外泌体源性miRNA 在系统性硬化症中的研究进展

徐玲云，夏卫杰，原晋湘，马泽，张峻岭

（1.天津中医药大学，天津 301617；2.天津市中医药研究院附属医院，天津 300120）

系统性硬化症（Systemic sclerosis，SSc）是一种自身免疫性结缔组织疾病，其特征为皮肤和内脏器官纤维化以及血管病变[1]，全球每1 万人中约有1 例受其影响[2]。SSc 的发病机制复杂，目前尚不完全清楚，除了可能的遗传与环境因素外，还包括内皮损伤和纤维增生性血管病变、免疫系统异常和成纤维细胞功能障碍3 大机制[3]。

1 外泌体及微小核糖核酸（microRNA，miRNA）

外泌体是一种具有双层脂质结构的微小膜泡，由体内几乎所有细胞分泌，属于细胞外囊泡的亚群[4]。胞外刺激、微生物攻击等条件可诱导体内产生外泌体，其存在于多种体液中，如血浆、血清、尿液等。外泌体内包含蛋白质、脱氧核糖核酸（DNA）、信使RNA（mRNA）、miRNA、长链非编码RNA（lncRNA）等分子，可作为信号分子传递给受体细胞，参与细胞间通信和微环境的调节[5]。外泌体在体内邻近和远处的细胞间传递信息并影响靶细胞的生物学效应主要是通过以下3 种机制：各种内吞途径，包括非网格蛋白依赖性内吞和网格蛋白依赖性内吞；直接与靶细胞膜融合，传递mRNA、miRNA、蛋白质、信号分子以及激活受体和下游的转导信号[6]。这些传递机制可能在邻近和远处正常细胞分子程序的旁分泌调节中发挥关键作用，可用来解释SSc 相关纤维化过程扩展到未受影响的细胞和组织的情况。近年来，miRNA 被认为是SSc 纤维化可能的新参与者，能够调节部分纤维化相关基因[7]。miRNA 是一类小的非编码RNA，长18～25 个核苷酸，其可通过与靶mRNA 结合来改变基因表达，导致其降解或阻碍翻译，从而发挥转录后调控作用[8]。越来越多的证据表明，miRNA 与免疫性疾病有关，外泌体中的miRNA 可作为有价值的诊断及治疗生物标志物[9]。

2 在SSc 中的外泌体分泌miRNA 及作用

在SSc 中，纤维化过程涉及多种途径，包括众所周知的信号级联反应，如转化生长因子-β（TGF-β）和Wnt 信号蛋白/β-连环蛋白（β-catenin）信号转导等[10]。近期研究表明，miRNA 调节和靶向包括TGF-β信号通路在内的与SSc 纤维化过程有关的关键细胞内转导途径，在SSc 中部分miRNA 也有改善骨质减少的作用[11-12]。

Wermuth 等[13]研究表明，在弥漫性SSc 血清分离的外泌体中，4 个miRNA（let-7g、miR17、miR23b 和miR29a）增加超过5 倍，4 个miRNA（let-7a，miR125b，miR140 和miR146a）降低超过70 倍。其进一步研究表明，从SSc 患者分离的包含miRNA 的外泌体在体外刺激健康人真皮成纤维细胞的纤维化基因表达和Ⅰ型胶原蛋白及纤维蛋白等产生和分泌。Baral等[14]的小鼠模型实验证实，间充质干细胞（MSC）衍生外泌体中的miR-196b-5p 在成纤维细胞中的过表达显著抑制了Ⅰ型α2 型胶原蛋白的表达。Nakamura 等[15]通过比较SSc 和对照患者成纤维细胞之间外泌体含量的差异，发现SSc 成纤维细胞外泌体源性miR-142-3p，miR-150a 和miR-196a 3 种miRNA 的水平失调。具体机制有待进一步研究，推测SSc 患者血清miR-142-3p 升高可能是由于对真皮成纤维细胞中整合素αV（ITGαV）表达增加的负反馈等原因所致[16]，miR-196a 抑制剂可致正常成纤维细胞中Ⅰ型胶原的过表达[17]。

Rozier 等[18]研究表明，miR-29a-3p 在调节细胞过程和平衡SSc 中表达改变的因素方面起关键作用。在SSc 成纤维细胞中，miR-29a-3p 破坏抗凋亡因子[B 淋巴细胞瘤因子-2（Bcl-2），B 淋巴细胞瘤因子-XL（Bcl-XL）][19]。SSc 发病机制中存在异常的DNA 甲基化、miR-29a-3p 靶向DNA 去甲基化酶甲基胞嘧啶双加氧酶（Tet1）和DNA 甲基转移酶3A（Dnmt3A）[20-21]，Tet1 在SSc 成纤维细胞中的表达较高，Dnmt3A 调节细胞因子信号转导抑制因子-3（SOCS-3），SOCS-3 的下调促进了成纤维细胞向成肌细胞的转化和纤维化过程[22]。MiR-29a-3p 还可调节SSc 小鼠皮肤中的Ⅰ型和Ⅲ型胶原[23]及靶向血小板衍生生长因子受体-β（Pdgfrb-β），而舒尼替尼（Sunitinib）可抑制Pdgfrb-β 和血管内皮生长因子受体（VEGFR）磷酸化，在HOCl 诱导的SSc 模型中逆转纤维化[24]。Bo 等[25]研究表明角质形成细胞衍生的外泌体递送miR-16-5p 对博来霉素处理的小鼠皮肤纤维化的影响，指出外泌体源性miR-16-5p 显著抑制了TGF-β1 对成纤维细胞增殖、迁移和Ⅰ型胶原表达的增强作用以及抑制了内源性SMAD 家族成员3（Smad3）的表达。相关证据表明Smad3 在人皮肤纤维化组织和衍生的成纤维细胞中上调[26]。Li 等[27]对5 例弥漫性皮肤SSc 进行中性粒细胞外泌体源性miRNA 和lncRNA 进行测序分析，发现3 组lncRNA-miRNA-mRNA 对，包含has-miR-1268a、has-miR-299-3p、has-miR-512-3p。Has-miR-1268a参与Wnt 信号转导和白细胞介素-23（IL-23）信号通路，Wnt 通路被认为是纤维化疾病中持续成纤维细胞活化的重要介质，通过β-catenin 和TGF-β 引发纤维反应[10]，而白细胞介素-23（IL-23）则被发现参与SSc 成纤维细胞胶原失调[28]。Has-miR-299-3p、has-miR-512-3p 参与IL-23、AMP 活化蛋白激酶（AMPK）和NOTCH 信号通路，SSc 患者中NOTCH信号转导被激活，并在纤维化中起重要作用[29]。Chouri等[30]研究表明，miR-483-5p 在内皮细胞中的过表达增强了α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和平滑肌22A（SM22A）这2 种已知的肌成纤维细胞分化标志物的转录水平，表明细胞经历肌成纤维细胞转变。此外，miR-483-5p 降低了Friend 白血病病毒整合位点-1（Fli-1）的表达，Fli-1 是细胞外基质（ECM）的负调节因子，已知在SSc 皮肤中被抑制。最后他们提出血清外泌体miR-483-5p 是SSc 中纤维化的调节剂，是疾病早期阶段新的分子标志物。

一个建立的SSc 模型显示股骨矿物质密度显著降低，小梁骨微结构异常[31]。Tsk/小鼠IL-4/IL-4Rα信号通路的下调可以挽救纤维化和骨质疏松症表型，表明IL-4 信号传导有助于SSc 的病理过程[32]。Chen 等[33]研究表明，移植后供体间充质干细胞将miR-151-5p 转移到SSc 小鼠的受体骨髓间充质干细胞上以抑制IL4Rα 表达，从而下调哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）途径激活以增强成骨分化并减少脂肪源分化，由此指出miR-151-5p 是系统性硬化症的治疗靶点。

与其他疾病如肿瘤比较，有关外泌体miRNA在SSc 的研究相对较少。目前关于外泌体miRNA在SSc 中的应用研究多关于其参与疾病纤维化进程方面，也有提及循环血浆miRNA 在SSc 相关性肺动脉高压中的应用[34-35]。未来研究旨在揭示外泌体miRNA 在SSc 等自身免疫性疾病中的确切作用机制等，并进一步在体外或动物模型中扩大研究，以确保外泌体miRNA 用于诊断、治疗及预防并发症的安全有效。