曾菁莘 温 炬 罗 权

(广东省第二人民医院皮肤科，广州510317)

MicroRNAs是一种在基因表达谱进化中高度保守，具有调控功能的内源性非编码小RNA,其可与靶基因mRNA的3′UTR通过碱基互补配对的方式结合而降解靶基因mRNA或阻止其翻译[1]。miRNAs与靶基因mRNA结合程度的不同导致靶基因表达的比例不一。单个miRNA可调节多种靶基因的mRNA,多种miRNA也可调节同种靶基因的mRNA,因此由microRNA及其靶基因所形成的复杂而精密的调控网可参与调节体内多种重要的生理过程，如器官发育、细胞增殖、分化和凋亡等[2，3]，其在免疫调控及疾病的发生发展中也起着重要作用。其中miR-148a在炎症性疾病及肿瘤的免疫学机制中均存在反馈调节作用，近年来已成为相关疾病的研究热点之一。

1 miR-148a的结构及表达调控

1.1microRNA-148a的结构 miR-148/miR-152家族是由miR-148a、miR-148b和miR-152共同组成，三者具有相似的结构及相同的种子序列(UCAGUGCA),拥有茎环结构miR-148/miR-152前体可被核内及胞质内的酶裂解为miR-148a、miR-148b和miR-152。研究表明miR-148/miR-152接近于人类同源异型基因(Homeobox，HOX),且miR-148a、miR-148b和miR-152分别类似HOXA,HOXC和HOXB[4]。在人类染色体中，成熟的miR-148a由22个核苷酸序列组成，含有一个8个核苷酸区域的“种子序列”，该序列是结合靶基因mRNA的重要区域。

在正常的生理状态下，miR-148a可表达在各种人类组织中，如心脏、肝脏、脑部、胸腺、胰腺、肾脏、皮肤、胎盘、子宫、睾丸和造血系统[5]。Fu等[6]发现肝脏内高表达miR-148a,且其表达在成人和胚胎中无显著差异。Ribeirodossantos等[7]发现miR-148a可表达于正常的胃组织中，尤其在贲门内。此外，高表达的miR-148a参与胃内主要基因的稳定表达，一旦其出现异常表达则会导致胃癌的发生。有趣的是，Nielsen等[8]发现在持续12周的运动中，miR-148a在外周血中的表达呈显著下降。

1.2影响miR-148a表达的因素 转录因子(TFs)及甲基化等表观遗传学机制都可作用于microRNAs启动子调控microRNAs的表达[9]。研究表明在胃癌中，DNA甲基化转移酶1(DNMT1)的过表达使得miR-148a基因启动子区域CpG岛超甲基化而致miR-148a的沉默，从而减弱其对DNMT1表达的抑制，致使 DNMT1蛋白表达水平的进一步上升和miR-148a的进一步沉默，由此说明miR-148a的沉默和DNMT1蛋白的过度表达可能存在相互促进的正反馈调节作用[10]。此外乳腺癌中的研究发现，转录因子 EGR1可与miR-148a的启动子结合促进其表达[11]，神经胶质瘤中转录因子NF-κB与miR-148a启动子结合将促进miR-148a的表达[12]。

此外，微环境中如缺氧和细胞因子等改变也会影响miR-148a的表达。Hsiao等[13]研究发现在子宫内膜异位症中低氧可通过AUF1/miR-148a通路致使DNA甲基化转移酶1(DNMT1)失调而引起整体低甲基化。miR-148a可通过抑制其靶基因SMAD2的表达下调细胞因子TGF-β的表达介导肿瘤的上皮间充质转化(EMT),起到抗凋亡和减弱细胞的迁移的作用[14]。

除上述所描述的机制之外，miRNAs还可与长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)相互作用调控靶基因mRNA的表达。Yan等[15]通过研究表明胃癌中的lncRNA MEG3呈低表达水平，miR-148a可通过调控其下游靶蛋白DNMT1间接调节MEG3的表达进而影响胃癌细胞的生物学过程，MEG3通过调VEGF、Notch、Rb等通路调控细胞的增殖，凋亡转移等生物学活动。Zhao等[16]研究表明LncRNA CCAT1可经由miR-148a/PIK3IP1通路上调其表达而促进骨肉瘤的扩散与转移[14]。Wu等[17]也表明LncRNA H19可经由miR-148a/DNMT1通路调节喉部鳞状细胞癌的发生发展。

2 miR-148a的生物学特性与相应疾病的调控

2.1miR-148a的免疫调节机制 Haftmann等[18]在类风湿性关节炎患者滑膜液分离出的记忆T细胞中检测到显著上调的miR-148a,Pan等[19]在系统性红斑狼疮患者CD4+T细胞的表达也高于正常志愿者。反复抗原刺激可使Th1中的转录因子Twist1上调并诱导miR-148a的表达，后者可通过抑制促凋亡蛋白Bim表达而促进慢性炎症中反复活化Th1细胞的存活。反之，抑制miR-148a的表达则可降低慢性炎症中反复活化Th1的存活率。Twist1/miR-148a/Bim通路可能适用于Th1致病的多种慢性炎症性疾病(风湿性疾病、克罗恩病、溃疡性结肠炎)[20,21]。该团队最新研究显示，microRNA-148a特异性抑制剂可在体内选择性靶向促炎性Th1细胞，这进一步推动了miR-148a对疾病治疗的进展[22]。

除了调节T细胞之外，miR-148a还可作用于B细胞。Porstner等[23]在研究中表明活化的B细胞可上调miR-148a的表达，miR-148a上调后又可促进活化的B细胞分化成浆细胞，并且通过抑制转录因子Bach2、MITF及促凋亡因子BIM,PTEN来增强浆细胞的存活率。Gonzalezmartin等[24]研究发现上调miR-148a通过其上述抑制凋亡的作用促进幼稚B细胞的表达从而增加B细胞受体数量而达到瓦解B细胞免疫耐受的效果，而这也是自身免疫性疾病的发病机制之一。

2.2miR-148a的免疫相关靶标 人类白细胞抗原(Human leukocyte antigen，HLA)广泛表达于细胞表面，其可通过呈递抗原给T细胞而介导免疫反应发生。HLA-C隶属经典HLA-Ⅰ类分子，位于HLA-C终止密码子下游263位点的缺失(263del)和插入(263ins)会直接影响miR-148a与其末端3′UTR的结合，263ins(G)支持miR-148a与HLA-C末端的结合从而抑制HLA-C的表达，而使HIV病毒表达上升同时也可降低克罗恩病的风险。263del的HLA-C末端则不能与miR-148a结合而起作用[25]。

HLA-G是一种非经典HLA-Ⅰ类分子，研究表明其可通过抑制杀伤毒性T细胞和NK细胞介导肿瘤细胞的免疫逃逸[26]，其可表达于滋养细胞肿瘤、黑色素瘤、胃癌、肺癌、肾细胞癌以及结直肠癌等多种肿瘤[27]。多项研究表明miR-148a的下调将导致HLA-G表达的升高[28]。有趣的是，Sun等[29]发现宫颈癌中lncRNA HOTAIR可与miR-148a竞争性结合而减少其与HLA-G的3′UTR结合，从而促进HLA-G的表达，HOTAIR可促进宫颈癌细胞的增殖和迁移。

此外，miR-148a可靶向作用于蛋白激酶CaMKIIα而削弱树突细胞的抗原提呈及固有免疫[30]。蛋白激酶CaMKIIα还可降低MHCⅡ类分子的表达和抗原特异性T细胞的增殖[31]。

2.3miR-148a对细胞增殖的调控机制 CAND1是E3泛素连接酶的支架蛋白，泛素连接酶及CAND1复合物在细胞的增殖和分化中起着重要的作用，miR-148a可通过抑制CAND1的表达控制前列腺癌细胞的增殖[32]。研究表明抑癌基因MIG6可调节表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor，EGFR)的表达进而诱导细胞增殖，miR-148a通过下调MIG6的表达从而抑制神经胶质瘤细胞增殖[33]。ROCK1蛋白可调节多种关键细胞功能，在细胞的增殖、迁移和活化中发挥生理功能，近年来研究表明ROCK1在肿瘤发生发展中也有着关键作用，miR-148a过表达可抑制ROCK1从而下调胃癌细胞的增殖水平[34]。胰岛素受体底物-1(Insulin receptor substrate 1,IRS-1)和类胰岛素生长因子Ⅰ受体(Insulin-like growth factors-I receptor,IGF-ⅠR)可诱导多个信号级联通路，包括PI3K/AKT和MAPK/ERK,两条通路皆能控制肿瘤的发生发展，Xu等[35]研究表明miR-148a可靶向作用于IRS-1和IGF-ⅠR进而抑制乳腺癌细胞的增殖及血管生成。

2.4miR-148A对细胞迁移与侵袭的调节 上皮间充质转化(Epithelialmesenchymal transition,EMT)在形态学上发生间充质细胞表型的转变,并获得转移能力的过程,长久以来一直被认为在胚胎发育和恶性肿瘤的细胞转分化中起主导作用，其涉及TGF-β、WNT信号通路，E-钙黏素表达等多种信号通路的表达[36]。SMAD2是TGF-β通路的下游效应蛋白，其可促进TGF-β诱导EMT，即促进细胞的迁移和侵袭[37]。高活性的TGF-β/Smad通路增强胃癌细胞的侵袭和转移且预后较差，尤其是在已扩散的胃癌患者中[38]。Wang等[14]的研究表明Smad2是miR-148a的靶基因，miR-148a可抑制Smad2的表达从而抑制TGF-β介导的EMT,起到抗凋亡和减弱细胞迁移的作用。此外，多项研究表明子宫内膜癌和肝癌中miR-148a可分别靶向作用于WNT1和WNT10B，进而抑制EMT所致的肿瘤转移与侵袭[39,40]。在肝癌中miR-148a的下降可靶向调控HPIP以及下游的分子AKT/ERK/FOXO4/ATFS通路，促进肿瘤细胞的增殖，转移和侵袭[41]。

2.5miR-148a对细胞凋亡的调节 Bcl-2 相关蛋白按照结构和功能可分为三个家族:Bcl-2家族、Bax家族和BH3-only家族。Bcl-2家族蛋白具有拮抗细胞凋亡的作用,Bax和BH3-only家族蛋白具有促进细胞凋亡的作用。 Bax、Bak等促凋亡蛋白可以结合在线粒体膜上并发生聚合，从而最终导致凋亡的发生 。BH3-only家族成员，例如Bim(Bcl-2 interacting media-tor of cell death)，又能够与Bcl-2 相结合,抑制其抗凋亡作用[42]。Kim等[33]研究表明上调miR-148a可抑制BIM的表达从而抑制神经胶质瘤细胞凋亡。

3 展望

随着近年来对miR-148a研究的不断深入，可以发现miR-148a在T细胞及B细胞介导的慢性炎症性疾病、自身免疫性疾病及肿瘤的发生发展中起着重要的调控作用，miR-148a的表达也与DNMT1、转录因子、lncRNA及细胞因子等息息相关。然而，miR-148a在疾病中的调控机制复杂，靶基因众多，这些靶基因之间是否存在相互作用，miR-148a的表达通路是否相互影响都有待实验进一步证实。相信在不久的将来， miR-148a将成为疾病的诊断和预后中的生物标记物和新兴的治疗靶点。

表1 miR-148a在各组织/细胞中的靶标

Tab.1 Targets of miR-148/152 family in various tissues/cells

miR-148aBiological functionTargetsTissues/CellsReferences↑DNA hypomethylationDNMT1CD4+ T cells of Systemiclupuserythematosus[16]↑ApoptosisBIMCD4+ T cells of chronic inflammatory disease[17]↑ApoptosisPTEN BIM Gadd45aB cell of autoimmune disease[19]↓Immune rejectionHLA-GPlacenta tissue cervical cancer cell[22][23]↓Cell proliferationHLA-CHIV-1 infected individuals[21]↑Cell proliferationCAND1Prostate cancer cells[29]↑Cell proliferationMIG6Glioma cells[30]↓Cell invasion and metastasisROCK1Gastric cancer[31]↑Epithelial mesenchymal transitionSMAD2Gastric cancer[35]