龍富立 彭子明 馮 逢 林 鏞 張建玲 覃艷新 毛德文 韋艾凌,3▲
1.廣西中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院肝病科,廣西南寧 530023;2.廣西中醫(yī)藥大學研究生院,廣西南寧 530200;3.廣西中醫(yī)藥大學成人教育學院,廣西南寧 530001
microRNA(miRNA)是存在于真核生物中的一類具有調控功能的內源性非編碼RNA,科學家Ambros和Ruvkun 于1993年首次發(fā)現(xiàn)了miRNA:Lin-4[1],2000年人們發(fā)現(xiàn)了第二種被稱作let-7 的miRNA[2]。自此,miRNA 逐漸進入人們視野,對它的研究日漸增多。miRNA 基因通常是在細胞核內由RNA 聚合酶Ⅱ轉錄的,初級轉錄物是大的具有帽子結構(7MGpppG)和多聚腺苷酸尾巴(AAAAA)的pri-miRNA。pri-miRNA在核酸酶Drosha 和輔助因子Pasha 的聯(lián)合作用下,被處理成70 個核苷酸組成的pri-miRNA。RNA-GTP與exportin 5 將pre-miRNA 運輸到細胞質中,另一個核酸酶Dicer 將其剪切,形成22 個核苷酸長度的miRNA:miRNA 雙鏈。隨后,雙鏈進入RISC,其中一條成熟的單鏈miRNA 就保存在RISC 中,成熟的miRNA 結合到相應的mRNA 位點通過堿基互補配對調控基因表達,miRNA 基因轉錄表達過程見圖1。
最新的研究發(fā)現(xiàn),人類體中至少存在2588 種miRNA[3],其中miR-212 是新近發(fā)現(xiàn)的一種miRNA,它的表達在多種疾病中都發(fā)揮了重要作用,并將可能成為疾病重要的診斷、治療和預后工具。本文就miR-212 在幾種人類疾病發(fā)生和發(fā)展中的作用作一綜述。
癌癥是全球第二大死因,2018年約有960 萬人死于癌癥,占全球總死亡人數的1/6[4]。大約1/3 的癌癥死亡與以下五種因素相關:高體重指數、缺乏運動、水果和蔬菜攝入量低、使用煙草及飲酒,其中煙草使用是最為重要的致癌危險因素——22%的癌癥死亡與此相關[5]。導致癌癥高死亡率的原因主要是發(fā)現(xiàn)較晚以及無法獲得有效的治療。2017年,有統(tǒng)計表明[6],90%以上的高收入國家可提供檢查和治療服務,而低收入國家尚不足30%,因此,近70%的癌癥死亡發(fā)生在低收入和中等收入國家。隨著全球癌癥患者人數的逐年增加,癌癥帶來的經濟影響很大且在不斷劇增,僅2012年膀胱癌一項就花費了歐盟將近49 億歐元[7]。癌癥是全世界主要的健康問題,越來越多的研究人員研究癌癥的診斷、治療和機制,致力于開發(fā)出有效殺死癌細胞的靶向療法。
圖1 miRNA 基因轉錄表達過程
細胞凋亡是一種以細胞程序性死亡為特征的過程,被認為是細胞正常運轉、免疫系統(tǒng)正常工作、胚胎發(fā)育和化學誘導細胞死亡等多過程的重要組成部分[8]。miRNA 是一種非編碼RNA 分子,能夠在轉錄后調控參與細胞增殖、凋亡和分化等多種生物學過程的基因表達。相關研究表明,miR-212 與癌細胞凋亡有關。如Engraed-2(EN-2)被證實參與了前列腺癌(PCa)的發(fā)展[9],也被發(fā)現(xiàn)其表達降低可以誘導PCa 細胞凋亡[10],被認為是PCa 潛在的生物標志物。Zhou 及其團隊[11]的研究采用實時定量PCR 技術檢測到:與癌旁正常組織相比,癌組織內miR-212 水平顯著降低;后續(xù)通過熒光素酶試驗發(fā)現(xiàn)miR-212 的上調可以明顯抑制EN-2 的mRNA 和蛋白水平,最后得出結論:miR-212在PCa 細胞中的上調能夠靶向EN-2 誘導PCa 細胞凋亡,這表明miR-212 的水平高低能夠影響癌細胞凋亡情況。
免疫應答是指機體免疫系統(tǒng)受到抗原刺激后,機體為排除抗原,免疫活性細胞參與排除抗原活動的生理過程。人類主要組織相容性復合體(MHC)Ⅱ類分子主要由人類白細胞抗原-DP、人類白細胞抗原-DQ 和人類白細胞抗原-DR 組成,主要在樹突狀細胞(DC)以及單核-巨噬細胞內表達,已被證實其激活與胰腺癌預后良好相關[12],調節(jié)因子X-相關蛋白(RFXAP)是DC 合成MHCⅡ類分子重要的轉錄因子。miR-212-3p 能夠抑制胰腺癌DC 中RFXAP 的表達,從而誘導DC 免疫耐受,這可能會促進胰腺癌的發(fā)展,Ding 等[13]據此應用γ-干擾素(IFN-γ)刺激人胰腺癌細胞,發(fā)現(xiàn)IFN-γ 能夠抑制miR-212-3p,并能夠增加DC 細胞中RFXAP 和MHCⅡ類的表達,這是從免疫應答層面揭示治療胰腺癌的新分子機制,這一研究發(fā)現(xiàn)將會給胰腺癌患者的治療帶來新福音。
放療與化療是治療癌癥的兩種重要手段,越來越多的醫(yī)學研究表明,放療與化療的效應受到miRNA的影響。惡性膠質瘤是最常見的、死亡率最高的原發(fā)性惡性腦腫瘤,其預后差,侵襲速度快。即使是經過手術、放療或化療等治療手段后,惡性膠質瘤患者的中位生存期僅有12~14 個月[14],效果不盡如人意,迫切需要提高治療療效。乳腺癌易感基因1(BRCA1)是一種組織特異性腫瘤抑制因子[15],被認為可能與膠質瘤細胞的放射敏感性呈正相關。一項關于與膠質瘤細胞放療輻射效應有關的miRNA 研究[16]表示,高表達miR-212 促進了人膠質瘤U251、U-118MG 以及SHG-44 細胞株在接受5、10 Gy γ 輻射下的細胞集落形成情況,提示高表達miR-212 能夠誘導輻射抗性;后續(xù)EGFP 熒光報告提示,miR-212 可直接作用于BRCA1,對其表達產生負調控作用。以上結果均表明,miR-212 參與了對輻射的響應,并且調控了BRCA1的表達,這對于惡性膠質瘤的放療具有重要意義。
MI 是患者冠狀動脈堵塞后,致使心肌缺血缺氧,導致心肌細胞和非心肌細胞死亡,甚至心力衰竭[17]。引起MI 的因素[18]有很多,如年齡、高血壓、高膽固醇、糖尿病、吸煙史以及體重異常,當前MI 的主要治療手段是血管重建術,術后能夠提高患者的生存率。但是該技術并不適用于所有的MI 患者,并且容易失敗。近年來,miRNA 已成為心血管和血管生成領域的研究熱點。一項研究[19]表明,過表達的miR-212 激活MI 的PI3K/Akt 信號通路,抑制水通道蛋白9(AQP9),AQP9被認為過度表達會引起細胞凋亡率增加。在miR-212的作用下,AQP9 被沉默,這在MI 發(fā)生時阻止了心肌細胞凋亡,并且促進血管再生和心室重構。因此,miR-212 可能成為MI 治療的潛在分子靶點。
AS 是心血管疾病中最常見的一種,巨噬細胞在AS的發(fā)生發(fā)展過程中起著至關重要的作用,內膜下脂蛋白積累將巨噬細胞轉化為泡沫細胞,這是AS 的一個標志,也是AS 發(fā)生的關鍵一步[20]。sirtuin1(SIRT1)已被證明具有抗AS 作用[21],這一作用可能是通過抑制巨噬細胞泡沫化而達成[22]。Miao 等[23]進行了一項研究,結果表明,miR-212 過度表達使得THP-1 巨噬細胞內SIRT1 表達顯著下降,并且Western blot 分析顯示,miR-212 顯著抑制了THP-1 巨噬細胞內ABCA1的表達。ABCA1 是一種脂質轉運蛋白,在細胞膽固醇穩(wěn)態(tài)中起著重要作用,而巨噬細胞中膽固醇的清除能力是減少AS 的關鍵[24]。最終的研究結論是,miR-212在AS 病變過程中上調,阻斷了巨噬細胞內膽固醇外排,并且介導了巨噬細胞泡沫細胞的形成,這些結果為進一步研究miR-212 在預防AS 中的作用提供了有效的證據,值得進一步探究。
微管相關蛋白tau 具有促進神經元微管組裝和穩(wěn)定的功能[25],過度磷酸化的tau 異常聚集會導致神經退行性疾病,如AD。AD 患者常常表現(xiàn)為記憶力下降和認知功能障礙。Smith 等[26]利用小鼠進行了一項研究,在缺乏miR-132/212 的AD 小鼠模型中,tau 過度磷酸化的現(xiàn)象較為突出。在這之前,另一項研究發(fā)現(xiàn)了miR-132/212 在記憶形成和保留中的作用[27]。上述兩項研究結果提示,miR-132 和miR-212 水平與人類不溶性tau 蛋白和認知障礙相關,這些發(fā)現(xiàn)支持miR-132/212 在小鼠和人類tau 病理中的調控作用,為AD 治療發(fā)展提供新的選擇。
PD 是最常見的退行性疾病之一,特點是黑質致密部多巴胺能神經元進行性丟失。新的證據表明,sirtuin2(SIRT2)能夠影響神經退行性疾病,具體來說,抑制SIRT2 可減少多巴胺能神經元的丟失[28]。Sun 的研究小組[29]制備了MPTP 誘導的PD 小鼠模型,在PD模型中,研究人員發(fā)現(xiàn)SIRT2 蛋白水平明顯增加。而SIRT2 受到miR-212-5p 的負調控,miR-212-5p 的轉染降低了SIRT2 表達。具體而言,miR-212-5p 抑制SIRT2 可以通過促進包漿p53 依賴性自噬阻止多巴胺能神經元的丟失,p53 是SIRT2 的主要去乙?;孜?。綜上所述,該研究提供了miR-212-5p 和SIRT2介導的p53 依賴性自噬在PD 中的直接聯(lián)系,這一發(fā)現(xiàn)可能為SIRT2 抑制劑的開發(fā)、PD 的治療開辟新途徑。
miR-212 仍是目前較為陌生的miRNA 之一,盡管它已經被發(fā)現(xiàn)了在癌癥、心血管疾病、神經退行性疾病等方面的潛在作用,但這僅僅是冰山一角,其作用絕不僅僅于此。最新研究還有發(fā)現(xiàn)其在關節(jié)炎[30]以及調控人情緒[31]等方面亦扮演著較為重要的角色,這足以證明miR-212 在診斷和治療疾病以及相關藥物的研究開發(fā)方面具有巨大的潛力,非常值得醫(yī)學研究者做更深層次的研究和探索。