miRNA在银屑病发病机制及治疗作用中的研究进展

谢 治(综述)， 李丽丽(审校)

银屑病是一种常见的T细胞介导的炎症性皮肤病。全世界银屑病患病率为2%～3%[1]。银屑病的免疫学特征是角质形成细胞的异常增殖和分化，以及淋巴细胞和中性粒细胞浸润，其中T细胞、树突状细胞和部分炎性细胞因子[包括肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)和白细胞介素(interleukin，IL)-1、IL-17和IL-22等]起主导作用[1]。除了免疫因素外，银屑病已被证实具有遗传易感性，且易受环境因素的影响。微小RNA(microRNA，miRNA)是一种小的非编码RNA分子，在细胞内发挥RNA沉默和基因表达的转录后调控。在银屑病病程中，miRNA在调节角质形成细胞过度增殖、分化、凋亡和非典型免疫激活中的关键作用已有广泛共识，具有治疗潜力[2]。因此，本文就miRNA在银屑病发病机制及治疗作用中的研究进展进行综述。

1 miRNA的作用及与免疫系统的关系

miRNA通过与靶信使RNA的特异互补结合在转录后水平抑制或降解基因表达，从而在各种生理过程中发挥重要的调节作用[2]。据推测，33%的人类基因受miRNA调控，目前已经确定2 000多个人类miRNA，通过调控不同的表达模式在发育、分化、器官发生、干细胞和种系增殖、生长控制和细胞凋亡中发挥作用[3]。miRNA是参与细胞功能调节的重要分子。其作用机制完全基于靶向作用于翻译抑制的同源信使RNA，同时已发现未翻译的信使RNA的3′末端具有miRNA结合位点，这可能是翻译抑制机制的关键[4]。有研究证明了miRNA在生理和病理过程中的许多关键调节作用，包括代谢、分化、炎症、癌症和免疫等方面[5]。活化的CD4+T辅助细胞(Th细胞)是免疫反应的关键介质，被募集到外周免疫系统以介导适应性免疫反应。Th细胞活化和分化的失调与炎症疾病有关。根据细胞因子产生和转录因子表达活化的不同，Th细胞分为功能不同的亚群(Th1、Th2、Th17、Foxp3+T调节细胞、T滤泡辅助细胞、Th9和Th22细胞等)，其中Th17细胞对于免疫系统的调节功能尤为重要。在生理条件下，Th17细胞聚集在肠道、皮肤和肺的黏膜表面，发挥保护性免疫功能。目前已知Th17细胞涉及几乎所有的自身免疫及免疫相关性疾病，包括多发性硬化症、类风湿性关节炎、炎症性肠病、系统性红斑狼疮和银屑病等[6]。miRNA生物合成产生的干扰或特定miRNA的缺失会导致一系列疾病状态，例如CD4+T细胞中的整体miRNA缺失导致Th17细胞产生的IL-17减少，研究表明存在特异性调节IL-17表达的miRNA[7]。另有研究发现，miRNA-221和miRNA-222作为IL-23下游的负反馈调节因子调节肠道炎症Th17细胞反应，以限制促炎反应的程度[8]。这些研究表明miRNA在免疫系统的发育和调节中发挥着重要作用。

2 miRNA与银屑病

银屑病病因尚未完全明确，目前研究认为是由遗传及环境因素通过复杂的相互作用所引起。免疫因素在银屑病的发病机制中起着重要作用，如银屑病患者血液和皮损中Th17和Th1细胞数量升高，与疾病活动度呈正相关。全基因组分析研究已经确定了多个与银屑病相关的染色体位点[9]。然而，全基因组关联研究却发现大多数信号都存在于人类基因组的非编码区[10]。最近研究表明，miRNA在银屑病发病机制中起重要作用，其主要在翻译水平上调节免疫反应[11]。银屑病发病与角质细胞过度增殖及角质细胞与T淋巴细胞之间相互作用受损有关。大量研究结果表明，多种miRNA在银屑病皮损和血浆中表达失调[12]，这些分子可能参与了银屑病的发病机制。因此，miRNA有可能成为银屑病治疗的重要靶点。

2.1银屑病中上调的miRNA

2.1.1 miRNA-146a miRNA-146a在银屑病患者皮损的皮肤角质细胞中高表达，被确定为先天免疫反应和炎症的负性调节因子。miRNA-146a可通过靶向多个基因(IRAK1、CCL5、IL-8、NUMB和FERMT1等)而抑制炎症反应[13]。因此，过表达miRNA-146a或局部应用miRNA-146a模拟物有助于减少炎症，有效缓解模型鼠的银屑病症状，表明miRNA-146a具有治疗银屑病的潜力[14]。最新研究发现银屑病皮损中角质形成细胞galectin-7的表达下调，通过miRNA-146a/ERK途径抑制IL-17A诱导的角质形成细胞产生炎症介质的作用减弱，也是导致角质形成细胞过度增殖和皮肤炎症的机制之一[15]。

2.1.2 miRNA-146b Hermann等[14]的研究证实miRNA-146b在银屑病病变中的表达也增加，且在健康人的皮肤中，miRNA-146a的表达大约是miRNA-146b的2倍。它们在角质形成细胞和成纤维细胞中被促炎细胞因子TNF-α和IFN-γ刺激上调，可以抑制角质形成细胞和成纤维细胞的增殖，但是对成纤维细胞的抑制作用更强。研究还表明miRNA-146b可能辅助miRNA-146a抑制银屑病角质形成细胞增殖和炎症反应。另有研究表明，miRNA-146a/b直接靶向IRAK1和CARD10调控SERPINB2的表达，从而调控其在角质形成细胞中的抗炎作用[16]，进一步证明miRNA-146a/b的治疗潜力。

2.1.3 miRNA-383 Wang等[17]通过大鼠银屑病模型研究，发现miRNA-383可通过靶向结合LCN2的3′UTR，并抑制JAK/STAT通路激活。同时miRNA-383过表达或LCN2基因敲除可减轻银屑病样症状，抑制炎症反应，降低JAK3和STAT3的表达，终止角质形成细胞增殖，并促进细胞凋亡，从而抑制大鼠模型中银屑病的进展。该研究为银屑病的治疗提供了潜在的靶点。

2.1.4 miRNA-210 miRNA-210(缺氧的标志性miRNA)在银屑病患者的外周血单个核细胞和CD4+T细胞中显著上调[18]。另有研究表明，miRNA-210促进Th17和Th1细胞分化并抑制Th2细胞分化，从而引起银屑病外周血和皮损的免疫失衡和炎症反应；此外，miRNA-210还能增强角质形成细胞的增殖和趋化因子分泌，进一步促进银屑病皮损的形成。因此，miRNA-210在银屑病皮损的形成和免疫失衡中起着重要作用，为银屑病治疗提供了潜在的靶点[19]。

2.1.5 miRNA-381-3p 小细胞外囊泡(small extracellular vesicles,sEVs)是来源于各种细胞的30～200 nm的囊泡，是细胞间的通讯介质。Jiang等[20]研究发现，经细胞因子处理的角质形成细胞和银屑病患者的CD4+T细胞的sEVs中miRNA-381-3p的表达显著增加，并参与诱导Th1/Th17的极化，同时miRNA-381-3p靶向于E3泛素连接酶UBR5的3′UTR，稳定了RoRγt蛋白的表达。综上，银屑病角质形成细胞通过sEVs将miRNA-381-3p转移到CD4+T细胞，诱导Th1/Th17极化，促进银屑病的发展。因此，角质形成细胞来源的sEVs或其所包含的miRNA有作为治疗银屑病药物的潜质。

2.1.6 miRNA-155 miRNA-155是一种中枢调节性miRNA，同时参与了多个对功能性表皮发育至关重要的基因调控[21]。miRNA-155在增殖的角质形成细胞中表达，在角质形成细胞分化过程中受到抑制。促炎细胞因子IL-17、IFN-γ和IL-1β等诱发银屑病患者皮肤角质形成细胞中miRNA-155表达显著上调，阻断miRNA-155可能是未来治疗银屑病的潜在策略[22]。小干扰核糖核酸(small interfering RNA,siRNA)介导的miRNA-155表达下调，显著抑制银屑病角质形成细胞的增殖、迁移和侵袭能力，通过抑制PTEN信号通路，促进银屑病角质形成细胞的凋亡[23]。miRNA-155还可通过靶向3′UTR抑制GATA3的表达，而GATA3则是通过靶向IL-37的启动子区域而激活IL-37的转录，因此IL-37的表达也降低。miRNA155/GATA3/IL-37调控轴还参与调控TNF-α刺激下角质形成细胞IL-6和CXCL8的产生，从而影响银屑病的发展。因此，miRNA-155/GATA3/IL-37可能是治疗银屑病的有效靶点[24]。

2.2银屑病中下调的miRNA

2.2.1 miRNA-145-5p miRNA-145-5p通过靶向MLK3起到抗炎和抗增殖作用，而在银屑病皮损中miRNA-145-5p的表达显著下调[25]。上调miRNA-145-5p还可以激活Wnt/β-catenin信号通路，从而抑制银屑病的进展[26]。

2.2.2 miRNA-149 miRNA-149通过靶向TWEAK受体，抑制TWEAK所诱导产生的炎症因子IL-6及磷酸化P38的产生，而银屑病中高水平的IFN-γ抑制miRNA-149，从而促进银屑病的炎症反应。因此，通过输入外源性miRNA-149干扰IFN-γ和TWEAK通路之间的联系是一种潜在的治疗银屑病方法[27]。

2.2.3 miRNA-193B-3p miRNA-193B-3p在银屑病患者的皮损，特别是表皮角质形成细胞中表达下调。Huang等[28]通过细胞和动物实验证实，miRNA-193B-3p通过直接靶向ERBB4，对银屑病的发病起负调控作用。抑制miRNA-193b-3p的功能加速了银屑病的进展，因而针对miRNA-193b-3p的治疗方法可能用于银屑病的治疗。

2.2.4 miRNA-125a Raaby等[29]研究发现，miRNA-125a在银屑病患者皮损组织中表达下调，并能将皮损与非皮损组织区分开。Su等[30]通过细胞试验表明miRNA-125a可通过负调控IL-23R/JAK2/STAT3信号通路抑制角质形成细胞增殖，促进细胞凋亡。同时皮损皮肤组织中miRNA-125a还与银屑病患者皮损体表面积、银屑病面积和严重程度指数评分、光疗以及TNF-α、IL-1β和IL-17的表达呈负相关。因此，miRNA-125a有助于监测银屑病，并有可能成为该疾病的治疗靶点。

3 miRNA对银屑病的潜在治疗作用

3.1miRNA的治疗应用所面临的问题 继识别出对银屑病具有治疗潜质的miRNA后，如何将miRNA输送到体内已成为新的研究热点。但由于miRNA核糖的2′-OH部分对核酸酶高度敏感，这使得裸miRNA一旦进入体内就会被消化清除。用2′-O-甲基、2′-O-氟、2′-O-甲氧基乙基等不同基团替换2′-OH基团，可通过增加对核酸酶降解的抗性，使其稳定性和基因沉默表现均显著增强[31]。Cai等[32]研究表明上述这些化学修饰增加了miRNA的非靶向结合，这也是miRNA传递研究所面临的另一个问题。例如，某些miRNA具有多条调控通路，可通过miRNA编辑、甲基化、生物钟等方式导致多个脱靶结合和多个基因沉默，这可能导致细胞膜破坏和细胞功能紊乱。特定载体共价结合miRNA，并与配体结合，可作为靶向输送miRNA进入体内的策略。但这种输送技术也面临许多问题，例如miRNA与载体的弱共价结合，使得它们可能在血液中分离；多聚阳离子纳米载体也有可能激活先天免疫反应，并在肝肾组织中累积，从而导致肝肾毒性[33]。综上，理想的miRNA治疗制剂需具有准确的细胞内定位、良好的细胞内作用效果、肝肾和血液较高的清除率、较强的跨生物膜屏障能力等特点，这也是miRNA输送技术目前所面临的挑战。

3.2miRNA局部途径用药的输送技术进展 皮肤是通过局部途径给药的最可行的器官。局部给药已成为新型药物给药系统中热门的研究领域[31]。因此，通过局部途径输送miRNA具有治疗多种皮肤病的潜力。miRNA的局部递送可通过不同的技术实现，例如细胞穿透肽(cell-penetrating peptides，CPP)、核酸金纳米颗粒、脂质体制剂等。

3.2.1 CPP输送技术 细胞表面的蛋白聚糖和CPP之间的静电相互作用有助于CPP进入细胞。有研究证实，环孢素A工程化的CPP聚精氨酸可促进环孢素A穿过角质层[34]。另外，通过化学修饰方法，CPP与其他药物递送载体的连接以及开发多功能药物递送系统，除了最大程度地降低细胞毒性、免疫原性和溶血等副作用外，还可提高药物负载能力、生物膜通透性和组织吸收效率[35]。因此，CPP局部应用可有效地递送miRNA。

3.2.2 核酸金纳米颗粒输送技术 通过硫和金粒子的强金属-配体相互作用的共价金共轭也是一种可用于基因沉默核苷酸的有效传递手段。有研究设计了一种共价连接的miRNA-金纳米颗粒载体，发现这种方法与用非靶向序列功能化的对照颗粒处理的细胞相比，靶向蛋白的表达降低了52%[36]。因此，miRNA与金纳米颗粒的共价结合可以用于递送miRNA，例如靶向银屑病皮损中的异常miRNA，可使用未修饰的RNA核酸进行非共价结合策略，通过载体设计敲除。

3.2.3 脂质体输送技术 用于局部递送miRNA的另一个重要工具是脂质体。miRNA的负电荷和囊泡的正电荷有利于两者的结合。用聚乙二醇包覆这些脂质体或对靶向部分进行化学修饰可帮助它们逃避免疫系统的识别，从而提高治疗效果。Kulkarni等[37]研究报道，在新西兰白兔耳廓损伤动物模型中，使用纤维蛋白-脂质体复合物携带基因进行局部注射，伤口愈合时间较对照组明显缩短。

4 小结

综上所述，银屑病的发病机制可能为皮肤角质形成细胞与免疫细胞之间相互作用的结果。银屑病中致病相关的上调的miRNA可以使用相应抑制剂，而下调的miRNA可以运用模拟物进行补充治疗。该治疗方案极有潜力，但目前仍缺乏基于多细胞模型、人体内研究和使用miRNA靶向结合银屑病标准治疗法的研究。深入研究银屑病发病机制的表观遗传机制将会促进未来miRNA相关制剂在银屑病治疗中的应用。