王冬燕 湯茂春 趙嚴(yán)

miRNA-155與胰腺疾病

王冬燕 湯茂春 趙嚴(yán)

microRNA(miRNA)是一類單鏈非編碼RNA，是與多種疾病發(fā)生發(fā)展有關(guān)的新的調(diào)節(jié)分子家族之一。miRNA不編碼蛋白，具有高度的保守性、時(shí)序性和組織特異性，通過與靶mRNA的3′端非編碼區(qū)3′-UTR結(jié)合，降解或者抑制mRNA的翻譯，導(dǎo)致靶基因的轉(zhuǎn)錄后沉默，從而參與靶基因功能的調(diào)節(jié)[1-3]。miR-155位于人類21號(hào)染色體的非編碼轉(zhuǎn)錄體BIC第3個(gè)外顯子內(nèi)，是一個(gè)多功能 miRNA，它在多種炎癥、自身免疫性疾病、腫瘤(結(jié)直腸癌、肝癌、胰腺癌、胃癌)等人體多種病理生理過程中發(fā)揮重要作用。miR-155在活化的各種免疫細(xì)胞中表達(dá)普遍升高，是免疫系統(tǒng)最主要的miRNA之一，參與天然免疫應(yīng)答和特異性免疫應(yīng)答。本文就miR-155在胰腺相關(guān)疾病中的作用做一綜述。

一、miR-155與免疫系統(tǒng)及炎癥的關(guān)系

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)miRNAs參與免疫系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展及病理生理性免疫應(yīng)答反應(yīng)。miR-155是免疫系統(tǒng)最重要的miRNA之一，miR-155敲除的小鼠表現(xiàn)為免疫缺陷，機(jī)體抵抗微生物入侵的能力降低。近年來，miR-155在免疫應(yīng)答反應(yīng)中的作用得到廣泛的研究，其在活化的免疫細(xì)胞中表達(dá)明顯升高[4]，不僅參與天然免疫，而且在特異性免疫中也起重要的作用。miR-155是目前發(fā)現(xiàn)的靶基因最多的miRNAs之一，可以直接作用于多種基因，如轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子、蛋白受體及酶類等，發(fā)揮其調(diào)節(jié)和輔助等功能。目前在巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞中，miR-155的靶基因有IKKε、FADD、SOCS1、TNF和BACH1等，它們通過調(diào)節(jié)JNK及IFN信號(hào)通路、NF-κB、AP-1等調(diào)節(jié)天然免疫應(yīng)答反應(yīng)。B細(xì)胞中的miR-155靶基因有c-MAF、PU．1、AID和SHIP等，它們分別在B細(xì)胞成熟、產(chǎn)生高親和力抗體、記憶性B細(xì)胞的形成和體細(xì)胞高頻突變中起重要的作用。T細(xì)胞中的miR-155通過直接作用于c-MAF、IFN-gRα、SOCS1及Smad2等維持輔助性T細(xì)胞分化的平衡及內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

miR-155在多種炎癥性疾病中異常表達(dá)，并與這些疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。O′Connell等[5]發(fā)現(xiàn)，miR-155的表達(dá)與自身免疫性腦脊髓炎(EAE)的發(fā)生密切相關(guān)，miR-155-/-小鼠不能發(fā)展為EAE。他們還發(fā)現(xiàn)，miR-155除了促進(jìn)巨噬細(xì)胞釋放炎癥性細(xì)胞因子，更重要的是可以促進(jìn)促炎性輔助性T細(xì)胞(Th1和Th17)的分化。然而，這正是導(dǎo)致EAE發(fā)生的直接因素。Bluml等[6]發(fā)現(xiàn)，miR155-/-小鼠在Th17細(xì)胞中發(fā)生極化現(xiàn)象，Th17細(xì)胞因子IL-17、IL-22生成減少。這些研究表明Th17細(xì)胞與miR-155密切相關(guān)，miR-155通過影響T細(xì)胞分化而參與疾病炎癥進(jìn)程的，在炎癥發(fā)生過程中起著重要的促炎癥效應(yīng)。

二、miR-155與AP的關(guān)系

在AP發(fā)病過程中，早期全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)引起的MODS和晚期感染壞死是AP患者死亡最重要的兩個(gè)“事件”，炎癥是這兩個(gè)事件的核心問題。實(shí)驗(yàn)證明胰腺水腫、壞死、滲出后，激活淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞釋放促炎因子IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α、IL-17、IL-23等，而抗炎因子IL-4、IL-10降低，導(dǎo)致促炎-抗炎因子平衡紊亂，從而產(chǎn)生SIRS和MODS直至死亡[7]?；谏鲜鲇^點(diǎn)可以把重癥急性胰腺炎(SAP)看成一種全身系統(tǒng)疾病，從AP 發(fā)生SIRS再到并發(fā)MODS，機(jī)體出現(xiàn)免疫過激和免疫抑制先后并呈的病理生理改變，免疫過激與AP早期的多器官衰竭有關(guān)，而免疫抑制則是胰腺中后期感染的潛在誘因[8]。

研究發(fā)現(xiàn)[9]CD4+T細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)小鼠AP組織損傷發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。小鼠CD4+T細(xì)胞經(jīng)體外刺激后產(chǎn)生大量Th1效應(yīng)相關(guān)的促炎癥細(xì)胞因子(IFN-γ、TNF-α)以及Th17相關(guān)的促炎癥細(xì)胞因子IL-17A[10-11]。近年來眾多研究及實(shí)驗(yàn)證實(shí)，AP大鼠及患者血清中促炎癥細(xì)胞因子(如TNF-α、IL-17、IL-23)明顯增多，SAP大鼠及患者血清中含量更高，且促炎因子的血清水平與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)[12-13]。AP過程中，具有免疫調(diào)節(jié)功能的CD4+T細(xì)胞Treg下調(diào)，不能維持免疫正常狀態(tài)，從而進(jìn)一步放大胰腺局部免疫應(yīng)答，促使SAP的發(fā)生[14]。因此CD4+T細(xì)胞參與了AP的炎癥過程，而Th1、Th17細(xì)胞功能的變化參與AP發(fā)生及AP從輕型向重型的發(fā)展。由此可以認(rèn)為miR-155可能通過多種途徑影響免疫體統(tǒng)，調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)，從而參與了AP的發(fā)展歷程。

臨床上評(píng)估和判斷AP嚴(yán)重程度的指標(biāo)包括血清鈣、CRP、PCT及BASAP、Ranson、APACHEⅡ、Balthazar CT評(píng)分等。但血液學(xué)檢查中所有指標(biāo)均缺乏高度特異性,除了胰腺炎可引起CRP和血漿PCT指標(biāo)的變化外，還有其他感染性疾病也能引起其升高。Ranson評(píng)分需要發(fā)病48 h內(nèi)的生理指標(biāo)，有時(shí)無法在發(fā)病初期明確疾病嚴(yán)重程度，缺乏早期優(yōu)勢(shì)；APACHEⅡ評(píng)分則受到年齡、既往其他系統(tǒng)疾病影響，計(jì)分多而復(fù)雜，對(duì)局部病變情況反應(yīng)不夠充分；CT評(píng)分主要針對(duì)胰腺壞死情況，在早期評(píng)估AP嚴(yán)重程度上有一定局限性[15]。研究發(fā)現(xiàn)AP患者miR-155的表達(dá)與AP的嚴(yán)重程度有著密切的關(guān)系。林姝等[16]通過對(duì)28例中、重度AP和32例輕度AP患者的血清標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，miR-155表達(dá)量顯著下調(diào)，并且miR-155與MCTSI、BISAP、Ranson、APACHEⅡ評(píng)分均相關(guān)(P<0.05)；ROC曲線下面積0.882，預(yù)測(cè)AP的最佳cut-off值為3.55，敏感性92.5%，特異性85.7%?？梢妋iR-155對(duì)AP嚴(yán)重程度有一定的預(yù)測(cè)作用。

三、miR-155與慢性胰腺炎的關(guān)系

臨床上診斷慢性胰腺炎(CP)的方法首選胰腺CT，還可以經(jīng)內(nèi)鏡逆行膜膽管造影(endoscopic retrograde cholangiopan creatography，ERCP)以及胰腺功能檢測(cè)(pancreas function test，PFT)來明確診斷。但經(jīng)影像學(xué)以及內(nèi)鏡檢查后，仍然有5%～10%的患者無法確切診斷。miR-155在CP中有所增加，但胰腺癌血漿miR-155表達(dá)量顯著高于CP及正常對(duì)照組(P<0.05)，胰腺癌對(duì)CP的AUC為0.762(95%CI0.678～0.846)，敏感性和特異性分別為64.5%和73.8%，胰腺癌對(duì)正常對(duì)照組+CP組的AUC為0.829(95%CI0.767～0.892)，敏感性和特異性分別為62.9%和84.5%[17]，這一結(jié)果有助于CP與胰腺癌的鑒別診斷，從而提高正確率，降低誤診的發(fā)生。

四、miR-155與胰腺癌的關(guān)系

最新研究發(fā)現(xiàn)，miRNA表達(dá)與多種癌癥相關(guān)，大約50%被人類認(rèn)識(shí)的miRNAs在基因組上定位于與腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)。miR-155在Burkitt淋巴瘤中表達(dá)量上升了100倍，Hodgkin淋巴瘤等腫瘤中miR-155水平也有提高。因此，miR-155可能是作為一個(gè)癌基因和MYC協(xié)同作用。Caponi等[18]的多中心研究評(píng)估了miR-21、miR-155和miR-101作為胰腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液性腫瘤(intraductal papillary mucinous neoplasms，IPMNs)潛在生物標(biāo)志物的意義時(shí)發(fā)現(xiàn)，侵入性IPMNs與非侵入性IPMNs相比以及非侵入性IPMNs與正常組織相比，miR-21和miR-155呈現(xiàn)差異性高表達(dá)。相反，miR-101水平在非侵入性IPMNs和正常組織中明顯高于侵入性IPMNs水平。而Yu等[19]分析34例胰腺上皮內(nèi)瘤(PanIN)和15例正常胰管樣品的735種miRNAs，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于微小非腫瘤性導(dǎo)管上皮細(xì)胞，miR-155在PanIN-2(2.6倍，P=2.6)和PanIN-3(7.4倍，P=7.4)中過表達(dá)[20]。表明miR-155在胰腺導(dǎo)管癌的癌前病變中高表達(dá)，提示miR-155表達(dá)升高是胰腺癌發(fā)生發(fā)展的早期事件。

miR-155在胰腺癌中可以抑制多種抑癌基因表達(dá)，起到了癌基因的作用。胰腺癌早期TP53INP1缺失，誘導(dǎo)TP53INP1過表達(dá)后可見細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期停滯。有研究發(fā)現(xiàn)，胰腺導(dǎo)管癌和癌旁組織中TP53INP1 mRNA表達(dá)水平相似，而癌組織中未見TP53INP1蛋白的表達(dá)，提示miR-155有效抑制TP53INP1轉(zhuǎn)錄后的翻譯[21]。Liu等[22]應(yīng)用RT-PCR技術(shù)檢測(cè)42例胰腺癌組織及癌旁組織的miR-155表達(dá)及人sel-1樣(human sel-1-like，SEL1L)基因 mRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)兩者表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步通過熒光素酶檢測(cè)和瞬時(shí)高表達(dá)miRNA的方法證實(shí)胰腺癌細(xì)胞系中SEL1L是miR-155的靶基因。抑癌基因SEL1L在胰腺導(dǎo)管腺癌中表達(dá)顯著減少[23]。Liu等[24]分別將miR-155模擬物及抑制物轉(zhuǎn)染到胰腺癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)miR-155的表達(dá)與MutL同源基因1(MutL homologs，MLH1)蛋白的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。MLH1蛋白表達(dá)與胰腺癌分化及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，熒光素酶活性檢測(cè)提示MLH1是miR-155的靶基因。SOCS1對(duì)JAK/STAT3信號(hào)通路有負(fù)調(diào)控作用[25]，并且在乳腺癌中被證明為miR-155的靶基因[26]。Huang等[27]將miR-155的模擬物及抑制物轉(zhuǎn)染到胰腺癌細(xì)胞PANC1和CaPan-2，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染miR-155模擬物的癌細(xì)胞miR-155的表達(dá)上調(diào)，侵襲力和遷移能力增強(qiáng)，同時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT-3)蛋白的表達(dá)上調(diào)，而SOCS1蛋白的表達(dá)顯著下調(diào)，提示miR-155調(diào)控胰腺癌細(xì)胞的侵襲和遷移是通過下調(diào)SOCS1基因的表達(dá)，從而調(diào)控STAT-3信號(hào)通路而實(shí)現(xiàn)的。

miR-155對(duì)胰腺癌診斷、療效監(jiān)測(cè)和預(yù)后判斷也有一定價(jià)值。Kong等[28]用RT-PCR的方法檢測(cè)35例胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)患者、15例CP患者及15例健康人的血漿中7個(gè)miRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)miR-155及miR-196a可以區(qū)分病變胰腺(PDAC/CP)及正常胰腺，提示miR-155可以作為一線篩查PDCA的血漿標(biāo)志物。LaConti等[29]采用RT-PCR檢測(cè)p48-Cre/LSL-KrasG12D轉(zhuǎn)基因胰腺癌模型小鼠的miRNA表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)腫瘤組織及血漿miR-155均表達(dá)上調(diào)。用吉西他濱處理該小鼠后，小鼠血漿中的miR-10及miR-155表達(dá)水平分別降低了30倍和60倍，提示這兩個(gè)miRNA可能是觀察胰腺癌療效的標(biāo)志物。Papaconstantinou等[30]采用RT-PCR檢測(cè)了88例胰腺癌及98例癌旁組織或器官捐獻(xiàn)的正常胰腺組織中的9個(gè)miRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)胰腺癌組織miR-155、miR-21高表達(dá)與臨床分期(T3、T4)呈正相關(guān)，并且兩者都是預(yù)后不良的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。

胰腺癌的miR-155表達(dá)增高，提示其可能作為胰腺癌早期診斷的特異性腫瘤標(biāo)志物。對(duì)于胰腺癌高?；颊呖陕?lián)合檢測(cè)miRNA表達(dá)及CA19-9、CA242、CEA等血清標(biāo)記物以提高對(duì)胰腺癌的診斷。在AP中，miR-155表達(dá)增高也具有一定的診斷意義。但一個(gè)miRNA可調(diào)控多個(gè)靶基因，而一個(gè)靶基因也可以由多個(gè)miRNA調(diào)控。因此，如何聯(lián)合檢測(cè)miR-155的表達(dá)水平，從而提高胰腺癌的早期診斷效率、提高對(duì)AP疾病嚴(yán)重程度的判斷是今后研究中所需要深度探討的內(nèi)容。

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(本文編輯：屠振興)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2017.05.018

國(guó)家科學(xué)自然基金面上項(xiàng)目(81570578)

200072 上海，同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院消化科

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2016-10-25)