microRNAs在年龄相关性黄斑变性

［通讯作者］高自清(-)，男（汉），硕士生导师，主任医师，研究方向：眼底病．

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［摘要］年龄相关性黄斑变性（ａｇｅ－ｒｅｌａｔｅｄｍａｃｕｌａｒｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＡＭＤ）是引起老年人中心视力丧失和生活质量降低的主要疾病之一，其逐渐增加的患病率将成为我国未来严重的公共卫生问题.有研究发现，除外在生活环境及内在免疫遗传因素，微小ＲＮＡ（ｍｉｃｒｏＲＮＡｓ，ｍｉＲＮＡｓ）是参与ＡＭＤ发病机制中人类基因表达的关键调节因子，其序列的突变或表达的失调可能导致ＡＭＤ的病理生理学改变。本文就ｍｉＲＮＡｓ在ＡＭＤ中的发病机制中的作用进行综述。

［关键词］ｍｉｃｒｏＲＮＡｓ；年龄相关性黄斑变性；发病机制

年龄相关性黄斑变性（ａｇｅ－ｒｅｌａｔｅｄｍａｃｕｌａｒｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＡＭＤ）是我国５０岁以上人群致盲性疾病之一，是一种视网膜黄斑区的退行性病变，预计到２０２０年会影响全球１.９６亿人［１］。研究表明，氧化应激、炎症和新生血管生成等在ＡＭＤ的疾病发展过程中起关键作用［２］.也有研究表明，ｍｉｃｒｏＲＮＡｓ（ｍｉＲＮＡｓ）调控序列的改变或ｍｉＲＮＡｓ信号通路的失调可能成为ＡＭＤ发生、发展的关键因素［３］。

１ｍｉＲＮＡｓ简介

ｍｉＲＮＡｓ是一类大约由１７～２５个核苷酸组成的小分子非编码单链ＲＮＡ，通过降解ｍＲＮＡ或抑制翻译来调控基因的表达，导致复杂的病理生理学机制［４］。自１９９３年发现以来，ｍｉＲＮＡｓ已被证明在造血系统、神经系统、胚胎组织发育等的病理生理过程中发挥重要作用，并成为研究的热点［５－６］。近年来，ｍｉＲＮＡｓ在眼睛发育、眼内环境稳态和眼部疾病中的作用研究表明，其异常表达与眼部疾病发生、发展及预后存在着密切联系［７］。有研究表明，ｍｉＲＮＡｓ参与视网膜病理性新生血管形成［８］。并且近年来体内外研究显示ｍｉＲＮＡｓ可能与ＡＭＤ的发生直接相关。

２ｍｉＲＮＡｓ在ＡＭＤ中的作用

ＡＭＤ有两个分期：早期和晚期。早期ＡＭＤ的特征在于视网膜色素上皮细胞（ＲＰＥ）的改变，以在ＲＰＥ和布鲁赫膜之间形成玻璃疣及病理沉积物的出现为主要表现［９］。晚期ＡＭＤ包括干性和新生血管性（湿性）两种类型，干性ＡＭＤ以玻璃膜疣、ＲＰＥ异常和地图样萎缩改变为主要特征；而湿性ＡＭＤ则是以脉络膜血管异常生长为主要病理特点［１０］。特异性ｍｉＲＮＡｓ表达失调和生物学机制的改变均与视网膜疾病有关，包括ＡＭＤ［１１－１２］。由于病理性新生血管形成在ＡＭＤ晚期发挥关键作用，探讨ｍｉＲＮＡｓ对其调控作用可能有助于这一疾病的诊治。有研究发现，ｍｉＲ－１２６、ｍｉＲ１４６ａ、ｍｉＲＮＡ－２３～２７～２４簇等多种ｍｉＲＮＡｓ参与了眼新生血管内皮细胞形成过程［８］。有研究揭示了许多ｍｉＲＮＡｓ在脉络膜新生血管（ＣＮＶ）形成中的重要功能［３］，与目前的药剂不同，这些ｍｉＲＮＡｓ可以靶向调控ＣＮＶ生成过程中的多种组分，可能成为现有治疗湿性ＡＭＤ的抗血管内皮生长因子（ＶＥＧＦ）药物的替代物。

２.１ｍｉＲ－１２６ｍｉＲ－１２６定位于表皮生长因子样结构域７（ＥＧＦＬ７）中，是一种具有血管内皮特异性表达的基因，其异常表达与血管内皮损伤及病理性新生血管形成有关［１３］。有研究证实ｍｉＲ－１２６可通过促进丝裂原活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）和磷脂酰肌醇３激酶（ＰＩ３Ｋ）的表达影响多种肿瘤的新生血管形成［１４］。Ｚｈｏｕ等［１５］研究发现，ｍｉＲ－１２６可通过抑制细胞内新生血管信号抑制剂Ｓｐｒｅｄ－１的表达，而加强ＶＥＧＦ和成纤维细胞生长因子的作用，从而促进血管形成。Ｆｉｓｈ等［１６］研究表明，ｍｉＲ－１２６过表达可通过调控ＶＥＧＦ／ＰＩ３Ｋ／ＡＫＴ通路，从而促进血管形成、肿瘤的增殖和转移。Ｗａｎｇ等［１７］研究表明，ｍｉＲ－１２６在激光诱导的ＣＮＶ小鼠眼中下调，ｍｉＲ－１２６表达下降与ＶＥＧＦ－Ａ、ＫＤＲ（激酶插入结构域受体）和Ｓｐｒｅｄ－１的ｍＲ?ＮＡ和蛋白水平增加有关，ｍｉＲ－１２６水平的恢复可逆转ＣＮＶ小鼠模型中的这些因子ｍＲＮＡ及蛋白的增加并抑制ＣＮＶ形成，揭示了ｍｉＲ－１２６在ＣＮＶ中的关键作用。ｍｉＲ－１２６可降低ＶＥＧＦ－Ａ水平来影响其下游途径，从而减轻ＣＮＶ的严重程度，进而影响ＡＭＤ的发展。由此可见，ｍｉＲ－１２６在病理性新生血管形成中具有双向调节作用。

２.２ｍｉＲ－１８４ｍｉＲ－１８４在ＲＰＥ中高度表达，并且在神经发育和细胞凋亡过程中起重要作用［１８］。研究发现，ＲＰＥ细胞中ｍｉＲ－１８４通过靶基因Ｅｚｒｉｎ（ＥＺＲ）和溶酶体相关膜蛋白１（ＬＡＭＰ－１）共同参与吞噬泡的形成，在成人ＲＰＥ细胞中，ｍｉＲ－１８４的抑制导致了ＥＺＲ蛋白的上调，并下调了ＬＡＭＰ－１的表达，从而诱发ＥＺＲ－ＬＡＭＰ－１蛋白表达水平降低，影响正常ＲＰＥ细胞的吞噬活性；通过ＡＭＤ患者与正常人ＲＰＥ细胞中ｍｉＲ－１８４对比发现，ｍｉＲ－１８４在ＡＭＤ患者的表达水平下调，表明视网膜变性可能是ｍｉＲ－１８４表达下调导致ＲＰＥ功能失调而引起的［１８］。ＡＫＴ２是ＰＩ３Ｋ通路的主要下游效应物，可以激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（ｍＴＯＲ）通路［１９］。ＡＫＴ／ｍＴＯＲ通路的激活可以刺激ＲＰＥ的去分化、增殖、迁移和肥大，被认为是ＡＭＤ形成中重要的病理过程。有研究表明，ＡＫＴ２是ｍｉＲ－１８４的直接靶标，ｍｉＲ－１８４可能是通过抑制ＡＫＴ２／ｍＴＯＲ信号通路促进ＲＰＥ的分化，而在ＡＭＤ患者的黄斑－脉络膜区ＲＰＥ细胞中发现ＡＫＴ２上调，尤其在干性ＡＭＤ患者中，表明基于ｍｉＲ－１８４的辅助疗法和ｍＴＯＲ阻滞剂（如雷帕霉素）可能成为ＡＭＤ治疗的潜在方法［２０］。

２.３ｍｉＲＮＡ－２３～２７～２４基因簇ＣＮＶ中的免疫炎症反应和病理性血管生成是ＡＭＤ患者视力丧失的关键因素。ｍｉＲＮＡ－２３～２７～２４基因簇编码的ｍｉＲＮＡｓ在内皮细胞中高度表达。在ＣＮＶ中，ｍｉＲＮＡ－２３～２７～２４基因簇上调，其中ｍｉＲ－２３和ｍｉＲ－２７通过靶向Ｓｐｒｏｕｔｙ２和Ｓｅｍａ６Ａ调控ＭＡＰＫ和ＶＥＧＦ，促进血管生成，并且Ｓｐｒｏｕｔｙ２和Ｓｅｍａ６Ａ在血管生成途径中具有负反馈作用［２１］。ｍｉＲ－２３ａ抑制氧化应激诱导的ＲＰＥ细胞凋亡是通过靶向上调的ＦＡＳ来发挥作用的，在ＡＭＤ患者中发现ｍｉＲ－２３ａ表达下调可能加速ＡＭＤ的病变进程［２２］。Ｚｈｏｕ等［２３］发现ｍｉＲ－２４在内皮细胞中过表达可抑制压力纤维和片状伪足的形成，从而抑制肌动蛋白细胞骨架路径中多个组分的形成，并且在血管内皮细胞的迁移、增殖及新生血管的形成过程中起到抑制作用。由于ＡＭＤＣＮＶ形成过程中也涉及内皮细胞的增殖、迁移等病理过程，所以ｍｉＲ－２４可能在湿性ＡＭＤ中发挥重要作用。由此可见，对ｍｉＲＮＡ－２３～２７～２４基因簇的调控可能于新生血管性ＡＭＤ疾病具有重要的治疗意义。

２.４ｍｉＲ－１５０巨噬细胞是ＡＭＤ的主要浸润性炎性细胞，是导致老年人失明的重要因素之一［２４］。在衰老巨噬细胞中，上调的ｍｉＲ－１５０参与调控衰老巨噬细胞所引起质膜脂质的广泛破坏，显著降低内皮细胞功能，并特异性抑制内皮细胞中多种血管生成调节因子ＣＸＣＲ４、ＤＬＬ４和ＦＺＤ４的表达而不会改变ＶＥＧＦ、ＶＥＧＦＲ－１和ＶＥＧＦＲ－２的表达水平［２５］。此外，Ｗａｎｇ等［２６］研究发现，ｍｉＲ－１５０在小鼠巨噬细胞和ＡＭＤ患者的人外周血单个核细胞（ＰＢＭＣ）中表达均上调，通过靶向调控硬脂酰ＣｏＡ去饱和酶２（Ｓｃｄ２）干预巨噬细胞介导的炎症反应和病理性新生血管生成。此发现为衰老巨噬细胞病理性改变提供了潜在机制，并可能成为新的治疗靶标和候选生物学标志物。因此，内皮细胞ｍｉＲ－１５０是眼部新血管形成的内源性抑制剂，可能成为病理性眼部新生血管形成的靶向治疗药物。

２.５ｍｉＲ－１４６ａｍｉＲ－１４６ａ是一种与进展性、年龄相关性、炎症性、神经退行性等疾病有关的ｍｉＲＮＡ［２７］。ｍｉＲ－１４６ａ已在ＡＭＤ患者的血浆和视网膜中发现，并在用脂多糖（ＬＰＳ）刺激的单核细胞中被上调［２８－２９］。多项研究已经证实，ｍｉＲ－１４６ａ是先天免疫反应的关键抑制因子，在受影响的人神经细胞如星形胶质和小胶质细胞中上调，导致补体因子Ｈ（ＣＦＨ）下调，从而促进ＡＭＤ的进展［３０］。靶向ｍｉＲ－１４６ａ已被建议作为减缓ＡＭＤ进展的潜在治疗策略［３１］。但有研究发现，ｍｉＲ－１４６ａ可干扰白介素－１受体相关激酶－１（ＩＲＡＫ１）和肿瘤坏死因子受体相关因子６（ＴＲＡＦ６）的表达，并且直接下调ＩＬ－６水平，ＩＲＡＫ１和ＴＲＡＦ６是核因子－κＢ（ＮＦ－κＢ）通路的调控因子，阻碍其翻译可抑制促炎细胞因子的释放［３２］。因此，ｍｉＲ－１４６ａ也可能是新生血管性ＡＭD和炎症的保护性调节因子［３３］。ｍｉＲ－１４６ａ与ＣＦＨ在ＡＭＤ发病机理中的潜在作用尚不明确仍需进一步研究。

２.６ｍｉＲ－１５５ｍｉＲ－１５５不仅参与血管生成，还调节视网膜中的炎症反应，并成为ＡＭＤ治疗干预的主要候选者［３４］。ｍｉＲ－１５５的表达是由ＡＭＤ相关炎性细胞因子诱导的，包括ＴＮＦ－α、ＩＦＮ－β、ＩＦＮ－γ等［３５］。研究表明，ｍｉＲ－１５５与ｍｉＲ－１４６ａ具有大约４５％的序列同源性，可通过ＣＦＨ３′非翻译区（３′－ＵＴＲ）中部分重叠互补ＲＮＡ结合位点调节大脑和视网膜ＣＦＨ的表达［３６］。Ｋｕｔｔｙ等［３７］通过对暴露于炎症细胞因子混合物的人ＲＰＥ细胞中ｍｉＲＮＡ表达的研究发现，ＲＰＥ细胞中ｍｉＲ－１５５表达与信号转导与转录活化因子１（ＳＴＡＴ１）的表达同时增加，而该过程均可被Ｊａｎｕｓ家族激酶（ＪＡＫ）抑制剂有效抑制，说明这些炎性细胞因子可能通过激活ＪＡＫ／ＳＴＡＴ信号传导途径来上调ｍｉＲ－１５５的表达而影响ＣＮＶ的严重程度。在湿性ＡＭＤ的ＣＮＶ模型中，下调的ｍｉＲ－１５５通过ＰＩ３Ｋ／Ａｋｔ途径减少了视网膜新生血管形成［３８］。ｍｉＲ－１５５在视网膜变性疾病中的作用有待进一步研究，因为其参与炎症反应、补体激活和新生血管形成，这些都是ＡＭＤ发病的主要机制。

２.７ｍｉＲ－１８１ａｍｉＲ－１８１ａ在视网膜和脉络膜组织中大量表达。一项体外研究发现，缺氧增加了ｍｉＲ－１８１ａ在脉络膜内皮细胞中的表达，并提示ｍｉＲ－１８１ａ通过抑制细胞迁移和增殖而起到抗血管生成作用［３９］。然而，ｍｉＲ－１８１ａ在体内病理生理性血管形成过程中的作用尚未得到证实。在病理条件下，视网膜内皮细胞分泌的促血管生成因子和抗血管生成因子失衡，并且ＶＥＧＦ的过表达在眼部血管生成的发病机制中起着重要作用。有研究表明，ＶＥＧＦ和Ｂｃｌ－２在血管生成活性之间存在互惠关系，后者是一种抗氧化剂和抗凋亡的驻留线粒体蛋白，ＶＥＧＦ介导的血管生成和内皮细胞存活率的提高与Ｂｃｌ－２的表达有关，Ｂｃｌ－２在体内增强ＶＥＧＦ表达和新生血管形成［４０］。研究表明，在人视网膜内皮细胞（ＨＲＥＣ）中，ｍｉＲ－１８１ａ过表达显著下调了Ｂｃｌ－２和ＶＥＧＦ的表达；除了Ｂｃｌ－２，ｍｉＲ－１８１ａ还可直接靶向调控ＭＡＰＫ１，由于ＶＥＧＦ在内皮细胞中作为ＭＡＰＫ１的有效激活剂，ＭＡＰＫ１可负责传递ＶＥＧＦ依赖性的抗凋亡信号；在ＨＲＥＣ中，ｍｉＲ－１８１ａ的过表达显著抑制了ＭＡＰＫ１的表达，表明ｍｉＲ－１８１ａ通过干扰ＭＡＰＫ１／ＶＥＧＦ信号发挥抗血管生成作用［４１］。因此，ｍｉＲ－１８１ａ对ＭＡＰＫ１信号的调节可能为异常眼部新生血管形成提供一个治疗窗口。

３小结与展望

ＡＭＤ是一种与年龄相关的多因素疾病，也是我国老年人中枢性视力丧失的主要原因。许多研究表明，ｍｉＲＮＡｓ在ＡＭＤ发展过程中发挥着重要作用，通过不同机制参与到ＡＭＤ的病程发展中，因此不仅是ＡＭＤ新标志物的潜在候选者，也有可能成为ＡＭＤ的潜在治疗新靶点。但绝大部分ｍｉＲ?ＮＡｓ的功能尚不清楚。因此，仍需进一步深入研究ｍｉＲＮＡｓ在ＡＭＤ疾病中的具体作用机制。参考文献略

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