microRNA-23a在临床相关疾病诊断中的意义*

薛会红，邵松军，田 阳 综述，张湘燕,△，张 程, 审校

(1.遵义医科大学，贵州 遵义 563000；2.贵州省人民医院呼吸与危重症医学科，贵州 贵阳 550002；3.国家卫生健康委员会肺脏免疫性疾病重点实验室,贵州 贵阳 550002)

microRNA是一类内源性长约22个核苷酸的非编码RNA分子，普遍存在于真核细胞生物中，并在人体内的胞外环境里保持一定的稳定性，在进化中具有高度保守性。microRNA与机体多种生理功能密切相关，其能够与靶mRNA的3′-UTR区碱基互补配对,使其翻译受到抑制,在转录后水平调控基因的表达，从而在生物过程中发挥重要调节作用。这些生理功能包括生长发育、新陈代谢、细胞增殖和凋亡等[1]。microRNA是一个大家族，到目前为止已发现有上千种类型，而microRNA-23a(miR-23a)作为其中的一员，与临床上许多常见疾病的发病机制有着密切联系，而且与疾病的严重程度有一定相关性，可用于病情评估。因此，进一步深入探究miR-23a作为一种新的治疗靶标在干预临床常见疾病发生中的作用，具有非常重要的临床意义。

1 miR-23a的特性

miR-23a作为microRNAs中的一员，分布在脊髓动物基因组中，包括2种亚型，即miR-23a和miR-23b。人类miR-23a位于人类基因组的19号染色体上，并作为miR-23a-27a-24-2簇的一部分被转录[2]。研究表明，miR-23a通过依赖半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Caspase)及非依赖Caspase途径发挥促进凋亡的作用，且可以引发内质网应激过程，广泛地参与细胞生长、分化、凋亡等重要的生命过程。曲建华[3]以小鼠N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶为靶点进行microRNA筛选的研究发现，miR-23a以N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶为靶基因参与了N-糖链合成过程相关的细胞代谢，进一步证实miR-23a对细胞生长、发育、分化等过程起着重要作用。同样，miR-23a的失调也在多种人类疾病中被报道，其参与调控机体生理及病理的过程。miR-23a可能成为多种疾病早期的诊断标志物，可在疾病早期诊断和预防中发挥重要作用，有望成为今后用于疾病诊断和治疗的新兴药理学类药物靶点。

2 miR-23a在临床疾病中的指导意义

2.1肿瘤疾病 在血清和血浆中，循环microRNA在癌症中具有特异性表达，其中，miR-23a在许多相关性肿瘤疾病中表达异常。因此，使用miR-23a作为生物标志物具有癌症诊断和治疗的潜力，在人类癌症中起癌基因的作用。

2.1.1神经胶质瘤 神经胶质瘤是神经组织内各种类型的胶质细胞发生异常突变所形成的恶性肿瘤,临床迫切需要一种用于诊断和治疗神经胶质瘤的分子靶标。miR-23a的异常表达与神经胶质瘤细胞密切相关，与编码基因一样重要的miR-23a在神经胶质瘤的发展中可能起癌基因或抑癌基因的作用。LIAN等[4]在79对神经胶质瘤组织样品中发现，miR-23a的表达水平高于匹配的相邻组织，通过抗miR-23a抑制miR-23a可以显著抑制神经胶质瘤细胞系的增殖，并且在参与神经胶质瘤发生中涉及的潜在靶标可能与凋亡酶激活因子-1(APAF-1)有关。APAF-1是参与线粒体介导的细胞凋亡的关键候选对象，miR-23a和APAF-1 mRNA 3′-UTR之间有3个结合位点，miR-23a可能直接结合到APAF-1的3′-UTR区，使APAF-1成为神经胶质瘤细胞中miR-23a的直接靶基因。而且，miR-23a还与肿瘤的病理分期有关，Ⅲ、Ⅳ期肿瘤患者miR-23a表达分别高于Ⅰ、Ⅱ期肿瘤患者，表明miR-23a可能是神经胶质瘤晚期阶段的重要生物标志物，是神经胶质瘤恶性进展的关键因素。有研究表明，miR-23a的强制表达促使一种与肿瘤密切相关的上皮-间质转化(EMT)现象，即神经胶质-间质转化标记基质金属蛋白酶2(MMP2)，同时引起MMP9和MMP14表达增加、E-钙黏着蛋白水平降低，从而间接影响着胶质母细胞瘤的发生，成为胶质母细胞瘤潜在的分子机制[5]。miR-23a作为癌基因，可能成为神经胶质瘤的一种预后指标和治疗靶点，后期对于选择分子靶向疗法至关重要。

2.1.2淋巴瘤 淋巴瘤是原发于淋巴结和结外淋巴组织的恶性肿瘤，属于免疫系统的恶性肿瘤，其中EB病毒(EBV)感染被认为是重要原因，在感染EBV的细胞中可检测出一些非编码的microRNAs，分别由病毒右向开放阅读框和右向转录区域编码[6]。张杨[7]利用EBV小鼠诱导出人源性B细胞淋巴瘤的模型，检测EBV诱发淋巴瘤与相应健康人淋巴细胞在microRNA表达方面的差异，通过筛选出29个差异明显的人类microRNA发现，miR-23a是关键因子之一，其在淋巴瘤中的发生机制与靶向基因有关，并在差异人类miR-23a所靶向的基因中共筛选出29个基因模块，包括6个上调基因模块和23个下调基因模块。上调基因模块如极光激酶A、蛋白激酶B、细胞分裂周期蛋白6通过影响细胞有丝分裂和细胞周期调控与肿瘤的发生、发展密切相关，下调基因模块如白细胞介素(IL)-1B、IL-1A免疫应答介导了EBV感染的B细胞免疫逃避，并减轻局部炎性反应和阻滞细胞DNA修复等机制诱导淋巴瘤发生。miR-23a正是通过靶向上述不同的基因模块影响淋巴瘤的发生机制。Burkitt淋巴瘤(BL)是非霍奇金淋巴瘤家族的成员。研究发现，BL儿童血清miR-23a水平显著上调，其中miR-23a作为重要调节剂通过不同信号途径影响细胞周期，诱导BL发生，同时该标记物在儿童BL诊断和预后方面具有很高灵敏度和特异度[8]。miR-23a作为深入的分子机制参与淋巴瘤的发生，有望成为淋巴瘤治疗的有效靶标。

2.1.3肺癌 肺癌是全球主要的癌症杀手，目前临床用于肺癌早期诊断的方法仍存有一定局限性，尤其是对于一些不典型的肺癌。因此进一步研究新型的生物标志物尤为重要。既往研究表明，EMT与人类癌症密切相关，miR-23a通过靶向E-钙黏着蛋白调节由转化生长因子-β/Smad信号传导所诱导的EMT，在肺癌发生机制中起关键作用[9]。崔胜金等[10]研究非小细胞肺癌(NSCLC)患者肿瘤组织及癌旁组织时发现，NSCLC患者肿瘤组织、血液中miR-23a水平明显升高，而术后血液中miR-23a水平明显受抑制，同时还发现，Sprouty同系物2、巨噬细胞移动抑制因可能是microRNA-23a在NSCLC中的潜在作用靶标。O′CONNELL等[11]研究发现，血浆miR-23a可作为NSCLC早期诊断的候选生物标志物，其灵敏度和特异度均显著高于癌胚抗原。HETTA等[12]通过病例对照研究发现，NSCLC患者miR-23a表达水平显著上调，且不同分级患者血浆miR-23a表达水平也存在显著差异，远处转移肺癌患者miR-23a水平显著高于无转移肺癌患者。研究显示，不同水平的miR-23a给NSCLC患者带来的总生存期也不同，miR-23a表达较高患者的总生存期明显低于miR-23a表达较低患者,提示miR-23a在NSCLC中发挥致癌作用，并且是不良预后因素指标，可能成为肺癌早期检测的有用工具[13]。

2.2低氧所致的肾小管间质性肾炎(TIN) TIN是一种以肾小管间质损害为主要表现的肾脏疾病，可分为急性间质性肾炎和慢性间质性肾炎。TIN在组织学上是由肾间质中的炎性细胞浸润所致，可触发间质纤维化的发展，缺氧条件下释放一系列炎性因子是其发生的主要诱因。外泌体是指通过包括microRNA在内的各种分子从供体细胞转移到受体细胞而参与细胞间通讯的细胞外膜囊泡，其能诱发促进癌细胞侵袭和转移的促炎因子的分泌[14]。研究表明，在缺氧条件下持续48 h的肾小管上皮细胞(TECs)外泌体中，miR-23a表达明显上调，其在肾脏中刺激TIN，而miR-23a抑制剂可有效逆转血清肌酐表达上调，降低肾小管间质中F4/80β巨噬细胞浸润，从而减轻TECs的损伤[15]。因此，可通过在miR-23a上寻找分子靶向抑制剂探索有关肾间质炎症的新颖治疗方法。

2.3阿兹海默病(AD) AD是一种与年龄相关的人类神经退行性疾病，尽管多种风险因素与散发性AD病理生理相关，其中衰老仍然是最重要的因素。除此之外，在AD发病机制中涉及神经元信号网络破坏的病理生理状态取决于转录程序和基因表达的转录后控制，这是2个最重要的调节层[16]。最初人们已经发现microRNA族与相应的靶mRNA的3′-UTR区碱基互补配对,使其翻译受到抑制,转录后水平调控基因的表达，从而在生物过程中发挥重要调节作用，故可推测miR-23a是否也通过该机制参与AD的发生。近期研究发现，miR-23a在AD中丰度显著增加，进一步证实上调miR-23a表达有可能与对应的靶mRNA相互作用，参与患病组织中淀粉样蛋白的生成和清除，促炎性和神经营养信号和(或)突触形成同步化，从而在分子遗传学水平上对AD起重要作用，提示miR-23a在AD诊断治疗中可作为一种比较重要的标志物[16]。

2.4常见心血管疾病 心血管疾病是全世界病死率最高的疾病之一，迫切需要对心血管疾病的发病机制进行更深入的研究。目前已有许多研究证实，miR-23a参与各种心脏疾病的病理、生理及心脏组织的修复和再生，对心血管疾病的发生起着不可忽视的作用。

心肌梗死是一种冠状动脉缺血缺氧所引起的心肌坏死，是一种危险性很高的疾病。microRNA影响细胞凋亡和坏死的调节，这2种机制对于急性心肌梗死发育阶段的心室重构至关重要[17]。KEYES等[18]研究发现，与健康志愿者组相比，急性心肌梗死患者miR-23a表达增加，其主要通过靶向第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源物(PTEN)发生。PTEN对成年小鼠心脏细胞生长和功能的影响的研究表明，敲除PTEN可以抑制由外部压力引起的肌肉肥大，从而保护心脏功能[19]。进一步实验证实，miR-23a的过表达不仅可引起PTEN下调，同时通过PTEN的下调继而抑制Caspase-3、Bax/Bcl-2和p53表达，从而有效抑制心肌细胞的凋亡[18]。miR-23a所参与的细胞凋亡可能是影响心肌梗死发生、发展的关键性细胞事件。miR-23a也可以起到介导心脏肥大的作用。有学者通过对乳鼠心肌细胞进行体外实验时发现，miR-23a通过抑制靶基因溶血磷脂酸受体l从而参与溶血磷脂酸诱导的心肌细胞肥大，这在一定程度上导致心肌梗死的发生[20]。以上研究提示，需重视miR-23a对心肌梗死的影响，其有可能成为心肌梗死诊断的生物标记物，为心肌梗死的诊断和治疗提供新视点。另外，心房颤动是心脏手术后最常见的心律不齐，其在分子水平上的基因调控引起了研究者的极大关注。目前，在心肌中发现了一组microRNA,其通过作用于靶基因而参与心房颤动发生发展的调控过程。有研究对48例冠状动脉旁路移植术患者进行研究时发现，与术后非心房颤动患者相比，术后新发心房颤动患者循环miR-23a水平显著降低，miR-23a预测新发心房颤动的受试者工作特征曲线的曲线下面积为0.63(P=0.02)，提示miR-23a可作为预测冠状动脉旁路移植术后心房颤动发生的生物标志物，其可能参与了术后心房颤动发育的基础生物学[21]。因此，可在miR-23a方向更进一步深入研究，从而寻找针对心血管疾病更新颖的药物治疗方法。

2.5自身免疫性疾病 microRNA已显示在介导基因表达的转录后调控中起关键作用。作为免疫反应中众多基因和途径的有力调节剂，microRNA可通过调节其细胞和分子靶标来影响炎症和免疫介导疾病，其中miR-23a簇可抑制体内B细胞发育，在免疫功能和自身免疫中起重要作用[22]。

沃格特-小柳-原田综合征(VKH)综合征是一种多系统性自身免疫性疾病。外周血单核细胞属于免疫细胞的一种，研究显示，miR-23a在VKH综合征中具有高拷贝数，将其个体通过刺激外周血单核细胞后，IL-6水平增加，进一步用miR-23a模拟物和抑制剂转染人视网膜色素上皮细胞-19(ARPE-19)后，ARPE-19细胞上清液中IL-6水平增加，提示miR-23a可能通过上调炎性细胞因子(如IL-6)的产生而参与VKH综合征的发展[11]。

毒性弥漫性甲状腺肿(GD)是一种自身抗体介导的自身免疫性疾病，可引起甲状腺激素过度生产及随之而来的一系列系统性代谢功能障碍。microRNA在包括GD在内的自身免疫或自身免疫性疾病的发展中起着重要作用。HIRATSUKA等[23]使用miScript microRNA聚合酶链反应阵列来测量血清中循环microRNA水平时发现，与对照组比较，顽固性GD患者血清miR-23a-3p表达下调。为证实miR-23a-3p在GD中的具体机制，ZHANG等[24]进一步发现，过表达miR-23a-3p通过抑制了沉默信息调节因子1的表达进而促进转录因子叉头蛋白p3(Foxp3)表达水平和乙酰化水平，而FOXP3的异常乙酰化可介导GD患者的Treg功能缺陷。该机制为系统性自身免疫反应异常的原因之一，可引发GD。因此，miR-23a不仅在自身免疫性疾病的发生机制上有重要的意义，在诊断方面也可能会成为一种有价值的血清学指标。

3 小 结

microRNA是转录后调控基因表达的小型内源性RNA，miR-23a是其中一个亚类。miR-23a是基因表达的关键调节剂，与生活中许多疾病密切相关，对其进行检测有助于临床常见病的诊断、治疗及预后。目前，miR-23a在各种疾病中的研究正在不断扩大，这为后期开发miR-23a模拟物和抑制剂作为新型的治疗剂带来希望。