miR-181在眼科疾病中的研究进展

扶乾芳 李诗怡 张培培 谢迎宾

滨州医学院附属医院眼科，滨州 256603

microRNA（miRNA）是一种非编码RNA，大小为18～25个核苷酸，在真核生物中广泛存在，其与信使RNA的3'端非编码区（UTR）作用后使得信使RNA发生降解或翻译终止。这一概念是Lagos-Quintana等［1］在2001年首次提出。1993年在秀丽隐杆线虫中发现Lin-4，它是首次观察到的miRNA［2］。随着研究的进一步发展，发现的人类成熟miRNA的数量已经超过了2 600个，这些miRNA调控细胞及 组 织 的 增 殖、迁 移、分 化 及 凋 亡 等［3］。本 文 就microRNA-181（miR-181）的国内外研究现状、作用机制、在眼科疾病中的表达及生物学功能进行了综述。

miR-181概述

miR-181家族包括4个成员（miR-181a/b/c/d）。它们是高度保守的miRNA［4］。在人类中，miR-181家族由6个前miRNA（miR-181a-1/2、miR-181b-1/2、miR-181c和miR-181d）组成［5］。大量研究表明，miR-181在细胞进程中通过调控信号通路，从而对机体组织产生影响，如血液疾病、神经疾病、眼病等的发生发展［6-8］。miR-181作用机制及其产生的结果在不同细胞中截然不同，在肝癌、胃癌等疾病中，miR-181发挥促癌作用。但另外研究显示，在非小细胞肺癌、Burkitt淋巴瘤等疾病的发生、发展中miR-181起着抑癌基因的作用［9-12］。miR-181在相关疾病耐药性及作为预后的检测指标中也发挥着作用［13］。同时，有研究发现miR-181在免疫细胞稳态和心血管炎症中发挥着作用［14］。随着研究的进展，miR-181相关的靶基因、靶蛋白及其调控的信号通路被揭示并证明，但miRNA作用机制复杂易变，仍有待深究。

miR-181作用机制

目前miR-181的作用机制仍有待研究。现已证实的是miRNA能够促进目标基因的翻译过程，miRNA转录加工形成前体miRNA是在细胞核中进行，然后在细胞质中进一步剪切为成熟miRNA，与mRNA作用从而调节基因的表达。由于miR-181在不同细胞、组织中作用的mRNA及信号通路的差异，所以产生的结果也各有相同。有实验证实，miR-181家族成员可靶向作用于Bcl-2、p53、K-ras、c-myc、Atg5等基因，从而影响疾病的进程，而涉及的信号通路包括Wnt/β-catenin、PTEN/PI3K、AKT/mTOR、TGF-β、STAT3、Notch2、NF-kB、MAPK、ERK、Smad等［15-25］。miR-181家族成员的含量变化可通过这些信号通路影响下游蛋白如PTEN、ANGPTL3、骨桥蛋白（OPN）、VEGF、c-Met、SIRT1蛋白等，进而影响炎症进展、细胞凋亡、内皮细胞生成及氧化应激等［14，21，26-29］。

miR-181在眼科疾病中的研究进展

在眼科疾病中，miR-181相关的研究起步晚且少，其中为数不多已报道的国外文献主要集中于miR-181a/b与视网膜病变的相关研究。近些年，miR-181与晶状体、视网膜病变的研究有所发展，于其他多种眼科疾病的相关研究也日渐增多。

1、视网膜疾病

1.1、视网膜神经细胞疾病2006年，Ryan等［30］在成年小鼠的视网膜中检测到了miR-181，并证实miR-181在视网膜神经节细胞（RGC）、内丛状细胞和内核层（INL）中强烈表达［31-32］。2015年，Carrella等［33-34］通过敲除了miR-181a和miR-181b的medaka鱼的眼部视网膜中发现，miR-181a/b的缺失会导致RGC轴突的生长延迟，并通过进一步实验证明miR-181a/b可通过负调控MAPK/ERK信号通路影响局部细胞骨架重排，从而调节RGC轴突生长和规范。2016年，He等［35］通过大鼠视网膜缺血再灌注（RIR）模型实验发现miR-181a可能在RIR中发挥神经保护作用，这为RIR神经保护治疗提供了潜在的治疗靶点。2019年，Indrieri等［36］在构建伴有线性皮肤损伤的小眼症（MLS）水底鱼模型和Leber遗传性视神经病变（LHON）小鼠模型实验中发现miR-181a/b下调对视网膜神经元细胞具有保护作用。2021年，Mead等［37］在外伤性视神经挤压（ONC）大鼠模型中发现，神经节细胞层（GCL）中miR-181d的表达水平随着眼压升高而显著降低，但其具体作用机制仍有待做进一步的深入研究。

1.2、视网膜血管疾病血管过度生成或新生血管在早产儿视网膜病变、糖尿病视网膜病变和渗出性年龄相关性黄斑变性等眼部疾病中起着重要作用。2018年，Yang等［38］通过在人视网膜内皮细胞（HREC）中人工过表达miR-181a后发现HREC的增殖被抑制以及HREC管腔的形成显著减少，同时检测到miR-181a的过度表达显著下调了Bcl-2和血管内皮生长因子（VEGF）的表达。Yang等［38］还通过在氧诱导的视网膜病变小鼠（OIR）模型中首次证明miR-181a具有强烈的抗血管生成作用。需要值得注意的一点是，Yang等［38］观察到高剂量的miR-181a（在体外）失去了对内皮细胞生长的抑制作用，这提示miR-181a浓度对内皮细胞的抗增殖作用至关重要，具体解释有待进一步研究。2022年，Chen等［39］发现OIR模型组中miR-181a的表达水平显著低于对照组，miRNA含量的改变可能是缺血性视网膜病变的机制之一。国内对糖尿病视网膜病变（DR）患者的研究中发现DR患者外周血miR-181a水平下调，而VEGF水平升高，两者关系密切，这一发现为DR的治疗提供了新的思路［27］。

1.3、视网膜母细胞瘤（RB）RB是最常见的儿童眼部癌症。有研究发现miR-181a在RB中可能通过调控细胞周期从而参与RB的进展［40］。Ouyang等［41］发现miR-181a在RB发展过程中显著下调，人工过表达miR-181a模拟物后可靶向抑制NRAS表达从而抑制RB细胞增殖、迁移和侵袭，同时增强细胞凋亡。Tabatabaei等［42］在Rb大鼠体内模型实验中，发现miR-181a可以提高melphalan（美法仑是一种有效的化疗药物）治疗效果，允许较低剂量的美法仑给药，从而使该药物的细胞毒副作用降至最低。

2、晶状体疾病

近年来，miR-181对白内障进展的影响也逐渐被发现。Dong等［28］发现miR-181a在人后发性白内障（PCO）附着的晶状体上皮细胞（LEC）和前极性白内障患者LEC中的表达降低。转染miR-181a模拟物的SRA01/04晶状体上皮细胞中观察到LEC增殖显著减少，荧光素酶分析显示miR-181a靶向c-Met、slug和COX-2从而抑制LEC的上皮间质转化，这些数据表明miR-181a可以抑制LEC的增殖、迁移和上皮间质转化。另有研究发现转染沉默miR-181a的表达后过氧化氢诱导的人HLE-B3晶状体上皮细胞凋亡被抑制［8］。有研究者发现在孔源性视网膜脱离合并年龄相关性白内障（ARC）患者的LEC中，miR⁃181a表达降低［43］。Ling等［44］试验发现ARC组织中miR-181a表达显著下调，并通过实验证实其可通过调节结缔组织生长因子进而调节ARC的进程。然而，国内学者研究却表明白内障LEC中miR-181a高表达，并通过调控HLE中SIRT1表达，从而影响ARC的发病［45-46］。这一结果与上述研究结果相反，说明了miR-181作用机制复杂多变，研究仍有待进一步深究。

3、其他眼组织疾病

在角膜组织中，Hu等［19］实验发现糖尿病小鼠三叉神经节组织中miR-181a表达上调，抑制miR-181a表达可上调自噬相关基因5（Atg5）、Bcl-2增强自噬、拮抗凋亡从而发挥糖尿病角膜神经保护作用。Chen等［47］研究证实了上述研究结果。青光眼研究中，Jayaram等［48］通过构建高眼压大鼠模型发现青光眼视网膜中miR-181c表达显著下调。田思佳等［29］通过过氧化氢（H2O2）建立人小梁网细胞（HTMCs）氧化应激模型证实了miR-181a可通过靶向抑制SIRT1蛋白的表达从而抑制HTMCs的抗氧化应激能力。Zhang等［49］在对人葡萄膜黑色素瘤（UM）细胞研究中发现miR-181b在UM中显著过表达miR-181b靶向抑制CTDSPL的表达，从而促进了UM的进展。这意味着miR-181b可能成为UM的潜在的诊断及治疗靶点。

展 望

miR-181调节细胞生长、增殖、迁移及分化等进程，但其生物学效应由于miR-181调控的信号通路的不同也大不相同。目前，在眼科相关疾病中，虽然miR-181的研究主要集中在视网膜和晶状体疾病，却拓展了眼科相关疾病的研究视野，提供了一个新的眼科疾病研究的思路及方向，从分子学层面证明miRNA调控视网膜和晶状体病变的进展，提示在将来的眼科疾病研究中，不仅要关注miR-181靶基因、靶蛋白及相关信号通路对眼科相关疾病的影响，而且还要关注靶基因相关药物对眼科疾病的治疗潜力。