非编码RNA对瘢痕疙瘩形成的影响机制研究进展

刘建科 杨喜明 高栋梁

[摘要]瘢痕疙瘩是一种皮肤纤维增生性疾病，多由于伤口愈合过程中成纤维细胞增殖和胶原纤维沉积引起，瘢痕疙瘩的预防和治疗一直是整形外科领域的难题。目前，对瘢痕疙瘩发病机理的了解仍不够完整。本文通过对非编码RNA（lncRNA与miRNA）影响瘢痕疙瘩和增生性瘢痕形成的机制进行检索和归纳总结，以期为人瘢痕疙瘩的发生机制有更新、更全面的认识。

[关键词]瘢痕疙瘩；增生性瘢痕；microRNA；lncRNA；发病机制

[中图分类号]R619+.6    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2023）11-0199-04

Research Progress on the Mechanism of Influence of Non-coding RNA on Keloid Formation

LIU Jianke，YANG Ximing，GAO Dongliang

（Department of Burn Plastic Hand Surgery，Affiliated Hospital of Yan 'an University，Yan 'an 716000，Shaanxi，China）

Abstract： Keloid is a kind of skin fibroproliferative disease， which is mainly caused by fibroblast proliferation and collagen fiber deposition in the process of wound healing. The prevention and treatment of keloid has always been a difficult problem in the field of plastic surgery. At present， the understanding of the pathogenesis of keloid is still incomplete. In this paper， we searched and summarized the mechanism of non coding RNA （lncRNA and miRNA） affecting keloid and hypertrophic scar formation， in order to have a newer and more comprehensive understanding of the mechanism of human keloid.

Key words： keloid; hypertrophic scar; microRNA; lncRNA; pathogenesis

瘢痕疙瘩多由手术后伤口愈合异常[1]、烧伤、感染甚至轻微损伤后伤口局部呈现结缔组织增生的一种皮肤纤维增生性疾病，为人类所特有[2]。该疾病的特点为真皮成纤维细胞过度增殖和细胞外基质异常沉积，还可能与炎症细胞浸润、局部组织缺氧相关[3]。外观通常超出原伤口边界，由于纤维挛缩和细胞过度增殖导致外形突出，发生显著外形改变。通常由于外观变化会给患者带来心理创伤[4-5]，不仅如此，瘢痕疙瘩通常会伴随瘙痒、疼痛及其他器官功能障碍。因其具有高侵袭性、非典型分化、过度增殖等特点，被认为具有肿瘤特征[6]。目前，针对瘢痕疙瘩有许多治疗方案，如类固醇激素、手术治疗、激光照射、压力辅料等，但因其机制复杂且尚未明了均未达到理想疗效[1]，因基因调控、免疫、细胞因子可能对瘢痕疙瘩的发生与发展机制相关[7]，更多的目光投向了分子靶向治疗。

1  miRNA

miRNA是一种长度范围从17到25个核苷酸小的非编码RNA[8]，通常通过与其靶基因的3＇非翻译区结合发挥调控作用[9]。更多研究将目光聚焦于miRNAs，miRNA通常被用作影响受体细胞表型的分泌信号分子[10]，越来越多的证据表明，miRNAs在肿瘤发生和瘢痕疙瘩中是重要的调节因子，并且在大多数被分析的癌组织和瘢痕疙瘩中发现其差异表达[11]，miR-466在许多疾病中被下调并作为抑制基因发挥作用，包括骨肉瘤、结直肠癌[12-13]。还有临床研究表明，miR-96[14]、miR-217[15]、miR-205[16]、miRNA-181a-5P[17]等在瘢痕疙瘩的凋亡和增殖中发挥重要作用。

2  lncRNA

长非编码RNA （lncRNA）是一组功能未知的大型异质ncRNA。lncRNA与编码转录本有许多共同特征，如存在表明差异表达的表观遗传标记[18]、存在内含子和存在剪接变异体[19]。lncRNA已被证明在人类各种疾病中起重要的中介作用。由于lncRNA具有与DNA、RNA或蛋白质结合的能力，其调控机制有以下几种：作为microRNA（miRNA）的来源，通过海绵吸收miRNA，通过靶向mRNA降解，或作为支架招募染色质修饰剂来调节基因轉录[18]。

2.1 lncRNA通过miRNA参与瘢痕疙瘩的形成：lncRNA是一种长度超过200个核苷酸的RNA转录本[20]，同时具有复杂且未知的功能。有研究表明在瘢痕疙瘩实验组中，发现2 356个lncRNA差异表达，其中表达上调1 306个，表达下调1 050个[21]。仅在瘢痕疙瘩实验组表达有6个lncRNAs，其中表达上调2个lncRNAs，4个LncRNAs表达下调。已有研究证明，许多lncRNAs参与调节瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖和迁移介导瘢痕疙瘩的形成，如HOXA11-AS和CACNA1G-AS1[19，22]，并且有研究报道LncRNAs能够通过miRNA作为下游调控因子来调控瘢痕疙瘩的增殖与凋亡[19，23]，并验证得出靶向轴，如：lncRNA-HOXA11-AS/miRNA124-3p/Smad5、lncRNA-CACNA1G-AS1/miRNA-205、lncRNA-ATB/miR200c/ZNF217/TGF-β2等。有研究发现[22]长链非编码RNA CACNA1G-AS1 （CAS1）表达的减少可以下调Ⅰ型胶原蛋白和CACNA1G的表达，但对转化生长因子和Ⅲ型胶原蛋白的表达没有影响。CAS1可能通过调节钙通道蛋白和Ⅰ型胶原的表达来抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖和侵袭。

随着对lncRNA作用机制的深入研究，越来越多的研究发现多种lncRNA可通过调控miRNA的对瘢痕疙瘩的治疗发挥作用。Xu L等[24]报道通过PCR、WB、双荧光标记等方法证实lncRNA-H19在瘢痕疙瘩组织以及瘢痕疙瘩成纤维细胞中显著上调，之后采用si-H19进行了功能缺失实验、双荧光素酶载体实验证实H19在miRNA上的miR-769-5p具有结合位点，且H19与miR769-5p之间存在互补结合关系。H19沉默对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖的抑制可被miR-769-5p抑制剂逆转，miR-769-5p能够促进瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡。此外，抗miR769-5p还逆转了沉默的H19对α-SMA、I型胶原、Ⅲ型胶原和纤维连接蛋白水平的抑制作用，表明miR-769-5p抑制剂促进瘢痕疙瘩成纤维细胞ECM沉积。使用StarBase数据库发现EIF3A 3＇UTR与miR-769-5p具有互补的结合位点，在瘢痕疙瘩成纤维细胞转染后，miR-769-5p的mimic发现miR-769-5p的过度表达可以限制mRNA和EIF3A的蛋白质水平。因此，H19通过靶向miR-769-5p增强了EIF3A的表达，从而提高了ECM的扩散、入侵和沉积能力。这表明H19/miR-769-5p/eIF3a轴的发现为瘢痕疙瘩的治疗提供了可靠的靶点，并为瘢痕疙瘩的后续临床治疗提供了基础。有报道[17]认为lncRNA TRHDE-AS1上调能够促进瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡，抑制其侵袭转染，若lncRNA TRHDE-AS1下调则呈相反结果；随后又通过RT-qPCR、双荧光素酶确认TRHDE-AS1与miRNA-181-5P之间存在靶向关系，TRHDE-AS1过表达使miRNA-181-5P活性显著下降，为证实两者之间关系，将TRHDE-AS1和miRNA-181-5P分别单独转染，检测结果显示：TRHDE-AS1抑制miRNA181-5p对瘢痕疙瘩成纤维细胞凋亡的促进作用，表明TRHDE-AS1通过miRNA181-5p调控瘢痕疙瘩。随后用TargetScan等方法，推断PTEN为miRNA-181-5P的靶基因，miRNA-181-5P上调抑制PTEN的表达，而TRHDE-AS1则能促进PTEN的表达，因此得出结论，TRHDE-AS1通过负向调控miRNA-181-5P促进PTEN表达，lncRNA TRHDE-AS1通过lncRNA TRHDE-AS1→miR-181a-5p→PTEN轴调控瘢痕疙瘩形成。上述研究提示LncRNAs可以通过miRNA以及其他途径参与瘢痕疙瘩的形成，再次证明了lncRNA在瘢痕疙瘩的形成中扮演重要角色[25]。

2.2 miRNA調控瘢痕疙瘩：Li J等[26]认为miR-101通过影响胶microRNA （miRNA）与靶基因之间存在复杂的相互作用。miRNAs参与调节生物细胞增殖、分化、成熟和凋亡。细胞外基质（ECM）过度沉积是瘢痕形成的重要特征之一。正常情况下，ECM主要由胶原、纤维蛋白、层粘连蛋白等组成。细胞外基质参与瘢痕疙瘩增殖的机理是加速ECM合成和减缓ECM降解。研究表明，miRNAs可能通过调节ECM的合成和裂解而影响瘢痕的形成[27]。Chao L等[14]认为miR-96在瘢痕疙瘩中过表达，miR-96与Smad7-3'UTR区存在可能的结合位点，共同转染后证实miR-96靶向调控Smad7，同时miR-96抑制Ⅰ/Ⅲ胶原蛋白增殖，因此，miR-96通过靶向调控Smad7通路抑制Ⅰ/Ⅲ胶原蛋白增殖，并参与瘢痕疙瘩的增殖、凋亡。还有研究表明miR-217靶向FN（纤维粘连蛋白）调控KS增殖[15]，在KS中miR-217表达显著被抑制。FN-3'UTR区存在与miR-217结合位点，且两者呈负相关；当miR-217过表达，Csapase-3表达上调，FN、Col-1、Col-3表达下调。

在瘢痕疙瘩组织侵袭进程中，纤维形成的细胞被认为是发挥作用的主要细胞。纤维细胞的激活、增殖和凋亡的不平衡，向肌成纤维细胞分化，迁移和增强侵袭能力有助于瘢痕的发生。大量的研究表明，与普通皮肤组织相比，在KD和某些来源于KD的成纤维细胞中一些miRNA差异化表达，提高或降低KF生物活性水平，从而影响伤口的愈合[28]。Pang Q等[29]研究miR-152-5p参与调控瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖。在瘢痕疙瘩中测得miR-152-5p下调，当miR-152-5p高表达时抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖。Smad3被检测到为miR-152-5p的靶基因，miR-152-5p通过ERK1/2和AKT连接并负向调控Smad3，miR-152-5p过表达，Smad3随之下调抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的迁移和侵袭。此外，还有研究认为在经过巨大戟醇甲基丁烯酸酯（Ingenol mebutate）处理后miR-34上调，miR-34可能是通过靶向Tp53实现调控[30-31]。原蛋白的合成，抑制增生性瘢痕的侵袭。在增生性瘢痕中，miR-101低表达，当miR-101过表达时增生性瘢痕的侵袭性降低、凋亡增加，同时增生性瘢痕组织中Col1、Col2、α-SMA均表达降低。EZH2（组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶[32]）过表达能够在蛋白质和miRNA水平抑制α-SMA和胶原蛋白的表达。miR-101通过与EZH2的3＇非翻译区结合，抑制Col1、Col2、α-SMA表达，促进增生性瘢痕组织凋亡。

许多研究表明miRNA通过相关信号转导途径参与瘢痕疙瘩的发生和发展。Su X等[3]研究表明miR-205在瘢痕疙瘩成纤维细胞中表达降低，且HOXA11-AS表达上调，当HOXA11-AS过表达或者miR-205上调时抑制瘢痕组织增生、加速其凋亡。miR-205为HOXA11-AS下游靶点，受HOXA11-AS负向调控；同时FOXM1为miR-205靶点。HOXA11-AS通过靶向miR-205拮抗FOXM1表达，阻断瘢痕疙瘩成纤维细胞的侵袭、ECM积累以及糖酵解。

還有研究报道[33]HIF-1α参与瘢痕疙瘩发展进程。HIF-1α（缺氧诱导因子-1）是调节缺氧细胞生理行为和介导缺氧应激反应的核心因子，在缺氧状态下HIF-1α表达显著增加。通过分组检测得到缺氧刺激HIF-1α过表达促进KSF增殖。细胞缺氧状态下还可以刺激KSF分泌多种调节因子，如TGF-β、GTGF、VEGF。以TGF-β为例，缺氧刺激KFS中TGF-βⅡ表达促进pSmad 2/3分泌，同样缺氧还可以通过TLR4/MyD88/NF-κB通路刺激KFS正向调控IL-6分泌。多条通路均证明了HIF-1α在KSF进程中扮演重要角色，也为瘢痕疙瘩的治疗提供新的靶点。在瘢痕疙瘩发生发展的进程中细胞基质沉积、成纤维细胞增殖，以及多种信号转导通路均扮演重要角色，这无疑为瘢痕疙瘩的治疗开拓广阔思路。

3  小结

瘢痕疙瘩的治疗始终是一个难题，近年来针对瘢痕疙瘩的治疗手段有很多，如手术、EB照射、激素治疗以及多种手段的综合治疗[34]，但多无法达到很好疗效。基于生物信息学的发展，更多研究聚焦于基因层面，非编码RNA在瘢痕疙瘩组织中显著差异表达被多次揭示，通过实验验证lncRNA、miRNA以及其他非编码RNA在瘢痕疙瘩的进展中发挥重要作用，LncRNA通过调控miRNA间接调控信号转导通路实现对瘢痕疙瘩的影响，miRNA直接或间接地参与KD的侵袭与凋亡，此外，还有药物被报道[30，35-36]，如胱抑素A、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ激动剂、细胞死亡诱导剂、五倍子软膏等通过参与调节miRNA抑制KD的侵袭，这提示我们许多药物可能通过干预非编码RNA抑制瘢痕疙瘩潜在进程。当然，lncRNA、miRNA等基因的机制还不够完善，众多非编码RNA和信号转导因子在瘢痕疙瘩治疗中重要性哪个更显著？对治疗的意义更大？从而针对这些重要的基因和转导因子进行干预，以期寻找出疗效更佳的药物，甚至是瘢痕疙瘩的靶向药，推动KD治疗的进展，促进基础研究向临床治疗的转化。

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[收稿日期]2022-03-18

本文引用格式：劉建科，杨喜明，高栋梁.非编码RNA对瘢痕疙瘩形成的影响机制研究进展[J].中国美容医学，2023，32（11）：199-202.