活从而使Col1α1、Col3α1和α-SMA的分泌增加[12]。

3 miR-146a与肝纤维化的关系

miR-146a是miRNA家族中的一员，也是第一个被发现具有免疫调节作用的miRNA[13]。miR-146a定位于人类基因的5号染色体的LOC285628基因的第二个外显子区上，人类成熟的miR-146a的序列为“UGAGAACUGAAUUCCAUGGGUU”，在DNA细胞核中的RNA聚合酶Ⅱ的作用下，转录形成初始miRNA，初始miRNA在RNA酶Ⅲ的作用下，发生结构断裂，形成长约70nt的miRNA前体，出细胞核进入细胞质中，在RNA酶Ⅲ Dicer的作用下，再断裂形成长约22nt，不完全互补的miRNA-miRNA双链，其中一条链结合到其诱导的沉默复合体上，再通过与靶信使RNA 3，URT端的非编码区结合，诱导其转录后调控靶基因表达，发挥其生物学效应，另一条链则降解[14]，miR-146a是天然免疫和获得性免疫的重要调控因子[15]。研究发现miR-146a水平的异常与病毒复制、肝细胞再生、炎症反应，甚至肝细胞癌等肝脏系统疾病的发生密切相关[16-18]。目前众多的研究显示MiR-146a在肝纤维化过程中均发挥重要的作用[19]。Yang等[20]研究表明miR146a/b调节乙型肝炎感染患者肝纤维化向肝硬化的转化；Zou等[21]研究在CCl4处理的大鼠肝脏中发现miR-146a-5p的下调和肠源性内毒素的上调。miR-146a-5p通过抑制HSC中的TGFβ/ Smad和LPS /NF-κB/ Bambi信号传导途径来消除肝纤维化，并提示miR-146a-5p是肝纤维化的潜在治疗靶点。国外有研究表明，miR-146a/b可以通过作用于toll样受体家族、GMCSF、M-CSF等信号通路和分子来调节巨噬细胞的活化，从而影响肝纤维化的发生[22]。虽然目前对于miR-146a与肝纤维化的发生的关系以及被研究证实，但是具体的调控机制依然不十分清楚。目前多个研究显示miR-146a可以通过调控炎性介质发挥生物学作用[23-24]，其中对白细胞介素-33(IL-33)的调控作用可能与肝纤维化的发生具有相关性。

4 IL33与肝纤维化的关系

IL-33是白细胞介素-1(IL-1)家族新成员，IL-1家族的细胞因子，如IL-1α、IL-1β及IL-1Ra，通过诱导细胞因子、趋化因子、一氧化氮合酶、基质金属蛋白酶等效应蛋白的表达，在免疫调节及炎症进程中扮演着重要的角色[25]，而免疫功能紊乱及炎症反应均与肝纤维化的发生密切相关[26]。IL-33是一个新近发现的IL-1家族细胞因子。为了寻找IL-1受体家族的ST2(ST2)受体的配体，Schmitz等[27]对小鼠与人类基因组序列进行生物信息学分析，发现了这种与IL-1及成纤维细胞生长因子有相似序列的细胞因子，经过鉴定其属于IL-1家族，命名为IL-1F11，即IL-33。人类IL-33的基因位于9p24.1区域，其cDNA序列编码由270个氨基酸组成的多肽，IL-33具有双重作用，其受体为ST2，可作为核因子起调节转录作用，又可被分泌到细胞外发挥细胞因子作用。IL-33肽在核小体表面对接由H2A-H2B二聚体形成的酸性口袋，并通过促进核小体-核小体相互作用调节染色质紧密口。核定位、异染色质结合和染色体的靶向有丝分裂均被发现由IL-33 N末端同源域状螺旋-转角-螺旋基序介导[28]。IL-33主要在内皮细胞和上皮细胞中大量表达，当创伤、感染损伤内皮细胞或上皮细胞时激活免疫系统[29-30]，因此IL-33和其受体在保证炎症和组织再生之间的平衡发挥重要作用，而炎症与组织再生又与肝纤维化密切相关。有证据表明，当发生急性和严重肝损伤时，损伤的肝细胞释放IL-33可能成为组织保护机制的激活剂，而在慢性肝损伤的情况下，IL-33起促纤维化的作用[31]。Li等[32]采用了RT-PCR、免疫组化及western blotting等方法证明在肝纤维化小鼠和患者的肝组织中IL-33及ST2mRNA明显升高；另外IL-33的表达趋势与ST2、胶原蛋白的表达趋势相同，而且它们的表达随着纤维化的严重程度加重而增加。Tamar等[33]的研究发现在四氯化碳及硫代乙酰胺诱导的小鼠肝纤维化血清IL-33中表达量明显升高，肝组织中的IL-33mRNA及蛋白表达量也明显升高。Tan等[34]的研究证实IL-33的促肝纤维化作用与肝脏固有先天性淋巴样细胞(ILC2)的活化和扩增有关。目前众多研究显示miR-146a可以通过调控炎症介质而发生生物学作用，Song等[35]研究显示：miR-146a可以通过对白细胞介素-1家族中IL-1β等细胞因子对脓毒症患者发生对抗作用。同时进一步的研究显示miR-146a可以通过调控IL-33发挥生物学作用，Shuguang H等[36]研究对miR-146a预处理减少了支气管肺泡灌洗液中IL-5和IL-13的产生。这些数据表明，miR-146a可能通过下调IL-13表达降低气道高反应性，并通过调控IL-5水平介导哮喘的平滑肌收缩和黏液分泌。

5 结论与展望

总的来说，肝纤维化是严重危害人类健康的疾病，HSCs的活化在肝纤维化过程中发挥了主要的作用，抑制或逆转HSCs的活化是治疗肝纤维化的关键之一。肝纤维化发生过程中miRNA发挥了重要作用，其中miR-146a在目前研究中与肝纤维化关系密切，且与IL-33具有明显的调控关系，但其具体的细化调控机制仍未明确，仍需进一步深入研究探讨其机制。