miR-146a及IL-33與肝纖維化的關系

吳縣斌，蘇東星

(廣西醫科大學第三附屬醫院（南寧市第二人民醫院）消化內科，廣西 南寧 530031)

0 引言

肝纖維化(Hepatic fibrosis，HF)是由病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、酒精濫用和金屬中毒等慢性進行性肝病引起的慢性肝損傷、肝臟中過量的細胞外基質(ECM)的積累導致的常見且重要的病理學改變，是肝硬化和肝細胞癌發生發展的病理基礎[1-2]，肝纖維化雖然是可逆的，但如果不終止進展或逆轉，就會發展為肝硬化，這是導致死亡和發病的重要原因。到目前為止，唯一有效治療肝硬化的方法是肝移植，肝移植的可用性和適用性高度限制了肝移植。由于缺乏有效的治療，肝纖維化仍然是世界范圍內的主要健康問題，如果不能消除病因，肝纖維化會發展為肝硬化并最終導致肝衰竭或惡性腫瘤。因此，開發有效的肝纖維化治療方法對于防止發展為肝硬化至關重要。

1 肝星狀細胞在肝纖維中的作用

肝纖維化在一定的階段經過干預，其進程可逆，因此研究肝纖維化的發生過程中的分子病理機制及分子調節機制，為臨床治療和干預提供靶點，可以有效的避免嚴重不良預后的發生，但是目前對于肝纖維化的發病過程中分子調控機制依然不是十分明確。在肝纖維化發生過程中，雖然肝星狀細胞(hepatic stellate cells，HSCs)僅占肝臟細胞總數的5%-8%，但作為ECM的主要產生者發揮著重要作用[3]。當HSCs活化后即轉分化為激活的肌成纖維細胞樣細胞，即可出現更多的遷移和增殖、較少的凋亡，a-平滑肌肌動蛋白的高表達、ECM的表達增加了50倍以上[4]。因此，如何抑制或者逆轉HSCs細胞的活化是解決肝纖維化的有效策略。

2 微小RNA與肝纖維的關系

微小RNA(miRNA)是一類小分子非編碼RNA，長度約為18-26個核苷酸，它可以在轉錄后通過與靶向信使RNA (RNA)結合，通過抑制mRNA的翻譯或直接降解mRNA，從而調控目標蛋白的表達。迄今為止，已經被發現的miRNA的數量已達9000多個，其中與人類相關的miRNA大約有2588種，miRNA在生命活動的多種生理過程中發揮重要調控作用，如細胞分化、增殖、生長調控、調亡和應激反應等[5-6]。miRNA的種子序列在不同物種中高度保守，表其調控在組織和細胞類型特有。單個miRNA具有靶向多個mRNA的潛力，且單個mRNA可被多個miRNA調控。這種獨特的作用機制使miRNAs能夠調節信號通路中的幾組mRNA，這些mRNA可能對不同的細胞過程產生協同影響[7]。在肝纖維化的進程中，許多膜受體信號通路、核受體信號通路和轉錄因子在HSCs中發生失調；由于其高特異性的上調和下調與肝纖維化相關，眾所周知，當多個信號通路觸發HSC激活時，會導致嚴重的肝纖維化[8]。而miRNAs可以在HSC激活時平衡多個生長因子受體信號[9]。miR-21在許多肝臟疾病中過表達，并被認為是幾個纖維化疾病模型中活化的HSC中上調最顯著的miRNAs之一[10]。例如，miR-21可以通過PTEN/ Akt通路介導肝纖維化過程中的LX-2細胞激活[11]。miR-351可以通過通過靶向VDR誘導HSC激活從而使Col1α1、Col3α1和α-SMA的分泌增加[12]。

3 miR-146a與肝纖維化的關系

miR-146a是miRNA家族中的一員，也是第一個被發現具有免疫調節作用的miRNA[13]。miR-146a定位于人類基因的5號染色體的LOC285628基因的第二個外顯子區上，人類成熟的miR-146a的序列為“UGAGAACUGAAUUCCAUGGGUU”，在DNA細胞核中的RNA聚合酶Ⅱ的作用下，轉錄形成初始miRNA，初始miRNA在RNA酶Ⅲ的作用下，發生結構斷裂，形成長約70nt的miRNA前體，出細胞核進入細胞質中，在RNA酶Ⅲ Dicer的作用下，再斷裂形成長約22nt，不完全互補的miRNA-miRNA雙鏈，其中一條鏈結合到其誘導的沉默復合體上，再通過與靶信使RNA 3，URT端的非編碼區結合，誘導其轉錄后調控靶基因表達，發揮其生物學效應，另一條鏈則降解[14]，miR-146a是天然免疫和獲得性免疫的重要調控因子[15]。研究發現miR-146a水平的異常與病毒復制、肝細胞再生、炎癥反應，甚至肝細胞癌等肝臟系統疾病的發生密切相關[16-18]。目前眾多的研究顯示MiR-146a在肝纖維化過程中均發揮重要的作用[19]。Yang等[20]研究表明miR146a/b調節乙型肝炎感染患者肝纖維化向肝硬化的轉化；Zou等[21]研究在CCl4處理的大鼠肝臟中發現miR-146a-5p的下調和腸源性內毒素的上調。miR-146a-5p通過抑制HSC中的TGFβ/ Smad和LPS /NF-κB/ Bambi信號傳導途徑來消除肝纖維化，并提示miR-146a-5p是肝纖維化的潛在治療靶點。國外有研究表明，miR-146a/b可以通過作用于toll樣受體家族、GMCSF、M-CSF等信號通路和分子來調節巨噬細胞的活化，從而影響肝纖維化的發生[22]。雖然目前對于miR-146a與肝纖維化的發生的關系以及被研究證實，但是具體的調控機制依然不十分清楚。目前多個研究顯示miR-146a可以通過調控炎性介質發揮生物學作用[23-24]，其中對白細胞介素-33(IL-33)的調控作用可能與肝纖維化的發生具有相關性。

4 IL33與肝纖維化的關系

IL-33是白細胞介素-1(IL-1)家族新成員，IL-1家族的細胞因子，如IL-1α、IL-1β及IL-1Ra，通過誘導細胞因子、趨化因子、一氧化氮合酶、基質金屬蛋白酶等效應蛋白的表達，在免疫調節及炎癥進程中扮演著重要的角色[25]，而免疫功能紊亂及炎癥反應均與肝纖維化的發生密切相關[26]。IL-33是一個新近發現的IL-1家族細胞因子。為了尋找IL-1受體家族的ST2(ST2)受體的配體，Schmitz等[27]對小鼠與人類基因組序列進行生物信息學分析，發現了這種與IL-1及成纖維細胞生長因子有相似序列的細胞因子，經過鑒定其屬于IL-1家族，命名為IL-1F11，即IL-33。人類IL-33的基因位于9p24.1區域，其cDNA序列編碼由270個氨基酸組成的多肽，IL-33具有雙重作用，其受體為ST2，可作為核因子起調節轉錄作用，又可被分泌到細胞外發揮細胞因子作用。IL-33肽在核小體表面對接由H2A-H2B二聚體形成的酸性口袋，并通過促進核小體-核小體相互作用調節染色質緊密口。核定位、異染色質結合和染色體的靶向有絲分裂均被發現由IL-33 N末端同源域狀螺旋-轉角-螺旋基序介導[28]。IL-33主要在內皮細胞和上皮細胞中大量表達，當創傷、感染損傷內皮細胞或上皮細胞時激活免疫系統[29-30]，因此IL-33和其受體在保證炎癥和組織再生之間的平衡發揮重要作用，而炎癥與組織再生又與肝纖維化密切相關。有證據表明，當發生急性和嚴重肝損傷時，損傷的肝細胞釋放IL-33可能成為組織保護機制的激活劑，而在慢性肝損傷的情況下，IL-33起促纖維化的作用[31]。Li等[32]采用了RT-PCR、免疫組化及western blotting等方法證明在肝纖維化小鼠和患者的肝組織中IL-33及ST2mRNA明顯升高；另外IL-33的表達趨勢與ST2、膠原蛋白的表達趨勢相同，而且它們的表達隨著纖維化的嚴重程度加重而增加。Tamar等[33]的研究發現在四氯化碳及硫代乙酰胺誘導的小鼠肝纖維化血清IL-33中表達量明顯升高，肝組織中的IL-33mRNA及蛋白表達量也明顯升高。Tan等[34]的研究證實IL-33的促肝纖維化作用與肝臟固有先天性淋巴樣細胞(ILC2)的活化和擴增有關。目前眾多研究顯示miR-146a可以通過調控炎癥介質而發生生物學作用，Song等[35]研究顯示：miR-146a可以通過對白細胞介素-1家族中IL-1β等細胞因子對膿毒癥患者發生對抗作用。同時進一步的研究顯示miR-146a可以通過調控IL-33發揮生物學作用，Shuguang H等[36]研究對miR-146a預處理減少了支氣管肺泡灌洗液中IL-5和IL-13的產生。這些數據表明，miR-146a可能通過下調IL-13表達降低氣道高反應性，并通過調控IL-5水平介導哮喘的平滑肌收縮和黏液分泌。

5 結論與展望

總的來說，肝纖維化是嚴重危害人類健康的疾病，HSCs的活化在肝纖維化過程中發揮了主要的作用，抑制或逆轉HSCs的活化是治療肝纖維化的關鍵之一。肝纖維化發生過程中miRNA發揮了重要作用，其中miR-146a在目前研究中與肝纖維化關系密切，且與IL-33具有明顯的調控關系，但其具體的細化調控機制仍未明確，仍需進一步深入研究探討其機制。