蘇夢(mèng)云，雷鐵池

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院皮膚科，武漢 430060)

白癜風(fēng)是臨床常見(jiàn)的局限性或泛發(fā)性色素脫失性疾病，全球白癜風(fēng)的發(fā)病率為0.5%～2%[1-2]。白癜風(fēng)病變組織的病理學(xué)特征為白斑皮損區(qū)黑素細(xì)胞功能的破壞以及黑素細(xì)胞數(shù)目的減少，以肉眼可見(jiàn)的色素脫失斑為主要臨床表現(xiàn)，發(fā)生于顏面部、四肢等皮膚暴露部位的白斑，具有一定的損容性，對(duì)患者尤其對(duì)青少年的身心健康及社交產(chǎn)生消極影響[3-4]。目前白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，所涉及的致病因素主要包括自身免疫因素、氧化應(yīng)激因素、黑素細(xì)胞自毀因素、神經(jīng)精神因素以及遺傳易感因素等[5-6]。微RNA(microRNA，miRNA)是一類單鏈非編碼RNA，通過(guò)靶向特異性結(jié)合靶基因的3′非翻譯區(qū)啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控，達(dá)到降解靶基因及抑制翻譯的目的。近年來(lái)，多項(xiàng)研究表明，miRNA在生物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著重要的調(diào)控作用，分別參與了細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及腫瘤的轉(zhuǎn)移和侵襲等過(guò)程，部分miRNA已成為某些疾病診斷及預(yù)后判斷的生物學(xué)指標(biāo)物[7-10]。白癜風(fēng)患者相關(guān)miRNA的異常表達(dá)證實(shí)，miRNA在白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制中具有重要作用[11]。目前，臨床缺乏有效的白癜風(fēng)治療手段，迫切需要尋找監(jiān)測(cè)有害免疫事件發(fā)生的有效生物學(xué)指標(biāo)，以便于預(yù)測(cè)白癜風(fēng)進(jìn)展，評(píng)估治療效果及治療后復(fù)發(fā)情況?，F(xiàn)就近年來(lái)miRNA在白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 miRNA的生物合成過(guò)程

miRNA存在于真核細(xì)胞生物中，由20～22個(gè)核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼單鏈小RNA，其作用機(jī)制是通過(guò)與靶基因的3′非翻譯區(qū)特異性結(jié)合，抑制翻譯及降解靶基因，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控，參與約30%的人類基因組調(diào)控[12-14]。在真核生物細(xì)胞核內(nèi)，miRNA由RNA聚合酶Ⅱ/Ⅲ轉(zhuǎn)錄而來(lái)，率先生成具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的最初轉(zhuǎn)錄本初級(jí)miRNA(pri-miRNA)，其中包括聚合酶A尾和7′甲基化帽子結(jié)構(gòu)，隨后在RNA酶Ⅲ Drosha、RNA結(jié)合蛋白以及迪喬治綜合征危象區(qū)基因8的作用下，形成約70個(gè)核苷酸大小的環(huán)狀前體miRNA(pre-miRNA)，繼而由核轉(zhuǎn)運(yùn)子5(exportin 5)將其從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移至細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在RNA內(nèi)切酶Dicer酶的作用下生成雙鏈miRNA，經(jīng)過(guò)RNA解旋酶解旋后，其中一條鏈被迅速降解，另一條鏈則發(fā)育為成熟miRNA，隨即與Argonaute(AGO)蛋白家族相結(jié)合，形成了RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，該復(fù)合體通過(guò)與靶基因3′非翻譯區(qū)特異性結(jié)合，達(dá)到降解靶基因的目的[15-16]。

2 miRNA與白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制

2.1miRNA與氧化應(yīng)激 內(nèi)源性或外源性因素，如紫外線照射、創(chuàng)傷、應(yīng)激、感染等均會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)活性氧類(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生，而氧化應(yīng)激是白癜風(fēng)發(fā)生的始動(dòng)因素[17]。研究表明，白癜風(fēng)患者體內(nèi)存在氧化及抗氧化系統(tǒng)的失衡，導(dǎo)致表皮黑素細(xì)胞損傷，且白癜風(fēng)皮損邊緣處過(guò)氧化氫水平顯著升高，為正常生理水平的1 000～10 000倍，表明白癜風(fēng)患者皮損處存在過(guò)氧化氫蓄積過(guò)度[18]。目前，關(guān)于miRNA在氧化應(yīng)激條件下誘導(dǎo)黑素細(xì)胞變性死亡的分子機(jī)制尚不清楚。通過(guò)測(cè)序分析比較白癜風(fēng)患者與正常健康人群血清miRNA的研究顯示，白癜風(fēng)患者有48種miRNA的表達(dá)較正常人群高4倍以上，其中l(wèi)et-7b、miR-16、miR-451、miR-25、miR-15b的表達(dá)量最高[17]。分別將miR-25 mimic(模擬物)和miR-25 inhibitor(抑制劑)轉(zhuǎn)入黑素細(xì)胞，進(jìn)而對(duì)過(guò)氧化氫環(huán)境下黑素細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，模擬物組黑素細(xì)胞凋亡率明顯增加，而抑制劑組則相反，證實(shí)miR-25過(guò)表達(dá)不僅降低了抗凋亡B淋巴細(xì)胞2的表達(dá)，同時(shí)也上調(diào)了促凋亡蛋白的表達(dá)，包括B淋巴細(xì)胞2相關(guān)X蛋白、胱天蛋白酶-3、胱天蛋白酶-9等的活性，并可促進(jìn)氧化應(yīng)激環(huán)境下黑素細(xì)胞的凋亡，證實(shí)了miR-25與白癜風(fēng)病理發(fā)生的相關(guān)性[19]。此外，miR-25過(guò)表達(dá)還可抑制酪氨酸酶、酪氨酸酶相關(guān)蛋白1、酪氨酸酶相關(guān)蛋白2等黑素合成相關(guān)蛋白的表達(dá)，并可抑制酪氨酸酶的活性，從而減少黑色素的生成。除直接作用于黑素細(xì)胞外，氧化應(yīng)激條件下miR-25 mimic還可抑制角質(zhì)形成細(xì)胞生長(zhǎng)因子(如干細(xì)胞生長(zhǎng)因子、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子)的產(chǎn)生及分泌，使用miR-25 mimic處理后的上清液再次處理黑素細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)氧化氫氧化后，miR-25過(guò)表達(dá)的角質(zhì)形成細(xì)胞喪失了對(duì)黑素細(xì)胞的保護(hù)能力，導(dǎo)致黑素細(xì)胞凋亡增加，可見(jiàn)氧化應(yīng)激能夠促使miR-25啟動(dòng)子區(qū)域脫甲基化，誘導(dǎo)黑素細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞中miR-25表達(dá)的增加，通過(guò)直接作用促進(jìn)黑素細(xì)胞的變性凋亡，亦可在氧化應(yīng)激下通過(guò)干預(yù)角質(zhì)形成細(xì)胞旁分泌間接促進(jìn)黑素細(xì)胞的凋亡[19]。

張瑩[20]對(duì)過(guò)氧化氫處理人永生化黑素細(xì)胞系PIG1及PIG3V進(jìn)行miRNA芯片技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，miR-93、miR-320b、miR-423-5p在兩種黑素細(xì)胞系的表達(dá)存在差異性變化。聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)結(jié)果顯示，僅miR-423-5p的表達(dá)水平與miRNA芯片結(jié)果相一致；且生物學(xué)軟件分析顯示，谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase，GSTM1)可能作為miR-423-5p的靶基因[21]。將特異性miR-423-5p前體物及抑制物分別轉(zhuǎn)染至PIG1、PIG3V兩種黑素細(xì)胞中，借以調(diào)控miR-423-5p表達(dá)的研究顯示，在氧化應(yīng)激(過(guò)氧化氫)環(huán)境下，經(jīng)miR-423-5p前體物處理黑素細(xì)胞組miR-423-5p表達(dá)水平較未經(jīng)miR-423-5p轉(zhuǎn)染組明顯上調(diào)，凋亡比例顯著增大，細(xì)胞活力降低，細(xì)胞內(nèi)ROS及丙二醛水平異常升高，而經(jīng)抑制物處理黑素細(xì)胞組miR-423-5p表達(dá)水平下降，細(xì)胞活力增加，凋亡細(xì)胞比例減少，細(xì)胞內(nèi)ROS、丙二醛水平降低，證實(shí)miR-423-5p很可能通過(guò)特異性靶向結(jié)合GSTM1參與白癜風(fēng)氧化應(yīng)激過(guò)程，miR-423-5p表達(dá)水平的變化將直接影響GSTM1蛋白水平的表達(dá)[20]。綜上所述，miR-423-5p通過(guò)下調(diào)GSTM1表達(dá)參與白癜風(fēng)的氧化應(yīng)激損傷過(guò)程，是調(diào)控人黑素細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的危險(xiǎn)性因素。

白癜風(fēng)皮損中受損黑素細(xì)胞的抗氧化能力及線粒體能量代謝均出現(xiàn)異常，使其對(duì)氧化應(yīng)激的敏感性增強(qiáng)，易導(dǎo)致黑素細(xì)胞的退化變性[22]。機(jī)體內(nèi)ROS的過(guò)度蓄積可以導(dǎo)致細(xì)胞膜過(guò)氧化，線粒體膜電位降低導(dǎo)致白癜風(fēng)表皮中黑素細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞發(fā)生空泡化及凋亡。Sahoo等[23]發(fā)現(xiàn)，白癜風(fēng)皮損中miR-211表達(dá)水平顯著下降，可通過(guò)靶向結(jié)合過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1及過(guò)氧化物酶體增殖物活化受體γ協(xié)同刺激因子1α基因(線粒體及糖原合成的關(guān)鍵調(diào)控子)的3′非翻譯區(qū)，使兩者表達(dá)水平上調(diào)，降低線粒體氧化磷酸化復(fù)合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的水平，導(dǎo)致線粒體能量代謝異常及結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而導(dǎo)致體內(nèi)ROS水平的升高，大量ROS蓄積導(dǎo)致黑素細(xì)胞核DNA破壞，產(chǎn)生大量促炎因子及抗黑色素合成細(xì)胞因子，引起細(xì)胞毒性反應(yīng)，通過(guò)刺激機(jī)體發(fā)生自身免疫反應(yīng)參與白癜風(fēng)的發(fā)生。

2.2miRNA與自身免疫因素 白癜風(fēng)是由T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病。目前，血清中已檢測(cè)出部分功能性miRNA，并已作為臨床多種疾病預(yù)測(cè)、診斷、預(yù)后判斷和治療的生物學(xué)指標(biāo)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，將Tyrp1B-WRag1-/-Tyrp1特異性轉(zhuǎn)基因鼠的CD4+T細(xì)胞轉(zhuǎn)入敲除Rag1小鼠5～6周后，宿主小鼠發(fā)生白癜風(fēng)；8周后，色素脫失面積大于體表面積50%時(shí)，白癜風(fēng)小鼠血清中的188種miRNA在兩組中均表達(dá)，20種miRNA存在明顯的差異性表達(dá)，其中 miR-146a、miR-191、miR-342-3p在白癜風(fēng)小鼠中表達(dá)增加[24]。另有研究顯示，miR-146a不僅可調(diào)控CD4+T及自然殺傷細(xì)胞的功能，還可促進(jìn)腫瘤壞死因子-α的產(chǎn)生，并可上調(diào)巨噬細(xì)胞活性，這一調(diào)控機(jī)制可能是miR-146a參與白癜風(fēng)病理發(fā)生的重要基礎(chǔ)[25]。此外，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者外周血單核細(xì)胞中miR-146a的表達(dá)明顯亦增加，是正常人群的2.6倍，表明miR-146a也參與了其他自身免疫性疾病的發(fā)生[26]。對(duì)非節(jié)段型白癜風(fēng)(non-segmental vitiligo，NSV)患者與健康人群血清miRNA的研究證實(shí)，miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b和miR-92與機(jī)體免疫相關(guān)，miR-17-92簇在輔助性T細(xì)胞1的應(yīng)答中具有重要作用，其中白癜風(fēng)患者血清miR-19a和miR-19b呈高表達(dá)，通過(guò)干擾素抑制T細(xì)胞產(chǎn)生，通過(guò)調(diào)控輔助性T細(xì)胞1的應(yīng)答參與白癜風(fēng)的發(fā)生[27]。

miR-155是一種促炎miRNA，當(dāng)病毒入侵機(jī)體或腫瘤形成時(shí)，miR-155及其靶基因細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-1可調(diào)控CD8+效應(yīng)T細(xì)胞。 miR-155缺失不僅可顯著下調(diào)CD8+效應(yīng)T細(xì)胞的累積效應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)失控；還可通過(guò)細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-1的蓄積調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子5的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞因子缺乏[28]。研究表明，白癜風(fēng)患者表皮中miR-155的表達(dá)增加，而腫瘤壞死因子-α、α干擾素、γ干擾素及白細(xì)胞介素-1β等炎癥因子可誘導(dǎo)黑素細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞中miR-155的表達(dá)，上述炎癥因子表達(dá)增加不僅可通過(guò)抑制黑素細(xì)胞分化及黑素合成相關(guān)基因的表達(dá)減少黑色素合成，還可通過(guò)與靶基因細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-1的3′非翻譯區(qū)特異性的結(jié)合調(diào)控機(jī)體CD8+效應(yīng)T細(xì)胞，導(dǎo)致白癜風(fēng)病理發(fā)生[29]。

熱激蛋白(heat shock protein，HSP)60、HSP70和糖蛋白96是機(jī)體氧化應(yīng)激及自身免疫反應(yīng)的重要調(diào)控因子。HSP可激活樹(shù)突狀細(xì)胞，促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞的吞噬作用，進(jìn)而激活機(jī)體免疫反應(yīng)。在氧化應(yīng)激條件下，機(jī)體miR-1表達(dá)增加，通過(guò)靶向結(jié)合HSP60和HSP70的3′非翻譯區(qū)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[30]。在白癜風(fēng)皮損及非皮損組織中，HSP60和HSP70存在差異性表達(dá)，表明HSP70i參與了白癜風(fēng)的脫色過(guò)程。將包含編碼Tyrp-1質(zhì)粒(一種比酪氨酸相關(guān)蛋白-2更強(qiáng)的抗原，以檢測(cè)出最小的脫色反應(yīng))的疫苗接種于野生型C57小鼠及HSP70i敲除小鼠4周后發(fā)現(xiàn)，HSP70i敲除小鼠未出現(xiàn)色素脫失，而16.9%的野生型C57小鼠疫苗接種位置出現(xiàn)了色素脫失斑；與HSP70i敲除小鼠相比，野生型鼠浸潤(rùn)T細(xì)胞數(shù)量明顯增加(>58%)，其中絕大多數(shù)T細(xì)胞僅表達(dá)CD3+CD8，少數(shù)位于真皮的T細(xì)胞可表達(dá)CD3+CD4+，推測(cè)miR-1通過(guò)靶向結(jié)合HSP70i影響T細(xì)胞表達(dá)，在白癜風(fēng)色素脫失過(guò)程中起到一定的作用[31]。

2.3miRNA單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)與白癜風(fēng)易感性 除上述因素外，白癜風(fēng)的發(fā)生與進(jìn)展與遺傳因素相關(guān)，個(gè)體基因突變與白癜風(fēng)易感性相關(guān)。SNP是最常見(jiàn)的人類基因突變形式，可影響基因的表達(dá)、轉(zhuǎn)錄、翻譯、修飾等，在疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[32-33]。目前，SNP可用于預(yù)測(cè)個(gè)體的藥物反應(yīng)、對(duì)毒性環(huán)境因素的敏感性以及罹患某種疾病的風(fēng)險(xiǎn)。miRNA基因SNP的研究有助于進(jìn)一步了解miRNA在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用。因此，有研究首次通過(guò)聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)分析中國(guó)漢族人群miR-196a-2成熟區(qū)rs11614913的SNP與白癜風(fēng)的關(guān)系，并對(duì)rs2910164、rs2292832、rs11614913、rs3746444四個(gè)SNP位點(diǎn)的基因型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析證實(shí)，與TT和TC的聯(lián)合基因型相比，miR-196a-2 CC基因型個(gè)體白癜風(fēng)的患病率降低；此外，通過(guò)生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，酪氨酸相關(guān)蛋白-1是miR-196a-2的靶基因，當(dāng)miR-196a-2成熟區(qū)rs11614913基因位點(diǎn)為C時(shí)，能夠更有效地結(jié)合并調(diào)控靶基因酪氨酸相關(guān)蛋白-1，使其表達(dá)水平下降，進(jìn)而使黑素細(xì)胞內(nèi)ROS減少，降低早期應(yīng)對(duì)過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞凋亡的比例，提高黑素細(xì)胞抗氧化應(yīng)激損傷能力，進(jìn)而降低白癜風(fēng)的患病風(fēng)險(xiǎn)[34]。

2.4miRNA與白癜風(fēng)疾病活動(dòng)度 全基因組關(guān)聯(lián)分析研究表明，白癜風(fēng)的易感基因與免疫調(diào)控相關(guān)，NSV患者體內(nèi)自然殺傷細(xì)胞以及由CD4+CD25+叉頭框蛋白p3+調(diào)控T細(xì)胞的數(shù)量和功能均存在缺陷[35]。對(duì)NSV患者及健康人群血清miRNA的檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，有31種血清miRNA在NSV患者和健康人群呈2倍以上差異性表達(dá)，其中12種miRNA存在3倍以上差異性表達(dá)，且miR-16、miR-19b、miR-720可作為區(qū)別NSV的最佳血清生物學(xué)標(biāo)志物。為進(jìn)一步驗(yàn)證血清miRNA改變與白癜風(fēng)嚴(yán)重性的關(guān)系，分別對(duì)皮損面積<30%、<50%、>50%白癜風(fēng)患者的基因分析發(fā)現(xiàn)，其中皮損面積>50%白癜風(fēng)患者血清miR-574-3p顯著下調(diào)，提示miR-574-3p可能與白癜風(fēng)的嚴(yán)重程度相關(guān)，但仍需進(jìn)一步研究的證實(shí)[35]。此外，miR-16在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、克羅恩疾病、潰瘍性結(jié)腸炎患者外周單核細(xì)胞的表達(dá)亦增加，且表達(dá)水平與疾病活動(dòng)度相關(guān)，可見(jiàn)，miR-16在NSV及其他自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用。

3 小 結(jié)

隨著RNA干擾技術(shù)的發(fā)展，miRNA成為研究皮膚疾病臨床診斷及疾病病理發(fā)生機(jī)制的新途徑。miRNA在白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制(氧化應(yīng)激、自身免疫、遺傳易感性)中發(fā)揮了重要的調(diào)控作用，如miR-25、miR-423-5p、miR-211、miR-146a等均參與了白癜風(fēng)的病理發(fā)生過(guò)程，但其確切機(jī)制尚需進(jìn)一步研究的證實(shí)。積極探尋相關(guān)miRNA分子，將為白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制的研究及臨床治療藥物的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)，隨著對(duì)miRNA的逐漸研究，其在皮膚病領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷深入，將為白癜風(fēng)等皮膚疾病的安全有效治療提供幫助。