miRNA29调节肠黏膜通透性对改善IBS腹泻症状的研究进展

王凯，黄适，谢小玲，何锦轶，覃川峰

(1.广西中医药大学，广西 南宁 530000；2. 广西中医药大学附属瑞康医院，广西 南宁 530000)

0 引言

肠易激综合征(irritable bowel syndrome，IBS)属于一种常见但原因尚不明确的功能性胃肠病变，它的临床表现是以反复发作的腹痛，伴排便频次或粪便性状的改变为主，此外它还会造成患者睡眠障碍、精神抑郁或焦虑等胃肠道外症状[1]。IBS在全球范围内广泛存在，在西方国家发病率约为9%～20%，在我国的发病率达到12.9%，该病已经成为消化科门诊就诊的主要疾病之一[2]。IBS 可被分为腹泻型(diarrhea-predominant IBS，IBS-D)、便秘型( constipation-predominant IBS，IBS-C)、混合型(mixed-type IBS,IBS-M)和不定型(unsubtypedIBS,IBS-U)4种类型[3]，其中以IBS-D 最为常见。其发病机制迄今尚不完全清楚，现代研究[4]认为与肠道动力异常、内脏感觉异常、炎症、感染等多种因素及其相互作用有关。IBS 的发病机制涉及到多个因素，但肠黏膜通透性的增高越来越成为关注的焦点。IBS 患者的肠道中长期存在轻度的炎症反应和肠黏膜高渗性[5]，肠道短时间的炎症反应可致敏肠道肌间神经，使其在炎症反应消退后仍持续存在高敏感性，这可能是IBS 患者反复出现腹痛、腹泻的原因[6,7]。微小RNA(microRNAs, miRNAs)现已被发现与多种慢性疾病的发生、发展有相关性，在疾病的炎症、疼痛、内脏高敏感等病理过程中发挥了重要作用[8]。IBS 中相关miRNAs 的异常表达对于了解IBS 的发生发展具有一定的研究意义，其中miRNA-29 调节肠粘膜通透性对改善IBS 肠道炎症反应的作用机制越来越受到关注，深入探讨miRNA-29 对于IBS 肠道通透性的作用机制，对于治疗IBS 有重要意义。本文就miRNA-29通过调节肠粘膜通透性参与IBS 腹泻的作用及关系作一综述。

1 miRNA 与IBS

由21-24 个核苷酸组成的miRNA 是一种非编码小分子RNA, 它的主要作用是参与基因的转录后水平调控。miRNAs基因在转录后不能被翻译成蛋白质，但可通过直接作用于靶基因的3‘UTR(3‘非翻译区)来调控众多靶基因的转录和表达，从而可以调节细胞进行增殖、分化和凋亡，参与相关疾病的病理生理发展过程[9]。已有研究发现miRNA 的异常表达在功能紊乱性胃肠道疾病中发挥了重要作用[10-13]。有文献提出miRNA-29 可以通过作用于谷氨酰胺合成酶的基因表达，增加肠粘膜通透性，参与IBS-D 患者的发病过程[14,15]，Liao 等[16]发现miRNA-24 与5-羟色胺转运体(SERT)的蛋白表达存在相关性，据此推测miRNA-24 可能通过调节SERT 的表达参与IBS 发病。Zhou 等[17]通过动物实验发现，miRNA-199 可以通过影响瞬态电压感受器阳离子通道V1(TRPV1)的表达，作用于IBD-D 患者的病理生理过程，据此推测上调miRNA-199 可用于治疗IBS-D。也有文献报道，miRNA-212 可以影响紧密连接蛋白ZO-1 的表达水平，干扰肠道紧密连接通道，进而增高肠道渗透性[18]。其他研究发现，IBS 可能还与多种miRNA 具有相关性，例如miRNA-150、miRNA-342、miRNA-126[19,20]。这些研究发现让我们意识到某些特殊的miRNA 是否可以成为今后IBS有效的治疗靶点。

2 肠粘膜通透性与IBS

肠黏膜通透性是指肠黏膜上皮容易被某些分子物质以简单扩散的方式通过的特性。肠黏膜通透性增高是肠黏膜屏障功能受损的早期表现，肠道内的细菌或毒素有可能通过肠道屏障进入血循环，引起败血症或毒血症，进而诱发多种炎症介质释放，导致全身炎症反应综合征[21-23]。良好的肠黏膜通透性是机体对摄入的营养物质吸收的保证。IBS 的发生正是因为肠粘膜通透性增高，各种病原体及毒素通过肠道屏障进入体内，从而出现一系列消化系统症状。肠道通透性升高在导致IBS 发生的因素中越来越重要。因此研究肠黏膜通透性增高与IBS 发病机制的关系已成为新的亮点，这为未来以降低肠黏膜通透性的角度来预防治疗疾病提供了新的方向。

3 miRNA-29 对肠粘膜通透性的作用

随着分子生物学中对miRNA 研究的进一步发展，miRNA在IBS 病理生理过程中的作用日益显著。其中某些特殊的miRNA 在参与调控IBS 炎症发生发展过程中的作用也受到了越来越多的关注。miRNA-29 被认为可能是一种有效的翻译分子，它可能通过多种靶基因参与IBS 患者肠道通透性的调节。

Zhou[24]等人的研究通过测量所有纳入者的肠道通透性，测算miRNA 在结肠组织和血液微囊泡中的表达情况，分析得出肠粘膜通透性增高的IBS 患者中谷氨酰胺合成酶的表达下降，其血液微囊泡、小肠组织和结肠组织中miRNA-29 的表达显著增加。谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase gene,GLUL)的3‘UTR 区域即是miRNA-29 的靶结合位点。据此推测miRNA-29 的表达可能通过谷氨酰胺依赖机制介导IBS 患者的肠黏膜通透性，证实了miRNA-29 与GLUL 基因之间的相互作用。Zhou[25]等人的另一项研究发现，NF-KB 抑制因子(NKRF)与Claudin1(CLDN1)的异常表达可能是诱导肠粘膜通透性增高的关键病理因素，NKRF 是转录沉默蛋白，是NF-KB 的抑制因子，在体外，NF-KB 蛋白通过直接的蛋白-蛋白相互作用与纯化的NKRF 结合，并且在细胞中，NKRF 抑制NF-KB 的基础活性，这种功能与炎症和自身免疫疾病有关。CLDN1 是一种关键的紧密连接蛋白，与调节和维持肠道通透性的细胞内信号通路相互作用。目前的研究表明，肠通透性增加的IBS 患者的NKRF 与CLDN1 表达显著降低。Zhou 等人通过敲除小鼠mir-29 的实验，发现miRNA-29 可以靶向NKRF 与CLDN1,以增加肠黏膜通透性。miRNA-29 的过度表达会降低NKRF 和CLDN1，这可能是IBS 患者肠粘膜通透性增高，并出现肠道慢性炎症反应的关键病因因素。沉默miRNA-29 的表达可以改善肠粘膜通透性的增高，这为治疗肠粘膜通透性增高的IBS 患者提供了新的方向。另有研究发现水通道蛋白(AQPs)与IBS患者肠粘膜通透性有关。水通道蛋白是广泛存在的一类膜蛋白，具有转运水和其他小分子的功能，其在肠道的异常表达会影响肠道内水分的吸收，水通道蛋白表达的降低会造成其跨细胞水-液转运功能受阻，肠腔内水的重吸收严重不足，肠内容物含水量会相对增加，这也是IBS 患者会出现腹泻症状的原因。有研究证实，水通道蛋白1、3、8 与结肠中的水传输密切相关[26]，IBS-D 中AQP8 表达减少表明结肠吸收功能受损，这是导致腹泻的因素之一。此外，也有研究证实[27]，AQPs 参与肠粘膜屏障的组成，AQP3 的敲除与肠屏障完整性受损有关，这影响了肠粘膜通透性，因此认为AQPs 的减少会导致肠粘膜通透性的增加。Chao[28]等人的研究认为miRNA-29 通过降低IBS-D 患者肠粘膜水通道蛋白的表达，提高了肠上皮细胞的通透性。通过测试肠上皮细胞的K+和LDH 浓度，发现与对照组相比，IBS-D 大鼠的K+浓度降低，LDH 明显增加，这再次证明IBS-D 大鼠的肠粘膜通透性显著增加。此外，与IBS-D 透性的对照组相比，miRNA-29 的消失导致肠粘膜通透性的降低，表明miRNA-29是调节肠粘膜通关键因素。此研究为miRNA-29 的高表达会增加IBS 患者肠粘膜通透性提供了有力的证据。

4 展望

IBS 是一种复杂的功能性病变，包括腹痛、腹泻/便秘、内脏高敏感，通过以上研究，我们可以发现miRNA 从基因水平介导了IBS 的病理机制，而且该介导过程是复杂的，例如本文论述的miRNA-29，不但可以通过多个靶基因对IBS 肠道通透性造成影响，而且其还可能通过其他功能靶点参与多种炎症性肠病的病理过程。因此将miRNA 引入IBS 的病理机制研究可以更好地了解miRNA 在IBS 发病中的作用，帮助我们在IBS 诊断和治疗中获得突破性进展。miRNA-29 对于肠粘膜通透性作用的研究在一定程度上为利用特定mi-RNA 缓解IBS 症状提供了思路，沉默miRNA-29 对于降低肠黏膜通透性，改善IBS 患者腹泻症状，治疗IBS 增加了可能。尽管多项研究表明利用特定miRNA 治疗IBS 具有很大的可能性，但这也只是我们对肠道通透性的分子基础，以及miRNA 在IBS 中作用的初步研究，因此还需要更多、更大的研究数据来验证假设。虽然将miRNA 应用于临床仍有很多困难，但是其仍然为诊断及治疗IBS 提供了新的研究方向。目前关于miRNA-29 与IBS 之间关系的研究，已为我们对IBS 发病机制的认识提供了新的思路，未来还需要更多的研究为miRNA-29 作为IBS 的潜在治疗靶点提供证据，同时miRNA-29 的其他功能靶点也需要在IBS 患者中进行进一步研究。