microRNA在非酒精性脂肪性肝炎发生发展中的作用

安薪宇， 胡灵溪， 乔 杰， 王荣琦， 南月敏

河北医科大学第三医院 中西医结合肝病科， 石家庄 050051

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是临床上常见的慢性非传染性疾病，近年来其发病率逐年升高，严重威胁人类健康。非酒精性脂肪性肝炎(NASH)是NAFLD进展过程中的中间环节，可逐渐发展为肝硬化甚至是肝癌[1]。其发病机制较为复杂，饮食、遗传易感性、异常脂质代谢、氧化应激、细胞因子、脂肪因子改变、肠道菌群失调和内质网应激、自噬等多重平行因素均发挥了一定作用[2-3]。其中，microRNA(miRNA)的异常表达在NASH的发生发展过程中发挥重要作用，逐渐成为研究热点之一(图1)。

1 miRNA的生物学作用

miRNA是一类进化保守的单链RNA，19～23个核苷酸，内源表达且在转录后水平进行调控，可以从细胞、组织和体液中分离出来[4]。在几乎所有的真核生物中，有数百个不同的miRNAs基因控制着一系列生理过程，包括发育、生长、分化和代谢。miRNA同时也具有组织特异性，例如miRNA-18、miRNA-20、miRNA-24主要存在于肺脏, 而miRNA-122、miRNA-34、miR-192等主要存在于肝脏[5]。miRNA的异常表达，会影响肝脏细胞的增殖分化，从而导致肝脏疾病的发生发展。

2 miRNA在NASH中的作用

与健康人相比，NASH患者血清或肝组织中miRNA存在不同程度的异常表达。Pirola等[6]发现在NASH患者外周血中miR-122、miR-192和miR-375等表达显著增强，而miR-133a、miR-133b表达下调。同样Cheung等[7]在体外NASH模型中，发现miR-126、miR-145、miR-223等表达下调；而miR-21、miR-199a、miR-100等表达上调。可见miRNA作为慢性肝损伤诊断的血清学标志物及潜在治疗靶点，参与了NASH的发生及进展(表1)。现将NASH发生发展过程中miRNA异常表达及其相关调控机制分述如下。

2.1 miRNA通过参与脂质代谢促进NASH的形成

在NASH形成过程中，脂质代谢起着重要作用，多种机制参与体内胆固醇的代谢，包括：HMG-CoA还原酶与胰岛素诱导基因结合，导致其泛素化和降解；SREBP2可上调胆固醇摄取和合成的基因[27]；LXR的激活，可促进胆固醇代谢为胆汁酸[28]；PPARα通路[29]和SIRT1[30]可减少脂肪堆积。当以上调节因子受到异常调控时，就会导致NASH发生。

2.1.1 miR-155、miR-122通过SREBP途径参与脂质代谢 LXR属于配体激活转录因子的核受体超家族，主要包括LXRα和LXRβ两种亚型[31]。LXRα在肝脏中高度表达，与SREBP-1c启动子结合，后者可调控脂肪酸合成酶、乙酰辅酶a羧化酶等脂肪合成关键基因的表达，促进肝脏中脂质合成[32]。研究[8]表明，miR-155可通过结合LXRα的3′UTR下调其表达而减少肝脂肪生成。抑制miR-155可导致肝细胞内异常脂质积聚。此外，抑制miR-155会导致CCAAT /增强子结合蛋白(CCAAT/enhancer-binding protein，C/EBP)的丰度更高[9]。C/EBPβ为C/EBP家族中的一个转录因子，其可激活PPARγ诱导脂肪生成[10]。相反的，miR-155过表达可抑制C/EBP，减少脂肪生成[11]。

图1 miRNA导致肝损伤的机制

有学者[6,8]发现当miR-122过表达时，HMG-CoA还原酶、SREBP-2表达升高，进而抑制脂肪酸合成酶等调解脂肪代谢关键因子的表达，最终导致脂质合成增多。当下调miR-122时，二者表达下降，脂质合成减少。Otsuka等[12]发现miR-122主要通过SREBP途径参与肝脏的脂质代谢。

2.1.2 miR-21、miR-375、miR-34a通过PPARα途径参与脂质代谢 PPARα是配体激活的转录因子，属于NR1C核受体亚家族的一员，可通过诱导脂蛋白脂肪酶来降低TG水平，使TG水解为游离脂肪酸和单酰甘油，增加脂解，减少脂肪堆积[29]。Loyer等[14]发现miR-21在NASH中存在高表达，通过抑制miR-21可恢复PPARα的表达，减少脂质合成。

Lei等[16]通过NASH小鼠模型发现miR-375存在明显的表达上调，直接作用于脂联素受体2，促进脂肪生成。上调的miR-375抑制了PPARα通路，从而加重肝脂肪变性。

miR-34a在NASH中表达上调。其在肝脏中的直接作用靶点是PPARα和SIRT1。SIRT1是一种蛋白质脱乙酰酶，与脂质代谢、胰岛素抵抗密切相关，可通过增加胰岛素的敏感性，间接下调三酰甘油脂肪酶的活性来抑制脂肪生成[30]。当miR-34a过表达时，PPARα和SIRT1的表达下调，降低了胰岛素的敏感性，三酰甘油脂肪酶活性增加，导致脂质异常沉积[17]。

2.2 miRNA通过诱导胰岛素抵抗促进NASH的发展 研究[20]表明，miR-103/107在NAFLD患者中表达增强，其通过诱导胰岛素抵抗间接促进NAFLD的发生。沉默miR-103/107可增加脂肪细胞中直接靶基因小窝蛋白1 的表达，小窝蛋白1作为胰岛素受体的关键调节因子，可增强机体对胰岛素的敏感性。

另外，miR-101-3p在NAFLD患者中表达下调。下调的miR-101-3p降低了脂肪组织抵抗素的表达，通过调节胰岛素信号的关键介质来促进胰岛素抵抗和肝脏炎症进展[21]。

表1 miRNA在NASH中的表达

2.3 miRNA通过参与炎症反应促进NASH的形成

部分miRNA通过参与AMPK信号通路参与NASH发生及进展，其可通过干扰NF-κB信号通路抑制炎症反应[33]。PPARα也可以通过下调肝脏血清淀粉样蛋白A等的表达，特异性降低IL-6诱导的急性期反应，从而抑制炎症反应[16]。

2.3.1 miRNA通过参与AMPK途径促进NASH的形成 Zhang等[22]发现miR-378在NASH中表达明显上调。其直接靶向编码AMPK激活蛋白激酶γ2 (AMPKγ2)的Prkag2，且可显著增强NF-κB的活性，促进TNFα的释放。过表达的miR-378增加了AMPKγ2蛋白水平和TNFα的释放，加重炎症反应。相反，miR-378抑制剂可阻断NF-κB/TNFα轴，从而减轻炎症反应。

miR-34a是细胞衰老、凋亡的主要诱导因子。Castro等[18]通过应用特异性miR-34a前体的方法证实：miR-34a的表达在轻、中度NASH中增加了约2倍，在重度NASH中增加了3倍以上，表明miR-34a在NASH中存在过表达，且其表达水平与疾病严重程度呈正比。另外，在NASH患者中， miR-34a的过表达可通过激活AMPK途径诱导NASH的发生[19]。

2.3.2 miRNA通过参与炎性因子的调节促进NASH的发展

He等[23]发现miR-223在NASH中存在高表达。CXCL10和TAZ是导致NASH发生的两个重要因素，而CXCL10和TAZ是miR-223的2个下游靶标，miR-223的高表达降低了二者在肝细胞中的表达，从而促进了肝脏炎症及肝纤维化的进展。

2.4 miRNA通过线粒体损伤参与NASH形成

2.4.1 氧化应激参与NASH形成过程 研究[34-35]证实，线粒体损伤参与了NASH的形成，而其损伤的原因有很多，如氧化应激、氧化还原反应的失衡、线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response，UPRmt) 等。线粒体氧化应激，导致大量活性氧释放，影响线粒体功能，最终对线粒体造成损伤。在NASH患者中，线粒体DNA中MTND1和MTCOI突变明显增高。当miR-122过表达时，MTND1和MTCO1的表达增加，影响线粒体功能，最终导致NASH[13]。

2.4.2 线粒体自噬活性下调促进NASH进展 线粒体自噬是体内一种保护机制，受损的线粒体可通过自噬机制去除，但在NASH患者中，自噬机制受损，原因是肝细胞中miR-214-3p水平增加，抑制了自噬相关基因Ulk1的表达。反之，当沉默miR-214-3p时，自噬活性增加，清除体内损伤的线粒体，从而减轻NASH[24]。

2.4.3 URRmt的激活 线粒体蛋白失衡可诱导线粒体功能障碍，并发出逆行线粒体与细胞核串扰的信号，导致UPRmt的激活，线粒体未折叠蛋白增加，线粒体功能受损。Yang等[35]发现，miR-29a过表达可靶向抑制糖原合酶激酶3β，抑制UPRmt活化，从而改善NASH。

2.5 miRNA与菌群失调促进NASH进展 肠-肝轴在调节机体脂质代谢方面起重要作用。当细菌或其产物转移到门静脉循环将导致细菌易位、菌群失调。作为微生物抗原的脂多糖会影响体内miRNA的表达，最终导致NASH的发生[36]。Blasco-baque等[15]在NASH小鼠模型中发现miR-21 在肝细胞中的表达受脂多糖调控，且存在剂量依赖性。其靶向基因可刺激促炎因子TNFα和IL-8等的释放，加重肝脏炎症，促进NASH进展。

2.6 miRNA通过参与肝纤维化促进NASH的发展 miR-192在NASH患者中表达上调，通过激活TGFβ/Smad信号，参与肝纤维化过程[7]。TGFβ在肝纤维化中起关键作用，可促进炎性细胞的涌入和激活，还可触发肝星状细胞转分化为肌成纤维细胞，导致肝细胞凋亡，最终导致肝纤维化的发生[25]。

研究[26]发现miR-29b在NASH患者中表达下调，通过与Ⅰ型胶原Α1的3′UTR相互作用调节胶原蛋白的表达。miR-29b的低表达促进Ⅰ型胶原Α1的表达。另外，miR-106a/b、miR-20a/b、miR-26a/b等均可影响Ⅰ型和Ⅳ型胶原合成，从而促进肝纤维化的发生发展[37]。

3 小结

目前，大多数研究都是通过创建动物模型、体外细胞实验来研究miRNA在NASH中的作用，虽然不能完全反映人类NASH的病理学及细胞学改变，但也为临床应用提供了重要的参考价值。已有研究[20]证实，应用熊去氧胆酸可抑制SIRT1通路，抑制miR-34的过表达，从而治疗NASH。也有研究[30]证明，静脉注射miR-29a模拟物可以减轻肝脏中胆管结扎诱导的UPRmt，miR-29a可作为未来治疗NASH的新靶点。miR-122抑制剂RG-101和Miravirsen已用于治疗丙型肝炎Ⅰ、Ⅱ期临床试验，且取得了较好疗效[38-39]，推测miR-122抑制剂也可用于减少脂肪堆积，治疗NASH。但miRNA在NASH中起的具体作用仍不是很清楚。进一步加强miRNA参与NASH形成机制的研究，阐释miRNA与下游因子调控作用的具体机制，结合临床研究，不仅可以提供用于NASH诊断和预后判断的高灵敏度的血清学标志物，还将使miRNA靶向治疗NASH成为可能。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：安薪宇负责课题设计，资料分析，撰写论文；胡灵溪、乔杰参与收集数据，查阅文献；王荣琦、南月敏对文章的知识性内容做批判性审阅、指导。