胡兆勇，刘艳丽，谢赛飞，郑 玲，谭 劲⋆

（1. 湖南中医药大学，湖南 长沙 410208 ；2. 湖南中医药大学第一附属医院，湖南 长沙 410007）

纤维化在本质上是组织细胞受损后发生的一种自我修复反应。当组织细胞受到损伤后，实质细胞可发生坏死，间质细胞可生成大量的细胞外基质进行修复，导致局部纤维结缔组织明显增多，即发生纤维化。这个病理过程的中心环节是成纤维细胞被激活[1]。发生增生的纤维结缔组织不具备实质细胞的结构和功能。发生组织纤维化可导致器官的结构被破坏、功能丧失。人体的各个组织都可能会受到炎症的侵袭而发生纤维化。在基因层面研究组织纤维化的发生机制对诊断组织纤维化、阻断组织纤维化的进程具有重要的临床意义。microRNA 是一类内生的、含有20 ～24 个核苷酸的小RNA，可参与多种生物学过程的调控。本文主要对microRNA-21（miR-21）与组织纤维化的关系进行分析。

1 miR-21 的概述

microRNA 是RNA 家族中的一员，其生成与DNA 的初级转录物有关。microRNA 是经核酸酶剪切、加工、再组装形成的一种由RNA 诱导的沉默复合体。microRNA 属于非编码的短链RNA，通过碱基互补配对的方式识别靶向mRNA，发挥抑制mRNA 翻译或直接降解mRNA 的作用[2]。microRNA 可以与蛋白、DNA 和RNA 相互作用，参与多种生物学过程的调控。目前发现的microRNA 共有2 万多个，miR-21 是其中的一员。miR-21 已被证实存在于人体的头颈部、食管、胃部、肺部、大肠等多个组织器官中。有研究结果显示，miR-21 与肿瘤的发生、发展、癌细胞转移及该病患者的预后密切相关。此外，miR-21 还参与调控心脏、肝脏、肺脏、肾脏等器官组织纤维化的发生及发展。

2 miR-21 与心肌纤维化的关系

miR-21 可调节人体心脏成纤维细胞中ERK-MAP 激酶信号传导的途径，改变心脏的结构和功能。心功能衰竭患者心脏成纤维细胞中miR-21 的表达水平呈选择性升高的表现。该病患者体内的miR-21 主要是通过靶基因萌牙1（Spry1）增强ERK-MAP 激酶的活性，进而可促进其心肌成纤维细胞的存活及分泌生长因子，控制其心肌间质纤维化和心肌肥大的程度。相关动物研究的结果显示，建立由压力超负荷诱导的心功能障碍小鼠模型后，采用特定的抑制剂将小鼠体内诱发疾病的基因（即miR-21）进行靶向沉默处理，其心肌细胞中ERK-MAP 激酶的活性可明显降低，其心肌间质纤维化的程度可受到抑制，其心功能障碍的症状可明显减轻[3]。一项针对糖尿病性心脏病发病机制的研究结果显示，抑制该病患者体内miR-21 的表达，可上调SMAD7 蛋白，激活p-SMAD2 和p-SMAD3，降低心肌血管周围纤维化的程度。miR-21 可通过靶向SPTY1 介导心肌的纤维化[4]。研究发现，miR-21 可促进大鼠心肌纤维母细胞内胶原的沉积，进而可使其心肌发生纤维化，且miR-21的表达水平与其心肌纤维化的程度呈正相关[5]。

3 miR-21 与肝纤维化的关系

在肝纤维化的发生过程中，TGF-β1是一个非常重要的促纤维化因子[6]。miR-21 可通过介导TGF-β1/Smad2/3信号的通路正向调节胶原蛋白的生成。并且，miR-21 可被Smad7 负反馈调节[7]。肝纤维化患者体内miR-21 的表达水平可明显升高。并且，miR-21 的表达水平与肝纤维化患者肝纤维化的程度密切相关[8]。有研究结果显示，miR-21 可通过抑制TGF-β1/Smad7 信号通路减轻肝纤维化患者肝实质纤维化的程度[9]。

4 miR-21 与肺纤维化的关系

有研究结果显示，肺纤维化小鼠模型血清中miR-21 的表达水平可明显升高，其肺部的成纤维细胞中miR-21 的表达水平较高[10]。对miR-21 进行基因敲除处理后，实验小鼠肺纤维化的程度可明显减轻。在实验小鼠体内导入miR-21 的前体物质后，其肺纤维化的程度可明显加重。这说明，miR-21 具有致肺纤维化的作用[11]。miR-21 表达的水平与肺纤维化的严重程度密切相关。有研究结果显示，miR-21可以调控TGF-β1/Smad 信号的通路，调节成纤维细胞的纤维化活动，促使肺纤维化[12]。

5 miR-21 与肾纤维化的关系

有研究结果显示，miR-21 在肾纤维化患者肾组织中的表达水平可明显升高。相关动物实验的研究结果显示，在肾纤维化的动物模型体内，miR-21 的表达水平可明显升高。这说明，miR-21 是肾纤维化发生、发展过程中一个重要的基因[13-14]。miR-21 可通过介导MMP9/TIMP1 促进肾纤维化[15]。相关动物实验的研究结果显示，糖尿病小鼠体内的miR-21 可抑制PI3k/PTEN 的通路，增强Ⅰ型胶原蛋白的表达，进而可形成细胞外基质[16]。miR-21 的高表达可促使PPARα 下调，激活TGF-β1/Smad3 信号传导的通路，并诱导肾纤维化。抑制miR-21 的表达可起到相反的作用。在经血管紧张素II 处理的细胞中，上调其中miR-21 的表达水平会导致PPARα 的水平降低，激活TGF-β1/Smad3 的信号通路，促进肾纤维化。反之，抑制miR-21 的表达可减轻肾纤维化的程度[17]。肾小管上皮细胞中的miR-21 呈高表达，转化生长因子-β（TGF-β）可被激活，胶原纤维蛋白- Ⅰ、a-SMA 表达的水平可明显升高，进而可诱发上皮细胞- 间充质转化（是指上皮细胞通过特定的程序转化为具有间质表型细胞的生物学过程）。同时，采用特定的抑制剂将导致疾病发生的基因（miR-21）进行靶向沉默处理后，胶原纤维蛋白- Ⅰ、a-SMA 可呈低表达，上皮细胞-间充质转化的形成可受到抑制[18]。PTEN/Akt/mTORC1 信号通路是TGF-β 下游的一条信号通路。该通路参与了系膜细胞肥大和上皮细胞- 间充质转化的形成过程。miR-21 可直接作用于PTEN。在人肾小球系膜细胞中的miR-21 可抑制PTEN 的表达，间接激活Akt、mTORC1，进而可诱发细胞肥大，上调纤维蛋白和 I 型胶原蛋白的表达水平。因此，下调miR-21 的表达水平能降低肾纤维化的程度[19-20]。

6 小结

miR-21 与人体常见组织纤维化的发生、发展密切相关。在发生纤维化的组织中，miR-21 可呈高表达，且miR-21 表达的水平与组织纤维化的程度密切相关。临床上可对miR-21 进行靶基因预测，对靶基因集进行GO、KEGG 分析，找出相关的信号通路，对miR-21 的靶基因进行荧光验证。在进行组织纤维化动物实验时，可采用加入激活剂、抑制剂或转染高表达基因、沉默基因的方法验证miR-21 的靶基因及相关通路。目前，miR-21 在介导口腔黏膜下纤维化方面的机制尚未明确。但miR-21 在促使心、肝、肾、肺纤维化方面的研究为其他组织纤维化的研究提供了理论依据。miR-21 有望成为临床上诊断组织纤维化的生物学标志物和治疗上述疾病的靶点。