microRNA在非酒精性脂肪性肝炎發生發展中的作用

安薪宇， 胡靈溪， 喬 杰， 王榮琦， 南月敏

河北醫科大學第三醫院 中西醫結合肝病科， 石家莊 050051

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是臨床上常見的慢性非傳染性疾病，近年來其發病率逐年升高，嚴重威脅人類健康。非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是NAFLD進展過程中的中間環節，可逐漸發展為肝硬化甚至是肝癌[1]。其發病機制較為復雜，飲食、遺傳易感性、異常脂質代謝、氧化應激、細胞因子、脂肪因子改變、腸道菌群失調和內質網應激、自噬等多重平行因素均發揮了一定作用[2-3]。其中，microRNA(miRNA)的異常表達在NASH的發生發展過程中發揮重要作用，逐漸成為研究熱點之一(圖1)。

1 miRNA的生物學作用

miRNA是一類進化保守的單鏈RNA，19～23個核苷酸，內源表達且在轉錄后水平進行調控，可以從細胞、組織和體液中分離出來[4]。在幾乎所有的真核生物中，有數百個不同的miRNAs基因控制著一系列生理過程，包括發育、生長、分化和代謝。miRNA同時也具有組織特異性，例如miRNA-18、miRNA-20、miRNA-24主要存在于肺臟, 而miRNA-122、miRNA-34、miR-192等主要存在于肝臟[5]。miRNA的異常表達，會影響肝臟細胞的增殖分化，從而導致肝臟疾病的發生發展。

2 miRNA在NASH中的作用

與健康人相比，NASH患者血清或肝組織中miRNA存在不同程度的異常表達。Pirola等[6]發現在NASH患者外周血中miR-122、miR-192和miR-375等表達顯著增強，而miR-133a、miR-133b表達下調。同樣Cheung等[7]在體外NASH模型中，發現miR-126、miR-145、miR-223等表達下調；而miR-21、miR-199a、miR-100等表達上調。可見miRNA作為慢性肝損傷診斷的血清學標志物及潛在治療靶點，參與了NASH的發生及進展(表1)。現將NASH發生發展過程中miRNA異常表達及其相關調控機制分述如下。

2.1 miRNA通過參與脂質代謝促進NASH的形成

在NASH形成過程中，脂質代謝起著重要作用，多種機制參與體內膽固醇的代謝，包括：HMG-CoA還原酶與胰島素誘導基因結合，導致其泛素化和降解；SREBP2可上調膽固醇攝取和合成的基因[27]；LXR的激活，可促進膽固醇代謝為膽汁酸[28]；PPARα通路[29]和SIRT1[30]可減少脂肪堆積。當以上調節因子受到異常調控時，就會導致NASH發生。

2.1.1 miR-155、miR-122通過SREBP途徑參與脂質代謝 LXR屬于配體激活轉錄因子的核受體超家族，主要包括LXRα和LXRβ兩種亞型[31]。LXRα在肝臟中高度表達，與SREBP-1c啟動子結合，后者可調控脂肪酸合成酶、乙酰輔酶a羧化酶等脂肪合成關鍵基因的表達，促進肝臟中脂質合成[32]。研究[8]表明，miR-155可通過結合LXRα的3′UTR下調其表達而減少肝脂肪生成。抑制miR-155可導致肝細胞內異常脂質積聚。此外，抑制miR-155會導致CCAAT /增強子結合蛋白(CCAAT/enhancer-binding protein，C/EBP)的豐度更高[9]。C/EBPβ為C/EBP家族中的一個轉錄因子，其可激活PPARγ誘導脂肪生成[10]。相反的，miR-155過表達可抑制C/EBP，減少脂肪生成[11]。

圖1 miRNA導致肝損傷的機制

有學者[6,8]發現當miR-122過表達時，HMG-CoA還原酶、SREBP-2表達升高，進而抑制脂肪酸合成酶等調解脂肪代謝關鍵因子的表達，最終導致脂質合成增多。當下調miR-122時，二者表達下降，脂質合成減少。Otsuka等[12]發現miR-122主要通過SREBP途徑參與肝臟的脂質代謝。

2.1.2 miR-21、miR-375、miR-34a通過PPARα途徑參與脂質代謝 PPARα是配體激活的轉錄因子，屬于NR1C核受體亞家族的一員，可通過誘導脂蛋白脂肪酶來降低TG水平，使TG水解為游離脂肪酸和單酰甘油，增加脂解，減少脂肪堆積[29]。Loyer等[14]發現miR-21在NASH中存在高表達，通過抑制miR-21可恢復PPARα的表達，減少脂質合成。

Lei等[16]通過NASH小鼠模型發現miR-375存在明顯的表達上調，直接作用于脂聯素受體2，促進脂肪生成。上調的miR-375抑制了PPARα通路，從而加重肝脂肪變性。

miR-34a在NASH中表達上調。其在肝臟中的直接作用靶點是PPARα和SIRT1。SIRT1是一種蛋白質脫乙酰酶，與脂質代謝、胰島素抵抗密切相關，可通過增加胰島素的敏感性，間接下調三酰甘油脂肪酶的活性來抑制脂肪生成[30]。當miR-34a過表達時，PPARα和SIRT1的表達下調，降低了胰島素的敏感性，三酰甘油脂肪酶活性增加，導致脂質異常沉積[17]。

2.2 miRNA通過誘導胰島素抵抗促進NASH的發展 研究[20]表明，miR-103/107在NAFLD患者中表達增強，其通過誘導胰島素抵抗間接促進NAFLD的發生。沉默miR-103/107可增加脂肪細胞中直接靶基因小窩蛋白1 的表達，小窩蛋白1作為胰島素受體的關鍵調節因子，可增強機體對胰島素的敏感性。

另外，miR-101-3p在NAFLD患者中表達下調。下調的miR-101-3p降低了脂肪組織抵抗素的表達，通過調節胰島素信號的關鍵介質來促進胰島素抵抗和肝臟炎癥進展[21]。

表1 miRNA在NASH中的表達

2.3 miRNA通過參與炎癥反應促進NASH的形成

部分miRNA通過參與AMPK信號通路參與NASH發生及進展，其可通過干擾NF-κB信號通路抑制炎癥反應[33]。PPARα也可以通過下調肝臟血清淀粉樣蛋白A等的表達，特異性降低IL-6誘導的急性期反應，從而抑制炎癥反應[16]。

2.3.1 miRNA通過參與AMPK途徑促進NASH的形成 Zhang等[22]發現miR-378在NASH中表達明顯上調。其直接靶向編碼AMPK激活蛋白激酶γ2 (AMPKγ2)的Prkag2，且可顯著增強NF-κB的活性，促進TNFα的釋放。過表達的miR-378增加了AMPKγ2蛋白水平和TNFα的釋放，加重炎癥反應。相反，miR-378抑制劑可阻斷NF-κB/TNFα軸，從而減輕炎癥反應。

miR-34a是細胞衰老、凋亡的主要誘導因子。Castro等[18]通過應用特異性miR-34a前體的方法證實：miR-34a的表達在輕、中度NASH中增加了約2倍，在重度NASH中增加了3倍以上，表明miR-34a在NASH中存在過表達，且其表達水平與疾病嚴重程度呈正比。另外，在NASH患者中， miR-34a的過表達可通過激活AMPK途徑誘導NASH的發生[19]。

2.3.2 miRNA通過參與炎性因子的調節促進NASH的發展

He等[23]發現miR-223在NASH中存在高表達。CXCL10和TAZ是導致NASH發生的兩個重要因素，而CXCL10和TAZ是miR-223的2個下游靶標，miR-223的高表達降低了二者在肝細胞中的表達，從而促進了肝臟炎癥及肝纖維化的進展。

2.4 miRNA通過線粒體損傷參與NASH形成

2.4.1 氧化應激參與NASH形成過程 研究[34-35]證實，線粒體損傷參與了NASH的形成，而其損傷的原因有很多，如氧化應激、氧化還原反應的失衡、線粒體未折疊蛋白反應(mitochondrial unfolded protein response，UPRmt) 等。線粒體氧化應激，導致大量活性氧釋放，影響線粒體功能，最終對線粒體造成損傷。在NASH患者中，線粒體DNA中MTND1和MTCOI突變明顯增高。當miR-122過表達時，MTND1和MTCO1的表達增加，影響線粒體功能，最終導致NASH[13]。

2.4.2 線粒體自噬活性下調促進NASH進展 線粒體自噬是體內一種保護機制，受損的線粒體可通過自噬機制去除，但在NASH患者中，自噬機制受損，原因是肝細胞中miR-214-3p水平增加，抑制了自噬相關基因Ulk1的表達。反之，當沉默miR-214-3p時，自噬活性增加，清除體內損傷的線粒體，從而減輕NASH[24]。

2.4.3 URRmt的激活 線粒體蛋白失衡可誘導線粒體功能障礙，并發出逆行線粒體與細胞核串擾的信號，導致UPRmt的激活，線粒體未折疊蛋白增加，線粒體功能受損。Yang等[35]發現，miR-29a過表達可靶向抑制糖原合酶激酶3β，抑制UPRmt活化，從而改善NASH。

2.5 miRNA與菌群失調促進NASH進展 腸-肝軸在調節機體脂質代謝方面起重要作用。當細菌或其產物轉移到門靜脈循環將導致細菌易位、菌群失調。作為微生物抗原的脂多糖會影響體內miRNA的表達，最終導致NASH的發生[36]。Blasco-baque等[15]在NASH小鼠模型中發現miR-21 在肝細胞中的表達受脂多糖調控，且存在劑量依賴性。其靶向基因可刺激促炎因子TNFα和IL-8等的釋放，加重肝臟炎癥，促進NASH進展。

2.6 miRNA通過參與肝纖維化促進NASH的發展 miR-192在NASH患者中表達上調，通過激活TGFβ/Smad信號，參與肝纖維化過程[7]。TGFβ在肝纖維化中起關鍵作用，可促進炎性細胞的涌入和激活，還可觸發肝星狀細胞轉分化為肌成纖維細胞，導致肝細胞凋亡，最終導致肝纖維化的發生[25]。

研究[26]發現miR-29b在NASH患者中表達下調，通過與Ⅰ型膠原Α1的3′UTR相互作用調節膠原蛋白的表達。miR-29b的低表達促進Ⅰ型膠原Α1的表達。另外，miR-106a/b、miR-20a/b、miR-26a/b等均可影響Ⅰ型和Ⅳ型膠原合成，從而促進肝纖維化的發生發展[37]。

3 小結

目前，大多數研究都是通過創建動物模型、體外細胞實驗來研究miRNA在NASH中的作用，雖然不能完全反映人類NASH的病理學及細胞學改變，但也為臨床應用提供了重要的參考價值。已有研究[20]證實，應用熊去氧膽酸可抑制SIRT1通路，抑制miR-34的過表達，從而治療NASH。也有研究[30]證明，靜脈注射miR-29a模擬物可以減輕肝臟中膽管結扎誘導的UPRmt，miR-29a可作為未來治療NASH的新靶點。miR-122抑制劑RG-101和Miravirsen已用于治療丙型肝炎Ⅰ、Ⅱ期臨床試驗，且取得了較好療效[38-39]，推測miR-122抑制劑也可用于減少脂肪堆積，治療NASH。但miRNA在NASH中起的具體作用仍不是很清楚。進一步加強miRNA參與NASH形成機制的研究，闡釋miRNA與下游因子調控作用的具體機制，結合臨床研究，不僅可以提供用于NASH診斷和預后判斷的高靈敏度的血清學標志物，還將使miRNA靶向治療NASH成為可能。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：安薪宇負責課題設計，資料分析，撰寫論文；胡靈溪、喬杰參與收集數據，查閱文獻；王榮琦、南月敏對文章的知識性內容做批判性審閱、指導。