楊冬晗 李可欣 賈逸林 侯瑞麗 戈娜 李楠 郝允彤

microRNA122(miR-122)是肝臟中一種復雜的特異性microRNA，調節(jié)肝臟的多種生理病理過程。miRNAs是長度約為22個核苷酸大小的短的功能性非編碼RNA分子，是肝細胞基因網(wǎng)絡和通路的調節(jié)器，在肝臟疾病的進展中發(fā)揮著中心作用[1]。這種肝臟富集轉錄因子調控的miRNA能夠促進肝細胞的分化并調節(jié)脂質代謝，并且在作為抑制肝細胞增殖和惡性轉化的抑制因子方面具有顯著的活性。大多數(shù)miRNAs通過促進或抑制靶基因的翻譯來發(fā)揮負向調節(jié)的作用，少數(shù)有促進轉錄后翻譯的作用。miRNA經(jīng)常發(fā)生轉錄后修飾，這對miR-122 3'端在調節(jié)miRNA穩(wěn)定性方面非常重要。因此，本文將對非酒精性肝臟疾病中miR-122作用的相關研究進展作一綜述。

一、miR-122在肝臟中的功能

miR-122最初通過克隆和測序在小鼠組織中發(fā)現(xiàn)的，經(jīng)靶基因轉錄后表達減少，是一種肝臟特異性miRNA。通常情況下這種靶向涉及到miRNA和同源miRNA靶點之間的不完美堿基配對，會導致蛋白產(chǎn)生改變。miRNA在人體內密切參與肝損傷的發(fā)生和進展，并改變與疾病相關靶點的表達[2]。盡管最近一項研究表明在其他組織中，如人類和小鼠的呼吸系統(tǒng)中檢測到了miR-122，但表達量卻微不足道。miR-122的表達幾乎全部在肝細胞內，成人肝臟中約占miRNA總數(shù)的十分之七[3]。在胚胎發(fā)育過程中，miR-122的表達在小鼠和人類肝臟中都急劇上調，這提示miR-122可能在肝細胞分化和肝臟發(fā)育調控中發(fā)揮重要作用[4]。

miR-122的另一個獨特特點是調節(jié)晝夜規(guī)律，pri-miR-122在小鼠體內呈晝夜節(jié)律性調節(jié)。在晝夜周期中，pri-miR-122的轉錄抑制是由孤兒核受體驅動的，盡管pri-miR-122的轉錄具有明顯的晝夜節(jié)律效應，但成熟的miR-122水平并沒有明顯變化，這可能是因為它具有很高的穩(wěn)定性。miR-122在肝臟穩(wěn)態(tài)中最顯著的作用是調節(jié)膽固醇和甘油三酯代謝以及血液堿性磷酸酶水平，miR-122在小鼠和靈長類動物肝臟中能夠降低血漿膽固醇水平，卻不引起可檢測的肝臟毒性[5]。雖然miR-122調控膽固醇代謝的直接途徑尚未完全闡明，但間接調控膽固醇生物合成的基因可能很重要。此外，miR-122還可抑制靶mRNAs來調節(jié)系統(tǒng)鐵的穩(wěn)態(tài)，調節(jié)血色素沉著和血凝素這些miRNAs編碼鐵利用的激素的激活劑，因此，當miR-122水平降低時會出現(xiàn)缺鐵的現(xiàn)象。

二、miR-122與病毒性肝炎

(一)丙型肝炎 miR-122是肝細胞中最為豐富的miRNA，在丙型肝炎(hepatitis C virus, HCV)中有著非常明確的作用。目前，還沒有針對丙型肝炎的疫苗，尤其慢性丙型肝炎，它與肝硬化和肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的發(fā)展都顯著相關。miR-122是丙型肝炎病毒復制的宿主因子，通過抑制細胞周期G1在感染的細胞內起作用。另外，飲酒能夠增強丙型肝炎病毒的復制，用酒精處置丙型肝炎病毒感染的肝癌細胞后，細胞內miR-122的表達量會增加，負向調節(jié)細胞G1期的，通過上調miR-122的表達，miR-122的靶點能夠下調來促進HCV的復制。miR-122在丙型肝炎病毒感染中的作用首次被證實為內源性miR-122的隔離，與大多數(shù)通過結合mRNAs 3′UTR端來抑制目標miRNAs不同，HCV復制首先由基因組RNA轉譯病毒多蛋白，通過miR-122結合位點下游的一個內部核糖體進入位點介導反應，然后病毒蛋白通過膜結合復制復合體中的負鏈，介導病毒RNA的復制。miR-122與病毒內RNA 5′UTR中相鄰的兩個位點直接配對，增強了病毒的復制能力，潛在保護了它從5'到3'的外切酶活性或病毒RNA的細胞質傳感器。

(二)乙型肝炎 乙型肝炎病毒(HBV)是另一種主要的嗜肝DNA病毒，全球感染人數(shù)約為3.5億。HBV感染的發(fā)生會導致肝硬化、肝功能衰竭和肝癌的風險增加[6]。HBV感染的患者與健康對照組相比肝臟中miR-122的表達明顯降低，且miR-122水平與慢性乙型肝炎肝內病毒載量呈負相關，通過下調miR-122促進其復制和發(fā)病[7]。miR-122直接針對HBV前基因組RNA的一個保守的編碼乙肝病毒的區(qū)域。然而，miR-122與HBV RNA結合導致HBV蛋白表達、轉錄和復制抑制的確切機制尚待確定。此外，miR-122還間接干擾了乙肝病毒的復制，降低了HBV的表達。與HCV相比，HBV的感染降低了miR-122的表達，病毒載量與HBV感染者miR-122的表達呈負相關[8]。作用機制可能是所有的HBV mRNAs都含有miR-122結合位點，并可作為海綿來隔離miR-122。病毒誘導的抑制miR-122可能改變肝功能，并促進包括肝癌在內的肝病的發(fā)展。總之，這些由HBV引起的調控網(wǎng)絡的改變可能有助于肝癌的發(fā)展。

研究者從多個候選靶基因中鑒定出細胞周期蛋白G1為miR-122的靶基因，參與了HBV的復制[9]。過表達和敲低研究表明，細胞周期G1抑制了HBV轉染細胞中的病毒復制。研究發(fā)現(xiàn)，miR-122通過下調細胞周期G1，阻斷了細胞周期G1和p53之間的相互作用，通過允許p53特異性結合HBV增強因子，加強了p53介導的HBV的轉錄抑制。揭示了miR-122通過下調細胞周期G1或通過直接或間接結合細胞周期G1而下調p53或促進p53活性[10]。

三、miR-122與藥物性肝損傷

藥物誘導肝損傷(drug-induced liver injury, DILI)是指肝臟由于藥物的毒性作用或藥物過敏反應所引起的疾病，也稱藥物性肝病。常見可誘發(fā)肝損傷的藥物有乙酰氨基酚(acetaminophen, APAP)(解熱鎮(zhèn)痛藥)、異煙肼(抗結核藥物)等。

(一)乙酰氨基酚 miR-122在APAP所致的藥物性肝損傷中，其特異性和敏感性均高于傳統(tǒng)生物標志物ALT。在對APAP造成的DILI中，給予APAP處理后肝臟組織中miR-122水平先出現(xiàn)過表達，通過超越正常水平的抑制其下游靶基因的功能進而導致肝臟損傷，隨即miR-122從肝臟組織中釋放入血，此時肝臟組織中的miR-122水平開始下降，血漿中開始升高。miR-122作為APAP誘導肝細胞損傷的始動因素，上調可加重肝細胞損傷，下調可減輕肝細胞損傷。在APAP誘導小鼠肝損傷模型中發(fā)現(xiàn)，外周血中存在miRNA，小鼠在給藥后miR-122、-192、-193表達水平異常升高，而miR-710、-711、-483表達水平下調。miR-122出現(xiàn)異常的時間早于ALT、AST有可能作為肝損傷的早期診斷指標。

(二)異煙肼 miR-122的表達水平在異煙肼致大鼠肝損傷的實驗中與正常組實驗動物相比整體呈下降趨勢，并且隨著給藥時間的延長，表達量顯著下降[11]。在肝組織內僅有少量炎細胞浸潤時，miR-122就明顯下調，隨著給藥時間延長，肝組織損傷加重，miR-122的下調就越明顯。但在降低至最低水平時有回升，可能與肝組織受損后，肝臟的自我恢復和再生功能有關。在異煙肼誘導小鼠急性肝損傷的實驗中，miR-122相較于ALT、AST能夠更早更準確的反應肝臟的組織病理學變化。miR-122在疾病發(fā)展過程中表現(xiàn)出來下降趨勢可能與異煙肼的藥物代謝動力學有關，但具體機制尚不明確[12]。

四、miR-122與肝癌

肝癌是一種多因素引發(fā)的異質性疾病。目前，已經(jīng)證實miR-122是一種真正的腫瘤抑制因子。研究顯示，鼠源和人源的初級HCC中miR-122水平降低，說明它在腫瘤抑制因子中的潛在作用。當小鼠體內或是肝細胞中的miR-122被敲除后1年，這些小鼠就會逐步從脂肪性肝炎發(fā)展到肝纖維化，甚至肝癌[13]。同時，研究也發(fā)現(xiàn)，在肝臟易感的小鼠中，miR-122的缺失導致了強效肝致癌物質二乙基亞硝胺的生成，在腫瘤發(fā)生前誘導了膽道囊腫的形成，使HCC的發(fā)展提前[14]。

此外，miR-122在乙型肝炎病毒引起的肝癌中表達減少，卻在丙型肝炎相關肝癌中正?；蛏?。也許是miR-122在這兩種病毒的生命周期中的作用不同引起的。采用基因組表達譜分析發(fā)現(xiàn)，與肝癌非腫瘤組織相比，肝癌組織中miR-122表達減少，miR-122預測靶基因增加，可能導致線粒體代謝障礙。miR-122在HCC中表達的缺失與預后不良和轉移有關，miR-122的缺失促進了細胞的致瘤特性，如細胞遷移和侵襲，而miR-122的恢復則逆轉了這種表型[15]。肝腫瘤基因的異常表達影響細胞的生長和死亡，恢復其表達，可以逆轉肝癌細胞成瘤并預防和阻止肝癌的發(fā)展。許多miRNAs與多種癌基因或抑癌基因密切相關，肝細胞癌中的miR-122水平低于正常肝細胞中，這與預后不良有關。miR-122的過表達降低了肝癌細胞的致瘤特性，說明miR-122具有抑癌作用。影響肝癌miR-122表達降低的因素尚未完全闡明，但miR-122在腫瘤中的表達水平與幾種肝特異性轉錄因子的水平相關，提示這些蛋白具有調節(jié)作用。

現(xiàn)有的研究已經(jīng)確認miR-122的幾個靶基因參與了肝癌的發(fā)生，如ADAM10、血清反應因子、cyclin G1和Wnt1。miR-122在肝癌組織或細胞中的表達下調導致以上靶基因的表達增加。miR-122能夠抑制cyclin G1的表達，表達量的減少使細胞增殖加速進而發(fā)生癌變，miR-122的激活能有效抑制細胞的凋亡。另有研究表明，DNA甲基化也參與了肝特異性miR-122的表達調控，并且與肝癌細胞的凋亡密切相關，有望成為肝癌治療的新靶點[16]。

五、miR-122的應用及不足

miRNAs在幾乎所有肝病中的表達都發(fā)生了變化，對應用miRNA治療疾病起了強有力的推動作用。它們相對較小但涉及多種細胞通路的大量細胞靶點的能力使miRNAs成為有吸引力的治療靶點，但將其傳遞到特定的細胞類型或組織仍然是一個挑戰(zhàn)。靜脈注射AAV8血清型是肝臟基因治療較有希望的一種手段，插入突變的風險最小，一次給藥可以產(chǎn)生持續(xù)有效的表達，但轉基因的表達隨時間而下降；另外一種替代方法是LNP-DP1一種基于陽離子脂質的納米顆粒，用于將miR-122模擬物傳遞給使用化學致癌物二乙基亞硝胺的小鼠，可以穩(wěn)定血液循環(huán)，促進吸收LNP-DP1[17]。此外，miR-122的恢復也可使肝癌細胞對諸如阿霉素等化療藥物敏感，所以miR-122與化療藥物結合可能對肝癌有加和或協(xié)同作用。這些也印證了miR-122在治療HCC方面的潛能。

在藥物性肝損傷中，miRNA可以作為一種診斷和預后的生物標志物，如miR-122可作為撲熱息痛導致肝損傷的生物標志物，在藥物性肝損傷中使用撲熱息痛可使miR-122水平特異性升高。然而，獨立使用miR-122這種生物標志物進行診斷可能并不理想，因為它不能區(qū)分良性的臨床ALT升高和嚴重肝損傷，而且不能針對性的確定APAP的毒性。

miR-122在血清和血漿中具有較大的穩(wěn)定性，參與了肝臟功能的各個方面，調節(jié)其活性可能為治療乙肝和丙肝以及肝癌提供一種新的治療方法[18]。由于miR-122在肝臟中的功能以及在CHB和HCC中扮演的角色，所以在使用miR-122抑制劑治療HCC時，考慮miR-122的獨特性很重要，有望成為肝臟損傷的一個潛在標志。在CHB和HCC中觀察到肝內miR-122水平的顯著下降，抑制miR-122的表達可能有助于病毒感染和肝癌的持續(xù)發(fā)生。此外，考慮到miR-122的異常表達已與乙肝和肝癌合并，可以研究提高miR-122的水平來限制HBV感染或防止HCC的發(fā)展。

miR-122自從被發(fā)現(xiàn)就作為一種高表達的肝臟特異性非編碼RNA被廣泛研究，刺激HCV的復制，抑制HBV的復制，抑制肝癌的發(fā)生。在藥物性肝損傷中，miR-122是一個非常敏感和早期的指標，可能利用它在早期的藥物試驗中識別有可能引起肝損傷的藥物。未來的挑戰(zhàn)將是確定miR-122能否為肝病病因的現(xiàn)實臨床情況提供臨床預后評估，miR-122可以能夠早于其他指標來預示肝臟疾病，可以考慮作為診斷肝損傷的標準。

在疾病狀態(tài)下尤其是癌癥狀態(tài)下，使用microRNAs是一種很有前途的治療方法，可與經(jīng)典化療結合使用，以控制細胞內miRNA的水平。在HBV感染患者中，HCV陰性HCC患者中，甚至在預防肝硬化以及易感個體的癌前狀態(tài)的發(fā)展中靶向miR-122都是有益的，直接量化肝損傷特異性生物標志物miR-122將成為許多肝病診斷和預后的重大突破。