miRNA29調節腸黏膜通透性對改善IBS腹瀉癥狀的研究進展

王凱，黃適，謝小玲，何錦軼，覃川峰

(1.廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530000；2. 廣西中醫藥大學附屬瑞康醫院，廣西 南寧 530000)

0 引言

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)屬于一種常見但原因尚不明確的功能性胃腸病變，它的臨床表現是以反復發作的腹痛，伴排便頻次或糞便性狀的改變為主，此外它還會造成患者睡眠障礙、精神抑郁或焦慮等胃腸道外癥狀[1]。IBS在全球范圍內廣泛存在，在西方國家發病率約為9%～20%，在我國的發病率達到12.9%，該病已經成為消化科門診就診的主要疾病之一[2]。IBS 可被分為腹瀉型(diarrhea-predominant IBS，IBS-D)、便秘型( constipation-predominant IBS，IBS-C)、混合型(mixed-type IBS,IBS-M)和不定型(unsubtypedIBS,IBS-U)4種類型[3]，其中以IBS-D 最為常見。其發病機制迄今尚不完全清楚，現代研究[4]認為與腸道動力異常、內臟感覺異常、炎癥、感染等多種因素及其相互作用有關。IBS 的發病機制涉及到多個因素，但腸黏膜通透性的增高越來越成為關注的焦點。IBS 患者的腸道中長期存在輕度的炎癥反應和腸黏膜高滲性[5]，腸道短時間的炎癥反應可致敏腸道肌間神經，使其在炎癥反應消退后仍持續存在高敏感性，這可能是IBS 患者反復出現腹痛、腹瀉的原因[6,7]。微小RNA(microRNAs, miRNAs)現已被發現與多種慢性疾病的發生、發展有相關性，在疾病的炎癥、疼痛、內臟高敏感等病理過程中發揮了重要作用[8]。IBS 中相關miRNAs 的異常表達對于了解IBS 的發生發展具有一定的研究意義，其中miRNA-29 調節腸粘膜通透性對改善IBS 腸道炎癥反應的作用機制越來越受到關注，深入探討miRNA-29 對于IBS 腸道通透性的作用機制，對于治療IBS 有重要意義。本文就miRNA-29通過調節腸粘膜通透性參與IBS 腹瀉的作用及關系作一綜述。

1 miRNA 與IBS

由21-24 個核苷酸組成的miRNA 是一種非編碼小分子RNA, 它的主要作用是參與基因的轉錄后水平調控。miRNAs基因在轉錄后不能被翻譯成蛋白質，但可通過直接作用于靶基因的3‘UTR(3‘非翻譯區)來調控眾多靶基因的轉錄和表達，從而可以調節細胞進行增殖、分化和凋亡，參與相關疾病的病理生理發展過程[9]。已有研究發現miRNA 的異常表達在功能紊亂性胃腸道疾病中發揮了重要作用[10-13]。有文獻提出miRNA-29 可以通過作用于谷氨酰胺合成酶的基因表達，增加腸粘膜通透性，參與IBS-D 患者的發病過程[14,15]，Liao 等[16]發現miRNA-24 與5-羥色胺轉運體(SERT)的蛋白表達存在相關性，據此推測miRNA-24 可能通過調節SERT 的表達參與IBS 發病。Zhou 等[17]通過動物實驗發現，miRNA-199 可以通過影響瞬態電壓感受器陽離子通道V1(TRPV1)的表達，作用于IBD-D 患者的病理生理過程，據此推測上調miRNA-199 可用于治療IBS-D。也有文獻報道，miRNA-212 可以影響緊密連接蛋白ZO-1 的表達水平，干擾腸道緊密連接通道，進而增高腸道滲透性[18]。其他研究發現，IBS 可能還與多種miRNA 具有相關性，例如miRNA-150、miRNA-342、miRNA-126[19,20]。這些研究發現讓我們意識到某些特殊的miRNA 是否可以成為今后IBS有效的治療靶點。

2 腸粘膜通透性與IBS

腸黏膜通透性是指腸黏膜上皮容易被某些分子物質以簡單擴散的方式通過的特性。腸黏膜通透性增高是腸黏膜屏障功能受損的早期表現，腸道內的細菌或毒素有可能通過腸道屏障進入血循環，引起敗血癥或毒血癥，進而誘發多種炎癥介質釋放，導致全身炎癥反應綜合征[21-23]。良好的腸黏膜通透性是機體對攝入的營養物質吸收的保證。IBS 的發生正是因為腸粘膜通透性增高，各種病原體及毒素通過腸道屏障進入體內，從而出現一系列消化系統癥狀。腸道通透性升高在導致IBS 發生的因素中越來越重要。因此研究腸黏膜通透性增高與IBS 發病機制的關系已成為新的亮點，這為未來以降低腸黏膜通透性的角度來預防治療疾病提供了新的方向。

3 miRNA-29 對腸粘膜通透性的作用

隨著分子生物學中對miRNA 研究的進一步發展，miRNA在IBS 病理生理過程中的作用日益顯著。其中某些特殊的miRNA 在參與調控IBS 炎癥發生發展過程中的作用也受到了越來越多的關注。miRNA-29 被認為可能是一種有效的翻譯分子，它可能通過多種靶基因參與IBS 患者腸道通透性的調節。

Zhou[24]等人的研究通過測量所有納入者的腸道通透性，測算miRNA 在結腸組織和血液微囊泡中的表達情況，分析得出腸粘膜通透性增高的IBS 患者中谷氨酰胺合成酶的表達下降，其血液微囊泡、小腸組織和結腸組織中miRNA-29 的表達顯著增加。谷氨酰胺合成酶基因(glutamine synthetase gene,GLUL)的3‘UTR 區域即是miRNA-29 的靶結合位點。據此推測miRNA-29 的表達可能通過谷氨酰胺依賴機制介導IBS 患者的腸黏膜通透性，證實了miRNA-29 與GLUL 基因之間的相互作用。Zhou[25]等人的另一項研究發現，NF-KB 抑制因子(NKRF)與Claudin1(CLDN1)的異常表達可能是誘導腸粘膜通透性增高的關鍵病理因素，NKRF 是轉錄沉默蛋白，是NF-KB 的抑制因子，在體外，NF-KB 蛋白通過直接的蛋白-蛋白相互作用與純化的NKRF 結合，并且在細胞中，NKRF 抑制NF-KB 的基礎活性，這種功能與炎癥和自身免疫疾病有關。CLDN1 是一種關鍵的緊密連接蛋白，與調節和維持腸道通透性的細胞內信號通路相互作用。目前的研究表明，腸通透性增加的IBS 患者的NKRF 與CLDN1 表達顯著降低。Zhou 等人通過敲除小鼠mir-29 的實驗，發現miRNA-29 可以靶向NKRF 與CLDN1,以增加腸黏膜通透性。miRNA-29 的過度表達會降低NKRF 和CLDN1，這可能是IBS 患者腸粘膜通透性增高，并出現腸道慢性炎癥反應的關鍵病因因素。沉默miRNA-29 的表達可以改善腸粘膜通透性的增高，這為治療腸粘膜通透性增高的IBS 患者提供了新的方向。另有研究發現水通道蛋白(AQPs)與IBS患者腸粘膜通透性有關。水通道蛋白是廣泛存在的一類膜蛋白，具有轉運水和其他小分子的功能，其在腸道的異常表達會影響腸道內水分的吸收，水通道蛋白表達的降低會造成其跨細胞水-液轉運功能受阻，腸腔內水的重吸收嚴重不足，腸內容物含水量會相對增加，這也是IBS 患者會出現腹瀉癥狀的原因。有研究證實，水通道蛋白1、3、8 與結腸中的水傳輸密切相關[26]，IBS-D 中AQP8 表達減少表明結腸吸收功能受損，這是導致腹瀉的因素之一。此外，也有研究證實[27]，AQPs 參與腸粘膜屏障的組成，AQP3 的敲除與腸屏障完整性受損有關，這影響了腸粘膜通透性，因此認為AQPs 的減少會導致腸粘膜通透性的增加。Chao[28]等人的研究認為miRNA-29 通過降低IBS-D 患者腸粘膜水通道蛋白的表達，提高了腸上皮細胞的通透性。通過測試腸上皮細胞的K+和LDH 濃度，發現與對照組相比，IBS-D 大鼠的K+濃度降低，LDH 明顯增加，這再次證明IBS-D 大鼠的腸粘膜通透性顯著增加。此外，與IBS-D 透性的對照組相比，miRNA-29 的消失導致腸粘膜通透性的降低，表明miRNA-29是調節腸粘膜通關鍵因素。此研究為miRNA-29 的高表達會增加IBS 患者腸粘膜通透性提供了有力的證據。

4 展望

IBS 是一種復雜的功能性病變，包括腹痛、腹瀉/便秘、內臟高敏感，通過以上研究，我們可以發現miRNA 從基因水平介導了IBS 的病理機制，而且該介導過程是復雜的，例如本文論述的miRNA-29，不但可以通過多個靶基因對IBS 腸道通透性造成影響，而且其還可能通過其他功能靶點參與多種炎癥性腸病的病理過程。因此將miRNA 引入IBS 的病理機制研究可以更好地了解miRNA 在IBS 發病中的作用，幫助我們在IBS 診斷和治療中獲得突破性進展。miRNA-29 對于腸粘膜通透性作用的研究在一定程度上為利用特定mi-RNA 緩解IBS 癥狀提供了思路，沉默miRNA-29 對于降低腸黏膜通透性，改善IBS 患者腹瀉癥狀，治療IBS 增加了可能。盡管多項研究表明利用特定miRNA 治療IBS 具有很大的可能性，但這也只是我們對腸道通透性的分子基礎，以及miRNA 在IBS 中作用的初步研究，因此還需要更多、更大的研究數據來驗證假設。雖然將miRNA 應用于臨床仍有很多困難，但是其仍然為診斷及治療IBS 提供了新的研究方向。目前關于miRNA-29 與IBS 之間關系的研究，已為我們對IBS 發病機制的認識提供了新的思路，未來還需要更多的研究為miRNA-29 作為IBS 的潛在治療靶點提供證據，同時miRNA-29 的其他功能靶點也需要在IBS 患者中進行進一步研究。