赖俊衣 陈君毅

(复旦大学 眼耳鼻喉科医院 眼科， 上海 200031)

微小核糖核苷酸(microRNA, miRNA)是生物基因组非编码蛋白的内源性单链RNA分子，长约22个核苷酸，能与靶mRNA的3’-UTR结合，多数miRNAs通过调控转录，抑制靶基因表达，影响细胞增殖、凋亡及分化，在眼部疾病中起到重要作用[1]。研究发现，沉默或过表达miR-29b和miR-27a，将影响人小梁网(trabecular meshwork, TM)细胞功能，进而导致细胞外基质(extracellular matrix, ECM)改变[2-3]。另外，过表达miR-200c的人TM细胞，可通过改变细胞收缩性从而影响房水(aqueous humor, AH)外流[4]。探索原发性开角型青光眼(primary open-angle glaucoma, POAG)患者TM处miRNAs的表达变化，将有助于进一步阐明青光眼的微观发病机制。国内外关于TM处miRNAs与POAG发病机制的相关性已有较多研究成果，本文就其研究进展进行综述。

1 miRNAs与原发性开角型青光眼

根据前房角形态的不同，原发性青光眼可分为两类：POAG与原发性闭角型青光眼。POAG患者眼内压(intraocular pressure, IOP)升高的具体机制尚不明确，一般认为是TM及近小管组织改变，AH外流受阻所致。研究表明TM细胞凋亡[5]、细胞骨架变性[6]及ECM堆积[7]等均参与其中。TM处miRNAs可与载体蛋白结合，以微囊泡或外泌体的形式稳定存在于体液中，因此TM处miRNAs的改变可在AH中体现。

多项研究发现，POAG患者TM处miRNAs存在差异性表达。Hubens等[8]对POAG患者AH中的miRNA进行基因测序，发现hsa-miR-30a-3p、hsa-miR-143-3p、hsa-miR-211-5p及hsa-miR-221-3p水平上调，而hsa-miR-92a-3p、hsa-miR-451a和hsa-miR-486-5p的表达下调。Kosior-Jarecka等[9]发现，POAG患者AH中hsa-miR-1260b呈高表达，其可能通过抑制靶基因SMAD4和SFRP1的表达，进而阻遏TGFβ/Smad信号通路、激活Wnt信号通路，减少ECM异常沉积，促进AH外流。在不同程度视野损伤的POAG患者中也发现了miRNAs差异性表达。Liu等[10]发现，严重视野缺损的POAG患者miR-16-5p、miR-205-5p、miR-206、miR-200a-3p和miR-200b-3p表达上调，这可能与硫胺素代谢[11]、嘌呤代谢[12]以及转录失调有关。

2 小梁网与原发性开角型青光眼

AH引流受阻是POAG患者IOP升高的主要原因。一方面，TM处基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)表达和TM细胞的吞噬活动影响ECM产生和降解，这对维持AH流出道的通畅非常重要。MMPs代谢紊乱或TM细胞数量、功能异常都将导致ECM代谢过程出现异常。纤维连接蛋白、Ⅰ型和Ⅳ型胶原等在TM处异常沉积，形成更加僵硬的前房角和更“密不透水”的外流网孔，AH外流阻力进一步增加、IOP升高，导致POAG的发生[7]。氧化应激是影响TM细胞的又一重要因素，高氧刺激下TM细胞发生内质网应激，产生的大量活性氧可诱导TM细胞DNA损伤，导致TM细胞功能减退甚至死亡，进而发生ECM重构，AH外流受阻[13]。另一方面，相关细胞因子(如内皮素-1等)的异常表达可导致TM细胞收缩性改变，过度收缩的TM细胞致前房角引流面积缩小，AH外流阻力升高，诱导POAG的发生[14]。

2.1 小梁网处miRNAs表达与原发性开角型青光眼

ECM重塑和TM细胞改变，都伴随眼前房角局部miRNAs水平变化，TM细胞或AH中miRNAs改变可通过影响前房角结构及功能，从而改变AH外流阻力[15]。例如，研究发现miR-29b是参与ECM代谢的关键分子，过表达miR-29b的TM细胞可抑制多种ECM成分表达，包括人富含半胱氨酸型酸性蛋白、α1-Ⅰ型胶原、α2-Ⅰ型胶原、α1-Ⅳ型胶原和人层粘连蛋白γ等，从而减小前房角AH外流阻力[16]。另外，Wang等[17]在氧化应激的TM细胞模型中发现miR-17-5p表达下调，而过表达miR-17-5p的TM细胞可通过抑制磷酸酶及张力蛋白同源物基因转录，抑制TM细胞凋亡。这说明TM处miRNAs表达变化参与POAG的发病过程(见图1)。

注：ECM：细胞外基质； TM：小梁网

2.2 降低眼内压的miRNAs

2.2.1 miR-21-5p

Tan等[18]用猪眼房角丛细胞在高氧下构建老化细胞模型，发现过表达miR-21-5p可促进AH外流。miR-21-5p通过调控MMP9[19]、内皮型一氧化氮合成酶[20]和Rho激酶[21]等分子的活性，进而改变TM细胞间的粘附力、细胞骨架动力和ECM代谢相关基因的表达，有效地减小了AH外流阻力。过表达miR-21-5p可调节靶基因SMAD7和成纤维细胞生长因子表达，促进AH外流，显著降低IOP[22]。基于miR-21-5p的降IOP策略可为POAG患者的临床治疗提供新方向。

2.2.2 miR-29b

AH是沟通眼内组织与血液循环的重要介质。研究发现POAG患者血清中miR-29b表达较健康人群明显下调[23]。下调miR-29b可促进ECM异常堆积及纤维化[24]，增加AH外流阻力，导致POAG发生。Villarreal等[16]研究发现，在TM细胞内过表达miR-29b，ECM内多种成分的表达也出现相应变化，其中层粘连蛋白和纤维连接蛋白的成分显著减少。上调TM细胞中miR-29b的水平，可激活SMAD3信号通路，减少ECM成分的房角沉积效应[25]。另有研究发现，在氧化应激条件下TM细胞的miR-29b表达显著下调，进而引起眼房角处多种ECM成分的堆积，说明miR-29b能抗ECM沉积[26]。

2.2.3 miR-200c

miR-200c可通过调节TM细胞收缩性，为POAG治疗提供又一新方向。肌动蛋白系统可调节TM细胞收缩，通过调整细胞间隙大小、改变TM细胞膜渗透性或重塑AH流出通道，从而调节IOP。Luna等[4]发现过表达miR-200c可抑制多个靶点[27]，如内皮素A受体和Rho-A激酶，进而调控TM肌动蛋白系统，抑制TM细胞及细胞间收缩力，有助于形成更疏松的TM网孔，促进AH外流，显著降低IOP。过表达miR-200c-3p可激活PTEN/AKT/mTOR信号通路，抑制半胱胺酸蛋白酶-3和促凋亡蛋白Bax的表达，促进TM细胞增殖、抑制其凋亡[28]。

2.2.4 其他相关miRNAs

研究显示，TM细胞对机械力敏感[29]，在循环性机械应力(cyclic mechanical stress, CMS)作用下，TM细胞基因表达和细胞结构可发生改变。在CMS的刺激下，TM细胞内miR-24表达上调[30]，过表达miR-24可抑制Furin蛋白和TGFβ1的表达[31]，阻止ECM处发生异常沉积。因此，过表达miR-24可能是治疗POAG的有效方法。

miR-27a具有抗氧化作用，在POAG患者治疗中可能有效[32]。抗氧化药物红景天苷可通过上调miR-27a的表达，激活PI3K/AKT和Wnt/β-catenin两条信号通路，在POAG患者中发挥保护TM细胞免受氧化攻击的作用[2]。另外，过表达miR-144-3p可通过抑制纤维连接蛋白-1发挥抗氧化作用，提高TM细胞存活率，有效减缓POAG的疾病进展[33]。miR-182基因突变可导致IOP升高[34]，而过表达miR-182可通过抑制TLR4通路，减轻TM细胞的氧化损伤[35]。并且在POAG患者或老化的TM细胞模型中均存在miR-182表达上调，这提示miR-182可能通过氧化代偿机制有效治疗POAG[36]。枸杞多糖是枸杞发挥抗氧化作用的主要成分之一[37]。研究发现枸杞多糖通过促进TM细胞miR-4295的表达，激活PI3K/AKT和ERK信号通路，保护TM细胞免受氧化损伤[38]。因此，眼部使用含有枸杞多糖的药物或miR-4295类似物可能对POAG防治有重要意义。

2.3 升高眼内压的miRNAs

Wang等[39]发现TM细胞内miR-93的表达显著提高，而过表达miR-93的TM细胞存活率明显降低，这说明沉默miR-93可能是治疗POAG的新思路。另外，miR-93过表达可通过抑制靶基因NFE2L2转录，促进TM细胞凋亡，导致前房角功能失调，AH外流受阻，IOP升高[40]。

研究发现POAG患者AH中miR143/145表达升高，miR143/145可促进肌凝蛋白的磷酸化，增强TM细胞间的收缩力，导致IOP升高[41]。Li等[42]研究发现，下调miR-143/145可诱导ECM中的压力纤维缩短、TM处结构变得更疏松多孔，有利于AH外流，降低IOP。

过表达miR-204的TM细胞可抑制丝氨酸蛋白-1、甘露糖-6-磷酸受体及埃兹蛋白的基因表达[43]，进而导致TM细胞的抗氧化能力下降。研究表明，miR-204还可通过抑制FOXC1、ITGβ1及MEIS2基因的表达，改变TM细胞骨架结构及功能，参与POAG发病过程[44]。

3 小结

本文通过综述POAG患者TM处miRNAs的差异性表达，探讨其在POAG发病过程中的作用，发现多种miRNAs在POAG患者中存在差异性表达，基于miRNAs的治疗方法可能是未来POAG的有效诊疗策略。Tamkovich等[45]发现，miR-16和miR-126联合检测诊断POAG的敏感度和准确度高达89%和90%。在利用miRNAs治疗POAG方面，已有研究发现将起神经保护作用的miR-124[46]送入实验动物眼内，可有效控制IOP，且存活的视网膜神经节细胞数量显著增加[47]。对POAG患者进行miRNA诊断和治疗的研究尚处在萌芽阶段，还需进一步深入探索POAG相关miRNAs的作用靶点及分子机制，以期为其临床转化应用提供更加充分的依据。