非编码RNA 影响克罗恩病肠道纤维化进程的研究进展

周灵薇 马盼盼 张璐

近年来克罗恩病（Crohn's disease，CD）的发病率逐年增长，给患者及社会带来了沉重的医疗负担[1]。CD是一种慢性炎症性疾病，可累及胃肠道的任何部位，临床表现呈多样化，如腹痛和腹泻、血便、体重减轻及肛周病变等[2-3]。长期慢性炎症可导致纤维化病变甚至是肠道纤维化狭窄[4]。肠道纤维化狭窄是CD 的常见并发症之一，大约有33%的患者在发病10 年内可出现[5]。但目前对CD 肠道纤维化的发病机制仍然知之甚少。CD 的特点是受累肠道的跨膜炎症，驱使疾病从炎症进展为纤维狭窄表型[6]。纤维化的发生是细胞外基质（extracellular matrix，ECM）沉积和降解之间的平衡被扰乱的结果，最终导致胶原的净积累[7]。肠道纤维化一旦发生就不可逆转，后续几乎无法受到影响。Rogler 等[8]研究发现，炎症可能是发生纤维化的必要先决条件，此后CD 肠道纤维化的发展可能与炎症无关。即使炎症得到良好的控制，纤维化也持续存在。炎症之外的其他因素也可能与CD 肠道纤维化相关[9-10]。有越来越多的研究发现，与健康人群相比，CD肠道纤维化患者肠道组织和外周血中的miRNA 谱均发生了改变。这些非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）能否作为一种新的生物标志物用于疾病筛查和监测成为了这个领域的热点，而ncRNA 通过新的机制发挥致纤维化作用目前的研究较少。

人类基因组大部分转录的ncRNA 可以影响正常的基因表达进而影响疾病的进展[11]。本文就长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、miRNA、环状RNA（circular RNA，circRNA）3 种ncRNA 在CD 肠道纤维化中的作用研究进展作一综述。

1 lncRNA 与CD 肠纤维化

lncRNA 是一种超过200 个核苷酸的ncRNA[12]。近年来，有研究发现lncRNA 不仅能够调控基因的转录，而且还能调节miRNA 的加工、稳定性和翻译。lncRNA作为转录调节因子在细胞核和细胞质中与其他转录因子相互作用，影响基因的转录翻译[11]。

对于CD 肠道纤维化的发生，目前公认的是通过TGF-β/Smad 信号通路、Wnt/β-catenin 信号通路等，致ECM 在肠道组织异常沉积[13]，其沉积过程与间充质细胞密不可分。而上皮-间充质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）被认为是间充质细胞的重要来源之一[14]。有相关文献显示，EMT 相关转录因子可上调多种ECM 蛋白的表达[15]。lncRNA HOX 转录反义RNA（HOTAIR）靶向并下调了抗纤维化因子过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（peroxisome proliferator activated receptor-γ，PPARγ），而PPAR-γ 能拮抗Smad3 这一蛋白并干扰TGF-β 信号传导从而抑制纤维化的发生[16]。此外lncRNA HOTAIR 还通过调节EMT 标志物的表达和Wnt/β-catenin 途径在EMT 和纤维化中发挥作用。通过影响EMT 参与CD 肠道纤维化的还有LINC01272。Fang 等[17]发现与健康受试者相比，LINC01272 在CD 患者肠道组织中表达水平更高，敲低LINC01272 能够抑制TGF-β1 诱导的EMT，并在动物实验中验证了敲低LINC01272 能够减轻模型小鼠的结肠纤维化。lncRNA GAS5 在ECM 降解中也存在潜在调节机制[18]。另有研究发现靠近WWOX 基因第9 外显子的lncRNA RP11-679B19.1 似乎与肠道纤维化狭窄相关[19]。该研究分析表明lncRNA RP11-679B19.1 能够编码含WW 域的氧化还原酶，并发现与野生型等位基因同源的患者相比，携带风险等位基因WWOX 的患者回盲部TGF-β 水平和下游基因的mRNA 表达增强。此外，该研究还探索了lncRNA 在CD 肠道纤维化狭窄中的可能机制，发现WWOX 基因和lncRNA RP11-679B19.1 中的一个变异体是复发性CD 肠道纤维化狭窄相关的疾病修饰遗传变异体。因此lncRNA 和WWOX 基因可能共同在CD 肠道纤维化狭窄中发挥关键作用。

2 miRNA 与CD 肠纤维化

miRNA 是一类长度在20 个核苷酸左右的单链微小ncRNA，一部分miRNA 通过抑制或降解mRNA 来调节靶基因的表达，内源性表达的miRNA 具有很好的稳定性[20]。

有研究显示miR-29b 能够靶向广谱的ECM 基因，包括几种类型的胶原蛋白、原纤维蛋白和弹性蛋白[21]。另有研究发现与正常肠道组织相比，miR-16-1在回肠结肠吻合术后发生吻合口纤维化狭窄的CD 患者的组织中上调，并且miR-16-1 可以通过靶向HSP70促进ECM 合成，增加因吻合口纤维化致肠道狭窄而再次手术的风险[22]。此前已有多个研究表明miR-29 家族参与包括肠道在内的多个器官的纤维化[23-25]。Nijhuis 等[26]研究发现CD 肠道纤维化狭窄患者肠道上皮黏膜中miR-29 的表达水平降低。该结果显示由于miR-29b 的下调，使TGF-β1 介导的胶原表达增加，并且TGF-β1 诱导的胶原表达能被miR-29b 的外源性过表达逆转。该分析表明TGF-β 介导的CD 患者成纤维细胞中胶原蛋白的上调是由于miR-29b 的减少而得到促进，miR-29b 在CD 肠道纤维化中具有抗纤维化作用。EMT 是肠道纤维化所涉及的重要过程，miR-200家族似乎对EMT 的发展起着保护作用从而抑制肠道纤维化[27]。Mehta 等[28]研究发现miR-200 家族及相关EMT 效应子在纤维化肠组织中表达失调，利用反转录实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）分析发现这些失调miRNA 通过一组转录因子（ZEB1、ZEB2、Snail 和TWIST）控制EMT，并且ZEB1 在狭窄组织中表达显著上调，这表明miR-200 家族可能通过相关转录因子参与肠道纤维化过程。此外该研究显示miR-200 家族成员miR-141 在肠道上皮的表达与浆膜下纤维化评分之间存在显著的负相关，这提示黏膜层内分子表达的改变可能反映了在CD 深层肠组织内发生的细胞事件。另有研究发现miR-21 在CD 肠道纤维化过程中也发挥着重要作用[29]，用拮抗剂抑制miR-21 可以调节ECM 进而缓解肠道纤维化，因此有希望成为今后治疗CD 肠道纤维化的潜在新靶点。此外还有研究表明HBP1 是Wnt/β-catenin 信号通路的负调节因子，是miR-155 的直接靶标[4]。miR-155/HBP1 轴激活Wnt/β-catenin 信号通路进而诱导肠道纤维化，miR-155 在有纤维化狭窄的CD 患者肠道组织中表达显著上调，miR-155 的过表达显著加重了三硝基苯磺酸诱导的CD 肠道纤维化。Zidar 等[30]研究发现与正常肠段相比，无论是在CD纤维化肠段还是炎症肠段中miR-155 均显示差异表达。上述研究结果印证了miR-155 与CD 肠道纤维化的关联性。Keith 等[31]研究发现CD 患者确诊时肠道组织miRNA 的表达水平可能与此后是否进展为需要手术的纤维化肠段相关，该研究收集对药物治疗无效的儿童CD 患者和正常儿童的结肠、回肠组织进行了RNA 测序，发现miR-31 表达水平与此后是否会发展为需要手术的回肠纤维化狭窄显著相关，miR-31 表达水平低的患者更易发展成为纤维化狭窄，并且miR-31高表达患者均没有进展为纤维化狭窄。这为用初始miRNA 表达水平来预测CD 患者发生肠道纤维化狭窄的风险性提供了证据支持。

miRNA 表达水平异常不仅发生在纤维化的肠道组织中，也可出现在循环血液中。一项研究表明，发生肠道纤维化狭窄的CD 患者血清miR-29a 水平较无狭窄的CD 患者低[26]。另一项研究结果显示，与未发生肠道纤维化狭窄的CD 患者、健康对照者比较，CD 肠道纤维化狭窄患者的miR-200b 血清水平显着升高[32]。miRNA 在血清中稳定，分析相对快速且能定量，费用较低，因此作为早期诊断CD 肠道纤维化狭窄的新型血清生物标志物具有巨大潜力。

CD 是遗传、免疫和环境因素共同作用的结果。这些因素可激活肠道黏膜的免疫反应并导致肠道狭窄[33]。近年来，众多研究显示肠道微生物群在免疫应答中发挥作用，是宿主基因表达的重要调节剂。微生物群影响miRNA 表达的确切机制尚不清楚，有研究表明微生物群能够调节几种与CD 相关的miRNA 水平，从而加重肠道炎症，参与黏膜免疫反应并间接影响肠道纤维化的发生[34]。

3 circRNA 与CD 肠纤维化

作为ncRNA 的另一个子类，circRNA 通常通过反向剪接或可变剪接产生，具有高度稳定性[35]。circRNA具有与lncRNA 相似的功能，如可充当miRNA 的海绵、调节mRNA 转录或通过自身翻译来发挥重要的生物学功能。有研究发现circRNA 在CD 患者与健康人群之间的肠道组织中存在表达差异，hsa_circRNA_102610在CD 患者肠组织中上调，并可通过“海绵化”miRNA在肠纤维化中间接发挥作用[36]。circRNA 在肝纤维化、肾纤维化、肺纤维化和心脏纤维化等方面作为新型生物标志物和治疗靶点已有大量研究成果，但在肠道纤维化方面的研究目前证据有限，仍需进一步探索。

4 小结和展望

综上所述，ncRNA 在CD 肠道纤维化过程中扮演着重要角色，为临床上早期筛查CD 肠道纤维化提供了另一种选择。血清ncRNA 可作为新的生物标志物来识别CD 肠道纤维化，具备侵入性小的特点。此外肠道组织ncRNA 的异常表达除了可作为诊断标志物外，也可以为后续的治疗提供前瞻性的预测依据。但这些ncRNA 是否在不同肠道节段、年龄段、性别之间存在差异并能够反映纤维化的程度仍需继续研究。

此外ncRNA 虽然缺乏编码蛋白质的潜力，但可以影响其他基因的表达，这也使其成为药物开发的潜在靶点。研究其调控途径、靶标和与疾病相关的表观遗传的相互作用将有利于开发具有特定靶点的新疗法。由于ncRNA 在全身广泛存在，具有两面性，同一miRNA 家族成员也可能具有不同作用，因此今后在把ncRNA 作为靶点开发药物时需要综合全面考虑。例如miR-200 家族已被证明广泛参与肠道纤维化，但有研究显示其家族成员miR-200a、miR-200b 可以通过在肝细胞癌中诱导EMT 进程而促进肿瘤的生长、侵袭[37]。目前尚缺乏关于CD 肠道纤维化生物标志物的明确研究，发展可靠和准确的标志物是研究的重点，不仅可以支持CD 患者的临床管理，并有助于在未来抗纤维化候选药物的临床试验期间对患者进行分层和监测。随着更深入的研究，ncRNA 有望成为新的诊断指标，不仅可以识别受累者，还可以识别临床出现并发症前的高危人群，并为个性化的CD 肠道纤维化治疗提供手段。