張雯靜 綜述 王滿俠 審校 (蘭州大學第二附屬醫(yī)院神經內一科，蘭州 730000)

髓鞘是由中樞神經系統(tǒng)(CNS)的少突膠質細胞(OL)和周圍神經系統(tǒng)(PNS)的施萬細胞(SC)產生的包裹在神經軸突外面的脂肪組織。髓鞘的形成對于軸突的絕緣和動作電位的傳導是非常重要的。相關研究表明，一系列內在及外在的調節(jié)機制在特定方式上正性或者負性的調控著髓鞘形成細胞的分化［1-3］。MicroRNAs(MiRNAs)的發(fā)現(xiàn)揭示了新型的轉錄后調控，它可以控制轉錄產物的微型調控［4］。在髓鞘形成細胞中，平衡的調節(jié)機制可以有效地控制髓鞘功能的正常發(fā)揮。MiRNAs 通過OLs 及SCs所介導的髓鞘異常形成或相關損傷均會導致神經傳導速度下降，加速神經軸突退化，導致獲得性或者遺傳性神經系統(tǒng)脫髓鞘疾病，包括:多發(fā)性硬化(Multiple sclerosis，MS)、成年發(fā)作型染色體顯性腦白質營養(yǎng)不良癥(ADLD)等［3，4］。

1 miRNAs 的生源論

1993 年，Lee 等［5］在果蠅中發(fā)現(xiàn)了第一個miRNA-lin-4。MiRNAs 基因多位于與發(fā)病機理相關的染色體組區(qū)域，表明miRNA 分子可能與關鍵的細胞變化相關［6］。RNA 聚合酶Ⅱ轉錄出最早的miRNA轉錄產物為pri-miRNA［7］。而miRNA 的成熟與Drosha 和Dicer 這兩種RNase Ⅲ相關。Drosha 和DGCR8 結 合 使 核pri-miRNA 形 成Pre-miRNAs［8］。Pre-miRNAs 通過Exportin-5 由細胞核轉至細胞質［9］。Dicer 和TRBP 將Pre-miRNAs 剪切成長度為21～25 個核苷酸的雙鏈miRNA。雙鏈中的一股被招募、吸引加載至RNA 誘導沉默合體(RISC)［10］，其中一條成熟的單鏈以不對稱的方式結合到RISC上，該復合物會結合到有互補序列的mRNAs 上，通過調整轉錄本的穩(wěn)定性和靶mRNAs 的翻譯而調節(jié)基因表達。RISC 會黏附在其目標mRNA 的3'UTR端導致其退化和翻譯抑制［11］。

2 miRNAs 與少突膠質細胞

2.1 miRNAs 保持少突膠質細胞的特定身份 對于來源于人胚胎干細胞的OLs 不同階段的分析揭示了在OLs 譜系進展過程中有一些起暫時調節(jié)作用的miRNAs［12］。如:miR-9 被發(fā)現(xiàn)在小鼠的少突膠質前體細胞(OPC)中含量非常豐富，其目標為編碼周圍神經軸突髓鞘蛋白(Pmp22)的mRNA3'UTR端。即使其轉錄過程是在OLs 中進行的，但是在OLs 中并沒有發(fā)現(xiàn)Pmp22 蛋白。同時，miR-9 對于星型細胞的膠質纖維酸性蛋白(GFAP)有抑制作用［13］。以上結果表明，像miR-9 這樣的一些miRNAs 會抑制非少突膠質細胞譜系蛋白的相關表達，其作用就像是監(jiān)督人一樣保持著OL 的身份識別。另外一些miRNAs 的功能可能是維持髓鞘的相關結構。如:MiR-23 是 lamin B1 的一個負性調節(jié)因子［14］。

2.2 少突膠質細胞的分化需要Dicer-1 介導的miRNAs 在胚胎發(fā)育的早期，OLs 譜系的發(fā)育起始時，由Olig1、Olig2 及CNP 等促使因子定向Cre 重組酶使Dicer-1 失活，會引起嚴重的脫髓鞘和運動障礙，包括震顫和抽搐［15，16］。Dicer-1 的缺失會導致OPC 增殖的明顯加速，但是在髓鞘形成時卻明顯降低。這表明，對于正常OPCs 的循環(huán)和分化，miRNAs是必不可少的。同時，Olig1-Cre 和Olig2-Cre 所介導的Dicer-1 缺乏的小鼠，也表現(xiàn)出脫髓鞘。前突變體的CNS 丟失了大量的髓鞘，且在產后三周左右會出現(xiàn)死亡，而后突變體則會表現(xiàn)出發(fā)育延遲，但到最后其髓鞘會最終修復，一種可能的解釋就是，Olig2-Cre沒有完全移除一部分未發(fā)育成熟的OLs 中的Dicer-1 的等位基因，這些OPCs 中的等位基因可以逃避Cre 酶的剪切，最終可以形成基本接近于成年人的髓鞘水平。在缺失Dicer-1 基因的PLP-creERT 轉基因成年鼠中，其會導致脫髓鞘和進行性軸突變性，而致使動物壽命縮短［17］。研究表明OL 的分化、髓鞘的保持及動態(tài)平衡都需要miRNAs 的參與。在該實驗中觀察到的軸突變性，表明髓鞘是具有神經營養(yǎng)功能的。

2.3 少突膠質細胞發(fā)育階段特異性的miRNAs 的調節(jié) 為了明確負責OL 發(fā)育各階段的特定miRNAs，有一些學者發(fā)現(xiàn)，成熟OLs 表達的mi-RNAs 在促進OPC 分化的過程中起著正性作用，一些miRNAs，優(yōu)先地在成熟的OLs 中富集或是在缺失Dicer-1 突變體中下調。如，miR-219 和miR-338 在OLs 形成髓鞘的起始和成熟的OLs 中大量增長。miR-219、miR-338-5p 及miR-338-3p 的穩(wěn)定表達可以促進OPC 分化，也可部分修復體外Dicer-1 缺失的OPCs的分化缺陷［15，16］。研究表明，miR-219、miR-338 的過量表達可促進OLs 譜系標志物的早熟表達［16］。在人工培養(yǎng)的OPCs 細胞中敲除這兩種miRNAs 會阻止OPC 的分化［15，16］，這表明miR-219 是OLs 分化的必須和充分條件。在PLP-CreERTDicer-1 基因敲除的小鼠中觀察脂肪酸的堆積作用［17］，表明如miR-219 類似的miRNAs 在髓鞘膜的穩(wěn)定性中也起了重要作用。

盡管miR-219 和miR-338 之間缺乏同源性，據(jù)推斷這兩種miRNAs 的目標中有一大部分是關于OLs 負性調節(jié)的相同的基因，比如Hes5 和Sox6。兩者可以隱匿Hes5、Sox6 的3'UTR 端，且通過緩和細胞分化剎車過程協(xié)同的促進OPC 的分化過程［18］。miRNA 介導的一些神經轉錄因子的抑制可能會限制神經祖細胞分化到OLs 譜系。另外，miR-138 在OLs 的有絲分裂后期的早期則表現(xiàn)出瞬時表達，刺激了前期分化但是抑制了少突膠質細胞的最終分化［16］。

2.4 少突膠質細胞數(shù)量的miRNAs 的控制 miR-17-92 簇編碼miR-19b 和miR-17 被證實在OLs 譜系中高聚集，包括A2B5+OPCs 和GalC+OLs［19，20］。miR-17-92 基因簇在OLs 中的定向失活可以導致腦部Olig2 陽性細胞25%的減少。有研究發(fā)現(xiàn)miR-19b 目標為腫瘤抑制因子Pten。OPCs 中的miR-19b的表達導致Akt 信號通路、Pten 下游目標基因的激活，且能促進OPCs 的增殖。與這種基因簇在促進細胞壽命中的作用一致［21］，miR-17-92 基因簇在OPCs 的存活和擴增中起著至關重要的作用。同樣的，miRNAs 通過控制OL、阻止轉錄因子來控制其分化，同時通過特定方式促進OPC 細胞周期循環(huán)和其壽命。

3 miRNAs 介導的周圍神經系統(tǒng)調節(jié)

miRNAs 在SC 的發(fā)生、發(fā)展過程中是動態(tài)變化的。有一部分miRNAs 在SC 細胞的發(fā)育中明顯增加，有一部分則在Dicer-1 缺失的突變體內下降［22，23］。研究發(fā)現(xiàn)，在Dicer-1 突變體中，Dicer-1 等位基因重組后的超過2 周的時間內，有幾種miRNAs的含量依然保持很高的水平［23］。這可能是由于miRNAs 超凡的穩(wěn)定性［24］或者是因為有一些miRNAs 的合成過程中是Dicer-1 依賴途徑的［25］。相關研究表明，在分化的SC 中，大部分上調的miRNAs是不重疊的。對于SC 的發(fā)展，miR-138 和miR-338被確定為重要的潛在因子［22］。未分化SC 上可特征性的表達Ccnd1，其通過Notch1 的轉錄增強來影響的SC 增殖，Notch1 是髓鞘形成過程中的負性調節(jié)因子［26，27］。miR-138 也 可 以 通 過 阻 止 Ccnd1 和Notch 信號通路來調節(jié)細胞周期和髓鞘形成過程，同時也可以作為其他髓鞘形成過程中的負性調節(jié)因子。除了miR-138 和miR-338，其他的miRNAs 在SC 的分化作用中也有相對重要的作用。miR-145在Dicer-1 突變體的體內［23］、體外［28］試驗中被證實有適度的下降，其目標基因是Sox-2。miR-204 在SCs 的發(fā)育過程中有所增加，但在Dicer-1 的突變體的神經組織中是下降的，其目標基因也是Sox-2。因為Sox-2 是Egr2 基因和髓鞘形成的有力負性調節(jié)因子［29，30］。miR-34a 通過抑制Notch 和MAPK 信號通路能阻止細胞增殖［31，32］，與SC 的增殖和分化相關。miR-29a 被提出其抑制Pmp22 基因的早期表達。在CNS 和PNS 的研究中，miR-138 和miR-338 在發(fā)展過程中是增加的，且在Dicer-1 突變體中是急劇下降的［16，19，22，23］。相反，miR-219，一個對于OL 分化至關重要的miRNA 在SC 中卻沒有發(fā)現(xiàn)［23］，這就意味著miRNAs 在CNS 和PNS 中對髓鞘形成細胞的調節(jié)只有部分重疊。

4 miRNAs 與多發(fā)性硬化(MS)

MS 是以CNS 白質脫髓鞘病變?yōu)樘攸c，遺傳易感個體與環(huán)境因素作用發(fā)生的自身免疫性疾?。?3］。相關研究表明miRNAs 的正負調節(jié)可能是MS 發(fā)病的一個重要機制。相關研究已表明，miRNAs 在OL分化和髓鞘形成及維持中的重要作用，但究竟是如何將OL 和MS 聯(lián)系在一起的機制還不是很清楚。

越來越多的證據(jù)表明miRNAs 的正負調節(jié)對于疾病維持過程可能是一個重要的機制。研究表明，miR-17、miR-20a 在MS 的多種分型中都有很明顯的下調趨勢。眾所周知，miR-17、miR-20a 可調節(jié)參與T 細胞活化的多種基因［34］。在MS 和健康組的對比中，miR-145 的表達特異性可以達到89.5%，其靈敏性也高達90%［35］。miR-17-5p 是與自身免疫性疾病相關的miRNA，其在MS 的CD4 細胞中上調。miR-21、miR-106b 在所有的MS 病例中都呈現(xiàn)上調趨勢［36］。在MS 患者的B 淋巴細胞中miR-17-92 基因簇有下調趨勢。而且免疫調節(jié)劑的使用在復發(fā)緩解型中B 淋巴細胞的miRNA 的表達上有獨特的作用［37］。在MS 的病變區(qū)中，一些miRNAs 有擴增趨勢:miR-34a、miR-155、miR-326 在MS 的活躍病變區(qū)(與非活動區(qū))被發(fā)現(xiàn)有上調趨勢。這些miRNAs 的目標是CD47 分子的3'UTR 區(qū)。研究表明在MS 的病變區(qū)內異常的miRNA 會減少大腦細胞中的CD47分子，這會導致抑制區(qū)吞噬細胞的釋放。有大約10種miRNAs 是在多發(fā)性硬化的活躍病變區(qū)明顯上調的，其同時在星形細胞中也被發(fā)現(xiàn)。miR-155 是以不同的方式調節(jié)免疫反應，但到目前為止都沒有被分配到中樞神經系統(tǒng)的固有細胞中去［38］。

5 miRNAs 與成年發(fā)作型染色體顯性腦白質營養(yǎng)不良癥(ADLD)

1984 年，由Eldridge 第一次描述了該疾病，其特點為漸進的和致命的神經系統(tǒng)白質脫髓鞘改變［39］。LaminB1 是由LMNB1 編碼的蛋白，過量的LaminB1的表達會通過抑制髓鞘蛋白產物如MBP、PLP、MOG等引起嚴重的CNS 髓鞘的丟失。LMNB1 基因的復制伴隨著mRNA 的增加及蛋白水平的改變引起嚴重的髓鞘脫失，其過度表達影響了核膜蛋白LAP2的定位和染色質組織，也抑制了少突膠質細胞特異性分化基因。增加的LaminB1 表達會導致內核膜蛋白、染色質組織和核孔轉運紊亂，這也導致了OL 不成熟的分化逃逸。miR-23 作為一個LaminB1 的負性調節(jié)蛋白，其可以改善細胞核內不斷增加的LaminB1 的情況，也可以緩解由于LaminB1 升高所造成的錯誤。以上有可能是由于髓鞘基因的轉錄減少或是髓鞘蛋白的錯誤定位所致［14］。這樣看來，miR-23 對于髓鞘的形成及作用維持起著正性作用。新增miRNAs 與吉蘭巴雷綜合征的相關內容。

6 結論與展望

自從發(fā)現(xiàn)miRNAs 后，其研究領域就在逐步擴大，我們現(xiàn)在所知的這些分子多以基因的形式表達，并且可以調節(jié)神經系統(tǒng)的功能。近期的研究表明microRNAs 可能在髓鞘形成及損傷中扮演關鍵的角色。miRNAs 的相關研究又讓人們展開了對于髓鞘及神經系統(tǒng)脫髓鞘疾病的復雜多變的生理及病理學變化的探討。對于這些研究，我們所關注的miRNAs 的相關功能，也只是一小部分。

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