田陽 張湘燕,2,3△ 張程,2,3 張艷梅

(1.遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州 遵義 563000；2.貴州省人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，貴州 貴陽 550002；3.國家衛(wèi)生健康委員會肺臟免疫性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550002)

miRNAs是一類進(jìn)化上保守的非編碼小RNA，一般由18～25個核苷酸組成，是包括細(xì)胞增殖和凋亡在內(nèi)的多種基因和細(xì)胞過程的重要調(diào)節(jié)器[1]。miRNA通過調(diào)控肺血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、上皮細(xì)胞等細(xì)胞凋亡參與多種常見呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展，已引起人們的廣泛關(guān)注。在各種內(nèi)外環(huán)境的影響下，肺細(xì)胞發(fā)生的凋亡將會影響疾病的發(fā)病過程，包括血管收縮、炎癥、凝血、代謝和氧化應(yīng)激以及細(xì)胞活力、生長和分化過程的改變等，從而促進(jìn)了一系列肺部疾病的進(jìn)展。

miRNAs與細(xì)胞凋亡的調(diào)控密切相關(guān)。一些miRNAs可以激活或促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而另一些miRNAs則可以抑制細(xì)胞凋亡；甚至，還有些miRNAs可以同時發(fā)揮雙向調(diào)節(jié)功能[3]。本文就miRNA表達(dá)異常如何通過調(diào)節(jié)肺細(xì)胞凋亡參與肺部疾病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

1 慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病(Chronicobstructivepulmonarydisease，COPD)的病理學(xué)特征包括異常炎癥反應(yīng)，粘液分泌過度，氣道阻塞、重塑，以及肺泡破壞等。Long等[2]在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：香煙煙霧提取物可誘導(dǎo)人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞(HPMEC)中的miRNA-34a表達(dá)顯著增加，直接調(diào)控其靶基因Notch-1誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡；而抑制miR-34a的表達(dá)則可減弱香煙煙霧提取物誘導(dǎo)的HPMEC凋亡。Sun等[3]發(fā)現(xiàn)，miR-206在COPD患者和香煙煙霧提取物處理的HPMEC中表達(dá)上調(diào)，并通過直接靶向Notch3和血管內(nèi)皮生長因子A促進(jìn)人HPMEC凋亡，而轉(zhuǎn)染miR-206抑制劑沉默miR-206還可通過上述途徑抑制香煙煙霧提取物誘導(dǎo)的HPMEC凋亡。以上研究表明：不同的miRNA可以通過調(diào)節(jié)Notch信號通路直接或間接參與COPD的發(fā)生、發(fā)展；針對miRNA的干預(yù)可望給COPD的防控帶來新的思路。

2 肺動脈高壓

肺動脈高壓(Pulmonaryarterialhypertension，PAH)是一種主要發(fā)生在肺小動脈的肺血管性疾病，其組織病理學(xué)特征主要包括內(nèi)膜和中層增厚、遠(yuǎn)端肺動脈肌化、血管閉塞和復(fù)雜叢狀病變等。新近的研究表明：肺血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和肺動脈平滑肌細(xì)胞過渡增殖，在PAH的啟動和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用；已有廣泛報道提示：miRNAs可以通過調(diào)節(jié)肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡而利于PAH的好轉(zhuǎn)。

在肺動脈高壓的早期發(fā)病機(jī)制中，肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和內(nèi)皮功能障礙起著至關(guān)重要的作用。肺動脈平滑肌細(xì)胞的過度增殖和凋亡抵抗，可導(dǎo)致不可逆的肺動脈重構(gòu)、管腔直徑減小，導(dǎo)致肺動脈高壓進(jìn)一步惡化。低氧被認(rèn)為是肺細(xì)胞凋亡的主要誘因。研究證實(shí)：miR-30a-5p的表達(dá)在肺動脈高壓大鼠模型肺組織中下調(diào)，而Tan等[8]研究進(jìn)一步證實(shí)miR-30a-5p可通過靶向YKL-40促進(jìn)細(xì)胞生長，抑制缺氧介導(dǎo)的人肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，因此該研究可能為肺動脈高壓的治療提供了新的靶點(diǎn)。Li等[5]在動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：低氧介導(dǎo)的肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡減少、細(xì)胞異常增殖增加，能被miR-150過表達(dá)很好地抑制，與以往研究稍有不同的是：miR-150過表達(dá)是通過誘導(dǎo)肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和抑制肺動脈平滑肌等細(xì)胞增殖，來減輕缺氧性肺動脈高壓所致的肺血管重構(gòu)和纖維化。類似的研究發(fā)現(xiàn)：miR-17在缺氧介導(dǎo)的人肺動脈平滑肌細(xì)胞和PAH患者的肺組織中過表達(dá)，而下調(diào)miR-17的表達(dá)同樣可以抑制缺氧介導(dǎo)的人肺動脈平滑肌細(xì)胞增殖，促進(jìn)肺動脈平滑肌細(xì)胞凋亡。以上研究表明：不同miRNA的表達(dá)可能對肺血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的影響作用存在差異：或促進(jìn)或抑制細(xì)胞凋亡，共同調(diào)節(jié)PAH的發(fā)生、發(fā)展。同一種miRNA表達(dá)的高低不同，對促進(jìn)肺動脈平滑肌細(xì)胞凋亡的影響也存在差異。

目前，現(xiàn)有的PAH治療方法雖然有一定的療效，但在肺動脈高壓的發(fā)病機(jī)制上并沒有取得關(guān)鍵的突破，這種現(xiàn)狀迫切需要引進(jìn)新的治療方法來進(jìn)行干預(yù)；故越來越多的miRNA對肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞、肺動脈平滑肌細(xì)胞凋亡的調(diào)控作用的發(fā)現(xiàn)為我們防控PAH提供了一個新的思路。

3 急性肺損傷和急性呼吸窘迫綜合征

急性肺損傷(Acutelunginjury，ALI)特征為急性發(fā)作(<7 d)的嚴(yán)重低氧血癥和無左心房高血壓的雙側(cè)肺部浸潤；Lu等[6]在小鼠體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：miR-122-5p拮抗劑抑制了脂多糖誘導(dǎo)的肺部炎癥、肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激，并進(jìn)一步證明：miR-122-5p是通過調(diào)節(jié)肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞中的DUSP4/ERK信號傳導(dǎo)來防止急性肺損傷的。Fang等[7]研究發(fā)現(xiàn)：miR-1246在體外細(xì)胞模型及ALI小鼠模型中均可以調(diào)節(jié)脂多糖誘導(dǎo)的肺血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，并影響肺部炎癥程度。Zhang等[8]發(fā)現(xiàn)通過miR-204-3p的過表達(dá)可以加重脂多糖誘導(dǎo)建立的ALI小鼠模型細(xì)胞凋亡的程度，而下調(diào)miR-204-3p來阻止該過程。Fei等在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)：miR-642a-5p在促進(jìn)脂多糖誘導(dǎo)的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞高通透性和細(xì)胞凋亡中起積極作用。進(jìn)一步的研究miRNAs與肺血管內(nèi)皮凋亡的關(guān)系以及后者在ALI和ARDS發(fā)生中的作用是非常必要的，這可能會為未來的治療發(fā)展提供新的思路，從而可以在疾病早期干預(yù)逆轉(zhuǎn)肺損傷，避免肺部出現(xiàn)進(jìn)一步的損害。

4 肺 癌

肺癌是肺細(xì)支氣管和肺泡上皮細(xì)胞不受控制的生長而引起的惡性腫瘤。肺癌在發(fā)病率(占總病例的11.6%)和死亡率(占總癌癥死亡的18.4%)方面都是世界上最常見的癌癥。miRNAs參與非小細(xì)胞肺癌(non-small-celllungCancer，NSCLC)進(jìn)展和轉(zhuǎn)移的每一步，并控制這些過程中關(guān)鍵因子的表達(dá)和活性[9]。Ren等[10]發(fā)現(xiàn)：miR-210-3p在NSCLC組織中的表達(dá)明顯上調(diào)，并證實(shí)SIN3A是miR-210-3p的直接靶點(diǎn)，且miR-210-3p在NSCLC患者中的表達(dá)與SIN3A在NSCLC組織中的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，此外，在A549和H1299肺癌細(xì)胞株中miR-210-3p短暫的下調(diào)可顯著抑制細(xì)胞增殖，增加細(xì)胞凋亡。不同的是miR-513b、miR-7-5p、miR6543p在NSCLC組織中表現(xiàn)為降低，它們在NSCLC患者機(jī)體中發(fā)揮保護(hù)作用，而它們的表達(dá)下調(diào)可能與NSCLC患者的預(yù)后較差有關(guān)[11]。研究發(fā)現(xiàn)miR-125a-5p上調(diào)可抑制肺癌細(xì)胞增殖，增加EGFR-TKI誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并克服肺癌細(xì)胞對EGFR-tk的耐藥性[12]。Du等[13]研究發(fā)現(xiàn)miR-139-5p通過調(diào)節(jié)Pi3K/aKT/caspase-3信號通路增加細(xì)胞凋亡并抑制體外DDP誘導(dǎo)的NSCLC細(xì)胞增殖。上述研究說明miRNA不僅可以直接參與調(diào)控肺癌細(xì)胞凋亡成為肺癌診斷及治療的靶點(diǎn)，還可以成為逆轉(zhuǎn)非小細(xì)胞肺癌耐藥和增加化療敏感性的重要靶點(diǎn)。

5 肺纖維化

肺纖維化(pulmonaryfibrosis，PF)是一種慢性、進(jìn)行性和破壞性的肺部疾病。其主要特征是肺泡上皮細(xì)胞損傷和活化，成纖維細(xì)胞異常增殖和激活，最終導(dǎo)致肺實(shí)質(zhì)破壞。對細(xì)胞凋亡抵抗的成纖維細(xì)胞的異常積累是PF肺部的重要標(biāo)志。Dai等[14]在博來霉素誘導(dǎo)的PF小鼠模型中發(fā)現(xiàn)：miR-9的上調(diào)不僅加劇了特發(fā)性肺纖維化的炎癥反應(yīng)，同時還抑制了肺成纖維細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)了PF的增殖。不同的是，Xun等[15]在博來霉素誘導(dǎo)的肺纖維化小鼠模型中發(fā)現(xiàn)：miR-448通過阻斷JNK信號通路靶向和下調(diào)ABCC3的表達(dá)，導(dǎo)致肺成纖維細(xì)胞凋亡增加，從而抑制PF形成。另有研究發(fā)現(xiàn)：miR-29c下調(diào)導(dǎo)致了肺成纖維細(xì)胞對fas介導(dǎo)的凋亡的抵抗，而通過而恢復(fù)miR-29的表達(dá)，不僅使肺成纖維細(xì)胞容易發(fā)生凋亡，還可以抑制細(xì)胞外基質(zhì)的積聚，從而減輕肺纖維化的癥狀[16]。Xie[17]等發(fā)現(xiàn)miR-29還可以通過保護(hù)肺泡Ⅱ型細(xì)胞凋亡，調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞更新和凋亡預(yù)防肺纖維化。上述研究說明了不同miRNA的表達(dá)對肺成纖維細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞等凋亡的影響也存在差異：或促進(jìn)或抑制細(xì)胞凋亡；其次，它們的干預(yù)途徑、靶點(diǎn)也不完全相同，但這并不妨礙它們可以共同調(diào)節(jié)PF的發(fā)生、發(fā)展。

6 肺血栓

肺栓塞是一種常見且具有潛在致命性的事件，但其具體的發(fā)病機(jī)制仍待進(jìn)一步探討。Mao等[18]研究發(fā)現(xiàn)：miR-28-3p在血漿中表達(dá)上調(diào)；相反，在肺栓塞患者和小鼠肺血栓模型肺血管內(nèi)皮細(xì)胞中miR-28-3p表達(dá)降低，使用miR-28-3p模擬物可以增加肺血栓小鼠模型中肺內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，而它的抑制劑則起著相反的作用。這些結(jié)果表明：miR-28-3p可參與肺血栓的形成；不同部位的miR-28-3p可能具有不同的作用；而針對肺血管內(nèi)皮細(xì)胞miR-28-3p的靶向治療，有望為肺血栓的防控提供新的思路。

7 哮 喘

哮喘是一種慢性異質(zhì)性下呼吸道疾病，以慢性炎癥和氣道高反應(yīng)性為主要特征。研究證實(shí)：miRNA通過調(diào)控氣道平滑肌細(xì)胞、肺泡上皮細(xì)胞凋亡來參與哮喘的慢性炎癥和氣道重塑；例如，miR-23a通過靶向BCL2促進(jìn)氣道上皮細(xì)胞凋亡來參與哮喘的發(fā)病[19]。此外，還有研究表明，miRNA在哮喘患者血管平滑肌細(xì)胞凋亡中也有積極作用：Yan等[20]發(fā)現(xiàn)miR-216a在哮喘患者的表達(dá)下調(diào)，而miR-216a過表達(dá)可直接靶向JAK2促進(jìn)氣道平滑肌細(xì)胞的凋亡；而下調(diào)miR-216a則有相反的作用，提示：miR-216a可能通過介導(dǎo)氣道平滑肌細(xì)胞的凋亡在哮喘發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮積極作用。Wang等[21]在哮喘大鼠模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：miR-142可通過轉(zhuǎn)化生長因子-β依賴的表皮生長因子受體信號通路促進(jìn)氣道平滑肌細(xì)胞凋亡從而使哮喘癥狀緩解。上述研究表明：miR-23a、miR-216a以及miR-142表達(dá)下調(diào)，可能通過不同的信號通路抑制氣道上皮細(xì)胞或者平滑肌細(xì)胞凋亡，從而進(jìn)一步調(diào)控支氣管哮喘的發(fā)生、發(fā)展；臨床上使用上述miRNA模擬制劑或抑制劑可能有利于哮喘的精準(zhǔn)治療，為廣大患者帶來福音。

8 結(jié) 語

越來越多的研究發(fā)現(xiàn)：miRNAs可能通過多個表面上彼此獨(dú)立的分子通路參與疾病發(fā)生、發(fā)展的調(diào)控，因此miRNAs靶向干預(yù)在肺部疾病的治療中可能會有意想不到的療效。目前，針對miRNA治療的思路主要是通過miRNA模擬物或抑制劑人工提升或抑制其miRNA表達(dá)水平，最終促進(jìn)或抑制肺細(xì)胞凋亡從而達(dá)到防控疾病的目的。

如何將miRNA干預(yù)制劑運(yùn)送到特定作用部位發(fā)揮作用以及如何避免miRNA功能改變誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)對機(jī)體產(chǎn)生的毒害作用，需要我們更多的科研人員不斷努力，最終讓miRNA干預(yù)治療成為現(xiàn)實(shí)。