miRNA 146b在多種疾病中的作用及其機制研究進展

邢子禾，張榮雪，李楊，陳京燕，錢暉

（江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013）

miRNA 146b（簡稱 miR-146b，其人類同源性miRNA也被稱為 hs-miR-146b-5p）同 miRNA 146a均是miRNA 146家族中的一員。鼠miR-146b由位于19號染色體19qC3位置的MIRNA146B基因編碼，而鼠miR-146a由位于11號染色體的11qA5位置的MIRNA146A基因編碼，兩者結(jié)構(gòu)差異僅是兩個位于3′端的核苷酸，該區(qū)域?qū)δ繕?biāo)識別的影響較小［1］。因此，miR-146a和 miR-146b可通過靶向性結(jié)合同一轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物達到同樣的抑制翻譯的目的，并具有相似的調(diào)節(jié)通路。miR-146b可抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，miR-146b在甲狀腺乳頭狀癌（thyroid papillary carcinoma，PTC）、乳腺癌、前列腺癌、彌漫性大B細胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma，DLBCL）和膠質(zhì)瘤中的表達均發(fā)生顯著變化。此外，miR-146b在小兒中耳炎等感染性疾病，阿爾茨海默病、視網(wǎng)膜黃斑變性等退行性疾病中亦發(fā)揮關(guān)鍵影響。本文將對miRNA146b在上述不同疾病中扮演的雙重角色及相關(guān)作用機制進行綜述。

1 miR-146b與腫瘤

miR-146b可能在腫瘤中發(fā)揮雙重作用。一方面，miR-146b高表達與部分類型腫瘤的侵襲性行為有關(guān)；另一方面，其高表達又可抑制一些種類腫瘤的轉(zhuǎn)移。Hurst等［2］將 miR-146a／b定義為“metastamir”，即調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移的miRNAs，因其參與了如上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial interstitial transformation，EMT）、細胞凋亡和血管生成等過程，而這些均為腫瘤轉(zhuǎn)移級聯(lián)式反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。

1.1 miR-146b與 PTC

甲狀腺癌是常見的內(nèi)分泌惡性腫瘤，而PTC是最常見的甲狀腺癌。對miR-146b在PTC中的作用的研究起步較早。PTC腫瘤組織中miR-146b的表達水平較相鄰未受侵襲的正常甲狀腺組織升高了11～19倍，而有甲狀腺外浸潤的 PTC患者和BRAFT1799A突變基因陽性的PTC患者，miR-146b的表達水平更是顯著上升［3］。此外，BRAF基因突變PTC侵襲性強的表型較其他表型中的miR-146b表達水平更高［4］。

Hardin等［5］發(fā)現(xiàn)，miR-146b在 PTC的 EMT過程中僅一過性表達上調(diào)，同時RNA干擾試驗證明若miR-146b表達抑制，則腫瘤細胞增殖和侵襲能力隨之增強，提示EMT過程初始出現(xiàn)的miR-146b一過性升高可能是細胞嘗試抑制EMT的表現(xiàn)。而Geraldo等［6］采用熒光素酶報告基因分析顯示，TGF-β細胞因子超家族的細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子（SMAD4）是miR-146b的一個直接靶基因，且抑制miR-146b后PTC細胞中的SMAD4表達上調(diào)，而SMAD4作為將TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細胞核內(nèi)的介質(zhì)參與調(diào)節(jié)TGF-β抗增殖信號通路，提示miR-146b可能通過SMAD4抑制PTC細胞的異常增殖。此外，有研究表明miR-146b可抑制表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）和趨化因子受體 4（chemokine receptor 4，CXCR4）的表達，而 EGFR在甲狀腺未分化癌中表達上調(diào)，CXCR4可提高細胞運動、遷移與侵襲能力，促進基質(zhì)降解和細胞間黏附及血管生成，在多種高轉(zhuǎn)移性腫瘤中高表達［7］。但尚未發(fā)現(xiàn)miR-146b表達水平和預(yù)后間有明顯的聯(lián)系［8］。

綜上，一方面miR-146b高表達與PTC腫瘤發(fā)生相關(guān)，另一方面miR-146b抑制PTC侵襲性行為。miR-146b有很大潛力成為PTC診斷及判斷PTC分化程度、轉(zhuǎn)移和侵襲能力的分子學(xué)標(biāo)志物。

1.2 miR-146b與乳腺癌

近年來，miR-146b與乳腺癌發(fā)病的關(guān)系也成為研究熱點。研究發(fā)現(xiàn)乳腺腺泡祖細胞中的miR-146b表達升高超過72倍，較 miR-146a變化更明顯［9］。根據(jù) Garcia等［10-11］的研究，miR-146b在乳腺癌中過表達，且其結(jié)合位點同miR-146a一樣位于BRCA1突變基因的3′UTR，攜帶該突變基因的患者對乳腺癌的易感性明顯增強。其中，miR-146b在基底樣乳腺腫瘤和三陰性（即HER2、ER、PR均陰性）的乳腺腫瘤的上皮細胞株中表達最高，后者往往攜帶BRCA1突變基因。

Hurst等［12］的研究顯示，miR-146b在乳腺癌轉(zhuǎn)移抑制因子1（breast cancermetastasis suppressor 1，BRMS 1）高表達細胞中的表達水平很高，BMRS1通過上調(diào)miR-146b進而抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移。同時，因為EGFR過表達提示乳腺癌高侵襲力、高轉(zhuǎn)移性及預(yù)后不良，而EGFR是miR-146b的一個已知靶點，所以他們進一步實驗證明了miR-146b可下調(diào)乳腺癌細胞中EGFR的表達，從而參與抑制乳腺癌侵襲性行為。

綜上，一方面miR-146b在乳腺癌中高表達，且與乳腺癌惡性程度正相關(guān)，另一方面miR-146b參與抑制乳腺癌的轉(zhuǎn)移。

1.3 miR-146b與其他腫瘤

雜交分析實驗顯示，miR-146b在前列腺癌細胞株中低表達，而在正常前列腺組織中的表達水平較高［13］。在將miR-146b轉(zhuǎn)染到前列腺癌細胞后，前列腺癌細胞增殖、浸潤和轉(zhuǎn)移明顯減少，提示miR-146b在前列腺癌中具有抑癌作用［14］。

在DLBCL患者尤其是預(yù)后差的患者中，miR-146b的表達水平較低，且miR-146b低表達可作為預(yù)測DLBCL患者應(yīng)用CHOP方案治療后療效的獨立指標(biāo)［15］。此外，Andrade等［16］還發(fā)現(xiàn) miR-146b綜合來看較為適合作為分子標(biāo)志物應(yīng)用于臨床DLBCL的診斷——其鑒別診斷老年性EB病毒陽性試驗顯現(xiàn)出65.2%的敏感性，91.4%的特異性，75%的陽性預(yù)測率，86.9%的陰性預(yù)測率以及曲線下面積（ROC）為 0.8849。總之，miR-146b與 DLBCL的診斷、預(yù)后和療效評估息息相關(guān)。

此外，還有許多研究顯示 miR-146b在膠質(zhì)瘤［17-20］、肺癌［21-22］等多種腫瘤中有類似的抑制腫瘤侵襲性行為的作用。

2 miR-146b與炎癥相關(guān)疾病

早前有研究發(fā)現(xiàn)MIR-146A基因敲除小鼠表現(xiàn)出過度的炎癥反應(yīng)［23］，經(jīng)脂多糖、腫瘤壞死因子（TNF）-α、白細胞介素（IL）-1β作用后，單核細胞中miR-146a和 miR-146b的表達會顯著提高［24］，提示miR-146家族可能通過調(diào)節(jié)細胞因子相關(guān)信號通路抑制炎癥反應(yīng)。

2.1 miR-146b與感染性疾病

近年來，在細菌性（如兒童中耳炎［25］、膿毒癥［26］等）、病毒性（如 EB病毒感染、病毒性心肌炎［27］等）及其他共10余種感染性疾病中也發(fā)現(xiàn)了miR-146b表達的明顯變化。下面以膿毒癥為例說明。

Pfeiffer等［26］用含 10 ng／mL脂多糖（來源于銅綠假單胞菌）等固定成分的培養(yǎng)基培養(yǎng)人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC）和人末梢單核細胞（human peripheral mononuclear cell，HPMEC）建立體外膿毒癥細胞模型（培養(yǎng)4 h后兩種細胞內(nèi)TNF-α，IL-6和IL-8表達均升高），檢測到體外膿毒癥細胞模型中miR-146b的表達是正常HUVEC和HPMEC細胞的1～1.5倍，抑制其表達后 TNF-α，IL-6，IL-8及熱休克蛋白（HSP 10）表達均下調(diào)，提示miR-146b可能通過影響膿毒癥相關(guān)細胞因子及HSP 10促進膿毒癥的發(fā)生發(fā)展。該結(jié)論目前尚需進一步采用系統(tǒng)的體內(nèi)實驗或體外動物實驗驗證。

2.2 miR-146b與退行性疾病

目前已在阿爾茲海默癥和老年性視網(wǎng)膜黃斑變性（age-related macular degeneration，AMD）在內(nèi)的各類退行性疾病中發(fā)現(xiàn)miR-146b高表達，且miR-146b高表達與IFN、TNF、IL等炎癥介質(zhì)呈現(xiàn)出不同程度的關(guān)聯(lián)，有望成為新的診斷標(biāo)志物和藥物治療靶點。如AMD患者的眼部炎癥與淋巴細胞、巨噬細胞浸潤到眼后室并分泌 IFN-γ、TNF-α、IL-1β等炎癥介質(zhì)有關(guān)。這些前炎癥細胞因子可觸發(fā)視網(wǎng)膜色素上皮細胞的炎癥反應(yīng)。失控的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致視網(wǎng)膜色素上皮細胞功能喪失可能是AMD和其他視網(wǎng)膜退行性疾病發(fā)病的重要因素。Kutty等［28］的研究顯示，使用 IFN-γ、TNF-α、IL-1β共同處理人視網(wǎng)膜色素上皮細胞后，細胞中miR-146a和miR-146b的表達分別增加50倍和8倍。且這種變化呈時間依賴性、濃度相關(guān)性，miR-146b的反應(yīng)比miR-146a提前16 h左右。與此同時，將上述細胞分別使用IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IFN-γ+TNF-α、TNF-α+IL-1β、IFN-γ+IL-1β、IFN-γ+TNF-α+IL-1β和空白對照處理，然后檢測細胞中miR-146a和miR-146b的表達量，結(jié)果顯示IL-1β是誘導(dǎo)miR-146a高表達的關(guān)鍵，而miR-146b的表達增加依賴于IFN-γ的存在，提示AMD中miR-146a和miR-146b表達的調(diào)控機制有所不同。

3 miR-146b調(diào)節(jié)機制的研究現(xiàn)狀及展望

miR-146b在不同疾病中扮演多重角色，其作用機制錯綜復(fù)雜，得到多數(shù)學(xué)者相互論證后支持的常見調(diào)節(jié)信號通路如下。

首先，依據(jù)上述 Kutty等［28］的研究結(jié)果，IL-1β和TNF-α是通過激活NF-κB信號通路引起視網(wǎng)膜色素上皮細胞中miR-146a的表達增加，而INF-γ則通過激活JAK／STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上調(diào)視網(wǎng)膜色素上皮細胞中miR-146b的表達。已知JAK／STAT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（STAT）經(jīng)非受體酪氨酸激酶（JAK）磷酸化后發(fā)生二聚化，然后穿過核膜進入核內(nèi)調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達。IFN-γ主要通過誘導(dǎo)STAT-1同源二聚體（又稱IFN-γ反應(yīng)因子，簡稱GAF）形成傳導(dǎo)信號。而miR-146-NF-κB負反饋調(diào)節(jié)環(huán)的存在使得miR-146a和miR-146b又可通過下調(diào)NF-κB或STAT的活化來抑制細胞因子，從而抑制炎癥反應(yīng)（圖1A）。在乳腺癌中亦發(fā)現(xiàn)了 STAT3介導(dǎo)的炎性機制［29］。MIR146B是STAT3的一個直接靶基因，STAT活化在正常組織和非轉(zhuǎn)化細胞中誘導(dǎo)miR-146b表達，但在腫瘤細胞中抑制其表達。miR-146b通過抑制NF-κB從而抑制IL-6（IL-6有NF-κB依賴性），最終抑制STAT3的激活。而在腫瘤細胞中STAT3活化又抑制miR-146b的表達，致使miR-146b抑制STAT3激活的過程減弱，即STAT3激活正常進行。而正常活化的STAT3又進一步抑制miR-146b的表達，在腫瘤細胞中建立了一個正反饋回路（圖1B）。

圖1 miR-146b和JAK／STAT通路

其次，miR-146b還參與了Ras／Raf-MAPK通路和 PI3K／Akt通路（圖 2）。正常情況下，Ras／Raf-MAPK信號通路是從Ras蛋白到Raf蛋白（如BRAF蛋白）到絲裂原胞外激酶（MEK）再到胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）層層激活來轉(zhuǎn)導(dǎo)信號，而已知可激活Ras蛋白的EGFR是miR-146b的一個靶點，故預(yù)測miR-146b可通過靶向調(diào)節(jié)EGFR影響MAPK通路，從而調(diào)控細胞增殖。而磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）既可以被受體酪氨酸激酶RTK家族（例如EGFR）激活，也可以被活化的RAS蛋白磷酸化，而RAS蛋白本身受RTK激活調(diào)控，故可認為RAS是RTK對PI3K激活的另一條支路。miR-146b可以從這兩種途徑參與到PI3K／Akt通路中，刺激細胞增殖并抑制細胞凋亡。但BRAF致癌基因突變后，不管受miR-146b調(diào)節(jié)的上游 Ras激酶是否給予激活指令，BRAF突變基因表達的BRAF蛋白一直處于激活狀態(tài)。且大量研究數(shù)據(jù)表明PTC中BRAF突變蛋白與miR-146b表達均升高，推測兩者在PTC發(fā)病機制中可能存在協(xié)同作用。

圖2 miR-146b與Ras／Raf-MAPK通路和PI3K／Akt通路

此外，不得不提的是FOXP3-miR-146-NF-κB負反饋調(diào)節(jié)環(huán)［30］。

研究顯示乳腺癌及前列腺癌中，叉頭／翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子3（FOXP3）與核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）交互作用后顯著誘導(dǎo)miR-146a／b高表達從而抑制腫瘤細胞增殖并增強細胞凋亡［31-32］。功能分析表明FOXP3誘導(dǎo)miR-146表達，miR-146下調(diào) NF-κB的活化，而這一下調(diào)過程是通過抑制miR-146的兩個靶基因——白介素1受體相關(guān)激酶（interleukin-1 receptor associated kinase，IRAK1，涉及 Toll樣／IL-1信號通路）和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6（tumor necrosis factor-related receptor 6，TRAF6，參與調(diào)節(jié)炎癥和凋亡的蛋白質(zhì)家族）的表達實現(xiàn)的［30-32］。染色質(zhì)免疫沉淀試驗顯示，F(xiàn)OXP3通過直接與miR-146a的啟動子區(qū)域結(jié)合，誘導(dǎo)miR-146a／b表達，但miR-146b不存在這一結(jié)合過程［32］。FOXP3誘導(dǎo)miR-146b表達的具體機制有待進一步研究。

總之，miR-146b在腫瘤及炎癥過程中的調(diào)節(jié)機制錯綜復(fù)雜，除上述所述外還涉及多個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路［33-35］，目前研究揭示的僅僅為冰山一角，不管是疾病共性的調(diào)節(jié)機制還是疾病個性的調(diào)控途徑都有待于進一步的研究。