扶乾芳 李詩怡 張培培 謝迎賓

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科，濱州 256603

microRNA（miRNA）是一種非編碼RNA，大小為18～25個核苷酸，在真核生物中廣泛存在，其與信使RNA的3'端非編碼區(qū)（UTR）作用后使得信使RNA發(fā)生降解或翻譯終止。這一概念是Lagos-Quintana等［1］在2001年首次提出。1993年在秀麗隱桿線蟲中發(fā)現(xiàn)Lin-4，它是首次觀察到的miRNA［2］。隨著研究的進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)現(xiàn)的人類成熟miRNA的數(shù)量已經(jīng)超過了2 600個，這些miRNA調(diào)控細(xì)胞及 組 織 的 增 殖、遷 移、分 化 及 凋 亡 等［3］。本 文 就microRNA-181（miR-181）的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、作用機(jī)制、在眼科疾病中的表達(dá)及生物學(xué)功能進(jìn)行了綜述。

miR-181概述

miR-181家族包括4個成員（miR-181a/b/c/d）。它們是高度保守的miRNA［4］。在人類中，miR-181家族由6個前miRNA（miR-181a-1/2、miR-181b-1/2、miR-181c和miR-181d）組成［5］。大量研究表明，miR-181在細(xì)胞進(jìn)程中通過調(diào)控信號通路，從而對機(jī)體組織產(chǎn)生影響，如血液疾病、神經(jīng)疾病、眼病等的發(fā)生發(fā)展［6-8］。miR-181作用機(jī)制及其產(chǎn)生的結(jié)果在不同細(xì)胞中截然不同，在肝癌、胃癌等疾病中，miR-181發(fā)揮促癌作用。但另外研究顯示，在非小細(xì)胞肺癌、Burkitt淋巴瘤等疾病的發(fā)生、發(fā)展中miR-181起著抑癌基因的作用［9-12］。miR-181在相關(guān)疾病耐藥性及作為預(yù)后的檢測指標(biāo)中也發(fā)揮著作用［13］。同時，有研究發(fā)現(xiàn)miR-181在免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和心血管炎癥中發(fā)揮著作用［14］。隨著研究的進(jìn)展，miR-181相關(guān)的靶基因、靶蛋白及其調(diào)控的信號通路被揭示并證明，但miRNA作用機(jī)制復(fù)雜易變，仍有待深究。

miR-181作用機(jī)制

目前miR-181的作用機(jī)制仍有待研究。現(xiàn)已證實的是miRNA能夠促進(jìn)目標(biāo)基因的翻譯過程，miRNA轉(zhuǎn)錄加工形成前體miRNA是在細(xì)胞核中進(jìn)行，然后在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)一步剪切為成熟miRNA，與mRNA作用從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。由于miR-181在不同細(xì)胞、組織中作用的mRNA及信號通路的差異，所以產(chǎn)生的結(jié)果也各有相同。有實驗證實，miR-181家族成員可靶向作用于Bcl-2、p53、K-ras、c-myc、Atg5等基因，從而影響疾病的進(jìn)程，而涉及的信號通路包括Wnt/β-catenin、PTEN/PI3K、AKT/mTOR、TGF-β、STAT3、Notch2、NF-kB、MAPK、ERK、Smad等［15-25］。miR-181家族成員的含量變化可通過這些信號通路影響下游蛋白如PTEN、ANGPTL3、骨橋蛋白（OPN）、VEGF、c-Met、SIRT1蛋白等，進(jìn)而影響炎癥進(jìn)展、細(xì)胞凋亡、內(nèi)皮細(xì)胞生成及氧化應(yīng)激等［14，21，26-29］。

miR-181在眼科疾病中的研究進(jìn)展

在眼科疾病中，miR-181相關(guān)的研究起步晚且少，其中為數(shù)不多已報道的國外文獻(xiàn)主要集中于miR-181a/b與視網(wǎng)膜病變的相關(guān)研究。近些年，miR-181與晶狀體、視網(wǎng)膜病變的研究有所發(fā)展，于其他多種眼科疾病的相關(guān)研究也日漸增多。

1、視網(wǎng)膜疾病

1.1、視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞疾病2006年，Ryan等［30］在成年小鼠的視網(wǎng)膜中檢測到了miR-181，并證實miR-181在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（RGC）、內(nèi)叢狀細(xì)胞和內(nèi)核層（INL）中強(qiáng)烈表達(dá)［31-32］。2015年，Carrella等［33-34］通過敲除了miR-181a和miR-181b的medaka魚的眼部視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)，miR-181a/b的缺失會導(dǎo)致RGC軸突的生長延遲，并通過進(jìn)一步實驗證明miR-181a/b可通過負(fù)調(diào)控MAPK/ERK信號通路影響局部細(xì)胞骨架重排，從而調(diào)節(jié)RGC軸突生長和規(guī)范。2016年，He等［35］通過大鼠視網(wǎng)膜缺血再灌注（RIR）模型實驗發(fā)現(xiàn)miR-181a可能在RIR中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用，這為RIR神經(jīng)保護(hù)治療提供了潛在的治療靶點。2019年，Indrieri等［36］在構(gòu)建伴有線性皮膚損傷的小眼癥（MLS）水底魚模型和Leber遺傳性視神經(jīng)病變（LHON）小鼠模型實驗中發(fā)現(xiàn)miR-181a/b下調(diào)對視網(wǎng)膜神經(jīng)元細(xì)胞具有保護(hù)作用。2021年，Mead等［37］在外傷性視神經(jīng)擠壓（ONC）大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層（GCL）中miR-181d的表達(dá)水平隨著眼壓升高而顯著降低，但其具體作用機(jī)制仍有待做進(jìn)一步的深入研究。

1.2、視網(wǎng)膜血管疾病血管過度生成或新生血管在早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變、糖尿病視網(wǎng)膜病變和滲出性年齡相關(guān)性黃斑變性等眼部疾病中起著重要作用。2018年，Yang等［38］通過在人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞（HREC）中人工過表達(dá)miR-181a后發(fā)現(xiàn)HREC的增殖被抑制以及HREC管腔的形成顯著減少，同時檢測到miR-181a的過度表達(dá)顯著下調(diào)了Bcl-2和血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)。Yang等［38］還通過在氧誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜病變小鼠（OIR）模型中首次證明miR-181a具有強(qiáng)烈的抗血管生成作用。需要值得注意的一點是，Yang等［38］觀察到高劑量的miR-181a（在體外）失去了對內(nèi)皮細(xì)胞生長的抑制作用，這提示miR-181a濃度對內(nèi)皮細(xì)胞的抗增殖作用至關(guān)重要，具體解釋有待進(jìn)一步研究。2022年，Chen等［39］發(fā)現(xiàn)OIR模型組中miR-181a的表達(dá)水平顯著低于對照組，miRNA含量的改變可能是缺血性視網(wǎng)膜病變的機(jī)制之一。國內(nèi)對糖尿病視網(wǎng)膜病變（DR）患者的研究中發(fā)現(xiàn)DR患者外周血miR-181a水平下調(diào)，而VEGF水平升高，兩者關(guān)系密切，這一發(fā)現(xiàn)為DR的治療提供了新的思路［27］。

1.3、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（RB）RB是最常見的兒童眼部癌癥。有研究發(fā)現(xiàn)miR-181a在RB中可能通過調(diào)控細(xì)胞周期從而參與RB的進(jìn)展［40］。Ouyang等［41］發(fā)現(xiàn)miR-181a在RB發(fā)展過程中顯著下調(diào)，人工過表達(dá)miR-181a模擬物后可靶向抑制NRAS表達(dá)從而抑制RB細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，同時增強(qiáng)細(xì)胞凋亡。Tabatabaei等［42］在Rb大鼠體內(nèi)模型實驗中，發(fā)現(xiàn)miR-181a可以提高melphalan（美法侖是一種有效的化療藥物）治療效果，允許較低劑量的美法侖給藥，從而使該藥物的細(xì)胞毒副作用降至最低。

2、晶狀體疾病

近年來，miR-181對白內(nèi)障進(jìn)展的影響也逐漸被發(fā)現(xiàn)。Dong等［28］發(fā)現(xiàn)miR-181a在人后發(fā)性白內(nèi)障（PCO）附著的晶狀體上皮細(xì)胞（LEC）和前極性白內(nèi)障患者LEC中的表達(dá)降低。轉(zhuǎn)染miR-181a模擬物的SRA01/04晶狀體上皮細(xì)胞中觀察到LEC增殖顯著減少，熒光素酶分析顯示miR-181a靶向c-Met、slug和COX-2從而抑制LEC的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，這些數(shù)據(jù)表明miR-181a可以抑制LEC的增殖、遷移和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化。另有研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染沉默miR-181a的表達(dá)后過氧化氫誘導(dǎo)的人HLE-B3晶狀體上皮細(xì)胞凋亡被抑制［8］。有研究者發(fā)現(xiàn)在孔源性視網(wǎng)膜脫離合并年齡相關(guān)性白內(nèi)障（ARC）患者的LEC中，miR?181a表達(dá)降低［43］。Ling等［44］試驗發(fā)現(xiàn)ARC組織中miR-181a表達(dá)顯著下調(diào)，并通過實驗證實其可通過調(diào)節(jié)結(jié)締組織生長因子進(jìn)而調(diào)節(jié)ARC的進(jìn)程。然而，國內(nèi)學(xué)者研究卻表明白內(nèi)障LEC中miR-181a高表達(dá)，并通過調(diào)控HLE中SIRT1表達(dá)，從而影響ARC的發(fā)?。?5-46］。這一結(jié)果與上述研究結(jié)果相反，說明了miR-181作用機(jī)制復(fù)雜多變，研究仍有待進(jìn)一步深究。

3、其他眼組織疾病

在角膜組織中，Hu等［19］實驗發(fā)現(xiàn)糖尿病小鼠三叉神經(jīng)節(jié)組織中miR-181a表達(dá)上調(diào)，抑制miR-181a表達(dá)可上調(diào)自噬相關(guān)基因5（Atg5）、Bcl-2增強(qiáng)自噬、拮抗凋亡從而發(fā)揮糖尿病角膜神經(jīng)保護(hù)作用。Chen等［47］研究證實了上述研究結(jié)果。青光眼研究中，Jayaram等［48］通過構(gòu)建高眼壓大鼠模型發(fā)現(xiàn)青光眼視網(wǎng)膜中miR-181c表達(dá)顯著下調(diào)。田思佳等［29］通過過氧化氫（H2O2）建立人小梁網(wǎng)細(xì)胞（HTMCs）氧化應(yīng)激模型證實了miR-181a可通過靶向抑制SIRT1蛋白的表達(dá)從而抑制HTMCs的抗氧化應(yīng)激能力。Zhang等［49］在對人葡萄膜黑色素瘤（UM）細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)miR-181b在UM中顯著過表達(dá)miR-181b靶向抑制CTDSPL的表達(dá)，從而促進(jìn)了UM的進(jìn)展。這意味著miR-181b可能成為UM的潛在的診斷及治療靶點。

展 望

miR-181調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖、遷移及分化等進(jìn)程，但其生物學(xué)效應(yīng)由于miR-181調(diào)控的信號通路的不同也大不相同。目前，在眼科相關(guān)疾病中，雖然miR-181的研究主要集中在視網(wǎng)膜和晶狀體疾病，卻拓展了眼科相關(guān)疾病的研究視野，提供了一個新的眼科疾病研究的思路及方向，從分子學(xué)層面證明miRNA調(diào)控視網(wǎng)膜和晶狀體病變的進(jìn)展，提示在將來的眼科疾病研究中，不僅要關(guān)注miR-181靶基因、靶蛋白及相關(guān)信號通路對眼科相關(guān)疾病的影響，而且還要關(guān)注靶基因相關(guān)藥物對眼科疾病的治療潛力。