miR-26b 在眼科疾病中的研究進展

劉小龍 綜述，李丹，唐玉潔，徐柒華 審校

(1.南昌大學附屬眼科醫院，江西 330006；2.南昌大學，江西 330006)

微RNA(microRNA,miRNA)是一類小的內源性基因調節因子，能夠調控目標基因轉錄后的蛋白質表達水平。自從1993年在秀麗隱桿線蟲中首次發現第一個miRNA let-7以來，對miRNA的研究已經進行了數十年。據miRbase 22.1提供的數據可知，人類已經發現2 000余種miRNA。其中已有的針對眼中miRNA的研究表明，有數百種miRNA表達于角膜、結膜上皮、晶狀體、玻璃體、視網膜、視網膜色素上皮和脈絡膜等組織中，在白內障、近視、視網膜母細胞瘤、年齡相關性黃斑變性等疾病的發生、發展中發揮調控作用[1]。從機制上講，miRNA通過與靶mRNA的3'非翻譯區(3'UTR)結合而發揮作用，導致翻譯受阻或信使RNA(messenger RNA,mRNA)降解。有報道稱人類基因組中可能有超過三分之一的蛋白質編碼基因受到miRNA調控，并且單個miRNA可能靶向調節數百個下游基因的mRNA轉錄物[2-3]，這提示我們miRNA是一類非常重要的基因表達調控因子。微小RNA-26b(microRNA-26b,miR-26b)是miRNA家族中的一員，雖然已有研究表明其在眼科多種疾病中均發揮著重要的生物學作用[4]。但是，其在眼科疾病中的調控機制仍不明確。為此，本文通過對miR-26b在眼科疾病中的研究進展進行綜述，為探討miR-26b在眼科疾病中發揮作用過程中的分子機制提供理論基礎。

1 miR-26b的介紹

miR-26b，是miR-26家族中已有研究較為成熟的一員，廣泛分布于全身各組織中[5-7]。已有的研究表明，人miR-26b的編碼基因位于2號染色體[8]，它是一個由21個堿基組成的miRNA，在全身以及多種眼科疾病中差異性表達，并參與疾病發生、發展過程中的生物學調控。其主要生物學作用為：可與目的mRNA的3'UTR靶向結合，并通過調控多條信號通路，最終抑制mRNA翻譯為蛋白質的過程[9-11]，其異常表達通常與細胞的代謝、增殖、分化、凋亡、自噬、侵襲、轉移有關，例如，在膽管癌中，磷脂酶C β1(phospholipase Cβ1,PLCβ1)高度表達，并且被鑒定為關鍵癌基因。miR-26b通過靶向作用于PLCβ1，負調控PLCβ1介導的上皮-間充質轉化(epithelialmesenchymal transition,EMT)相關標志物的蛋白質和mRNA水平，參與膽管癌的增殖和遷移[12]。在肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)中，miR-26b也發揮著關鍵作用，已有的研究證實miR-26b靶向調控泛素特異性蛋白酶9X(ubiquitin specific peptidase 9X,USP9X)、表皮生長因子受體家族A2(ephrin receptor A2,EphA2)、核轉運受體α-2(karyopherin alpha 2,KPNA2)、基質金屬蛋白酶1(matrix metalloproteinase 1,MMP-1)、基質金屬蛋白酶7(matrix metalloproteinase 7,MMP-7)、基質金屬蛋白酶14(matrix metalloproteinase 14,MMP-14)等基因的mRNA和蛋白表達[13-15]，進而抑制HCC細胞的增殖和遷移。具體而言miR-26b靶向USP9X的3'UTR，進而通過SMAD4和轉化生長因子β(transforming growth factor beta,TGF-β)信號通路影響EMT，并參與自噬調節[16,17]。除此之外miR-26b還通過靶向SMAD1和骨形態發生蛋白4(bone morphogenetic protein 4,BMP4)/SMAD1信號傳導抑制Twist1誘導的HCC細胞EMT、侵襲和轉移[18]。由此可見，miR-26b在全身疾病中發揮著重要作用，其作用機制復雜，研究miR-26b的生物學作用或許有助于疾病預防、診斷、治療，甚至可能作為預后的標志物以及靶點在疾病的發生、發展中發揮更多新作用。

2 miR-26b在眼部組織的表達

miR-26b在眼部各組織中廣泛表達，有研究者通過微陣列分析、miRNA-Seq、實時熒光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)等方法對人的角膜、結膜上皮、晶狀體、睫狀體、小梁網、房水、玻璃體和視網膜中表達的miRNA進行檢測，結果表明miR-26b在這些組織中均有表達[19-20]。此外，有學者對小鼠的角膜、視網膜、視網膜色素上皮、晶狀體的miRNA進行了微陣列分析，發現miR-26b在小鼠的上述組織中也穩定表達，并且顯著富集于視網膜中[21]。Genini等[22]對犬視網膜行微陣列分析也得出了相似的結果。有趣的是這個研究還對比了miRNA在正常眼和視網膜萎縮性疾病中的差異性表達，發現了miR-26b在X連鎖進行性視網膜萎縮 2 (X-linked progressive retinal atrophy 2,xlpra2)這一種早發性X連鎖色素性視網膜炎的犬模型中的表達量是增加的。上述研究表明，miR-26b是一種廣泛分布在人類和其他動物眼部組織的miRNA，雖然其具體作用尚未闡明，但是miR-26b在多個物種的眼部組織中穩定表達，提示其在眼部發育及各種生物學過程中或許扮演著重要的角色。

3 miR-26b對上皮-間充質轉化的調控

EMT是指上皮細胞在多種細胞因子、生長因子和轉錄因子的作用下轉化為具有間充質細胞表型的生物學過程。該過程與白內障、增生性玻璃體視網膜病、增生性糖尿病性視網膜病變等眼部疾病的發生密切相關。具體而言，TGF-β相關的信號通路被認為是誘導EMT的關鍵調控因子。TGF-β包括TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3三種亞型結構，其中TGF-β2是生物活性最強的亞型[23]。研究者在相關研究中經常使用TGF-β來誘導上皮細胞，以獲得EMT細胞模型。經誘導的視網膜色素上皮細胞(retinal pigment epithelium cells,RPECs)的EMT過程在眼科疾病的發生、存在和預后中具有重要意義。此外關于miRNA參與調節EMT的研究也日益增多，據報道，已有研究證實miR-26b可以參與抑制TGF-β2誘導的晶狀體上皮細胞(lens epithelial cells,LECs)發生EMT，類似地，miR-26b還可能抑制RPECs的EMT過程[11,24-25]，但是miR-26b調控EMT過程的具體分子機制仍不清楚，因此，明確miR-26b參與EMT過程的分子機制可能會對于研究白內障、增生性玻璃體視網膜病變等以EMT為關鍵發病機制的眼科疾病的診療和預防起到一定的作用。

4 miR-26b在眼科疾病中的研究

4.1 翼狀胬肉

翼狀胬肉指角膜邊緣處結膜上皮細胞和血管等異常增殖和侵襲角膜所致的眼部疾病。在中國，翼狀胬肉的發病率約為10%，是常見的眼病之一[26]。目前，主流學者認為翼狀胬肉的發病機制與多種因素有關，包括紫外線照射、細胞增殖和凋亡以及新生血管形成等。此外，EMT被認為是翼狀胬肉手術后復發的關鍵。在一項最新的研究中，研究人員通過高通量測序探索人翼狀胬肉相關的結膜上皮和正常結膜上皮中差異表達的mRNA和環狀RNA(circular,circRNA)，并利用RT-qPCR篩選出與關鍵mRNA和circRNA發生EMT相關的miRNA。他們構建了一個circRNA-miRNA-mRNA調控網絡，由差異表達顯著的10個circRNA、8個miRNA和12個EMT相關mRNA組成，從而探究翼狀胬肉的發病機制和潛在的分子機制。結果顯示，與正常結膜上皮相比miR-26b是一個下調的miRNA，與纖維連接蛋白1(fibronectin 1,FN1)和金屬蛋白酶轉移因子12(a disintegrin and metalloproteinase 12,ADAM12)有負相關性，它是hsa_circ_0002406的一個靶miRNA，可能通過海綿化miR-26b來增加FN1和ADAM3的表達，從而參與了EMT相關的circRNA-miRNA-mRNA網絡，可能影響翼狀胬肉中的EMT過程[27]。

4.2 白內障

白內障是一種晶狀體退行性改變，其特征是晶狀體透明度降低或顏色改變，從而導致光學質量下降。其中，年齡相關性白內障也稱老年性白內障，是最常見的類型。多項研究表明，LECs的凋亡引起了白內障發生的一系列事件。Dong等[28-29]用人LECs中的兩個細胞系SRA01/04，證實在TGF-β2的誘導下，miR-26b在人后發性白內障附著的LECs和SRA01/04細胞中的表達下降。這些結果表明，miR-26b可以抑制LECs的增殖、遷移和EMT。這與Shi等[11]的研究結果一致，此外，該研究還進一步發現了miR-26b抑制人LECs的下游信號通路可能為PI3K/Akt通路。在后續的研究中，Dong等[28-29]將zeste基因增強子同源物2(Enhancer of zeste homologue 2,EZH2)基因鑒定為miR-26b在LECs中的直接靶標，并發現在原代人LECs經表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)誘導的EMT過程中,miR-26b對EZH2的抑制于是至關重要的。EGF和表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR) 的信號傳導可以誘導LECs中Myc基因的表達。Myc過表達可以通過募集組蛋白去乙?；?(histone deacetylase 3,HDAC3)抑制miR-26b的表達，進而誘導EZH2基因的表達并促進EMT的進展。除此之外，研究者還發現在分離的兔LECs中，長鏈非編碼RNA心肌梗死相關轉錄物(myocardial infarction associated transcript,MIAT)通過抑制miR-26b的表達來抑制細胞凋亡[30]?？傊?，miR-26b可以通過調節多種基因的表達，并通過PI3K/Akt等信號通路來抑制LECs的EMT過程，最終抑制白內障發生和發展。

4.3 增生性玻璃體視網膜病變

增生性玻璃體視網膜病變(proliferative vitreoretinopathy,PVR)是一種發生在孔源性視網膜脫離自然病程中或復位手術后的嚴重并發癥，其發病的機制是眼部組織的創傷修復和纖維化的過程，病理特征是在玻璃體腔和視網膜表面形成一層視網膜前膜(Epiretinal membrane,ERM)，ERM的收縮最終導致視網膜脫離[31-32]。PVR的發生和發展關鍵在于RPECs的EMT過程。在相關的體外實驗中，Chen等[24]通過TGF-β2誘導人視網膜色素上皮細胞(adult retinal pigment rpithelial cell line-19,ARPE-19)細胞系發生EMT這一過程，隨后利用高通量分析發現了304個miRNA差異表達，并在此基礎上進一步通過RTqPCR驗證了最具有代表性的miRNA，證實了miR-26b在此過程中表達量顯著下降。雖然miR-26b在PVR的發生、發展過程中表達量顯著下降，但具體的機制仍待進一步研究。

4.4 增生型糖尿病視網膜病變

增生型糖尿病視網膜病變(proliferative diabetic retinopathy,PDR)作為主要的致盲性眼病之一，是糖尿病視網膜病變發展的終末期，與PVR一樣作為增殖性視網膜疾病，以繼發視網膜前膜為主要病理特征，其病理表現為視網膜缺血引起的新生血管形成及纖維化，新生血管滲入玻璃體形成ERM并牽拉視網膜引起視網膜脫離的一系列過程[33]。Chen等[19]選擇具有指征進行玻璃體切割術的PDR患者，術前收集房水樣本并進行下一代測序分析。測序結果表明PDR患者的房水中存在miR-26b表達。相似地，Sui等[34]收集需要行玻璃體切割術的PDR患者術中切除的ERM和玻璃體，進行RT-qPCR檢測，結果顯示與對照組相比，miR-26b無論是在玻璃體還是在ERM中，PDR患者的miR-26b的表達量均明顯低于對照組。此外，最新的一項研究表明，胞外囊泡衍生的miR-26b在糖尿病視網膜病變患者的血清中上調[35]，這提示miR-26b表達量的異常與PDR的發生、發展有重要聯系，但具體的調控機制仍然不清楚，這可能是未來診斷和治療PDR的重要靶點。

4.5 濕性年齡相關性黃斑變性

濕性年齡相關性黃斑變性(wet age-related macular degeneration,wAMD)又稱新生血管性年齡相關性黃斑變性，是一種導致老年人嚴重視力減退甚至失明的眼病，其病理特征以黃斑區脈絡膜新生血管或視網膜新生血管為主，其發病機制尚不明確。目前的研究認為，血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、血管生成素2、TGF-β等生長因子是wAMD致病的關鍵[36-37]。研究人員采集了33例wAMD患者的血漿與31例對照受試者血漿，利用高通量RT-qPCR分析miRNA的表達，結果顯示包括miR-26b在內的10種miRNA僅在wAMD患者的血液中特異性表達[38]。此外有研究表明，長鏈非編碼RNA 漿細胞瘤多樣異位基因1(plasmacytoma variant translocation 1,PVT1)能夠通過競爭性結合miR-26b來調控靶基因表達。具體來說，PVT1能夠結合并降解miR-26b，從而促進結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)和血管生成素2(Angiopoietin-2,ANGPT2) 的表達[39]。此外，miR-26b能夠直接靶向作用并下調CTGF和ANGPT2的表達水平，在人臍靜脈內皮細胞的增殖、遷移和體外血管管腔形成中起到抑制作用。因此，PVT1通過調控miR-26b來促進血管新生[40]。這表明miR-26b可能是wAMD的血漿生物標志物，并參與血管新生的調控機制，這或許是研究miRNA與wAMD作用機制的一個重要方向。

圖1 miR-26b的調控機制Figure 1 The regulatory mechanism of miR-26b

5 小結與展望

近年來，miRNA在眼內組織的研究受到越來越多學者的關注。在眼部表達的數百個miRNA中，miR-26b已被證實在正常角膜、結膜上皮、晶狀體、睫狀體、小梁網、房水、玻璃體和視網膜等眼部組織中廣泛分布。值得注意的是，在相關眼科疾病的研究中，miR-26b的表達與正常組織相比存在明顯差異，這表明miR-26b可能參與了翼狀胬肉、白內障、wAMD、PVR、PDR等疾病的調控過程。對miR-26b進一步的研究結果顯示，miR-26b在眼部疾病尤其是與纖維化關系密切的眼部疾病中發揮著重要的作用。在相應細胞，例如LECs、RPECs的EMT過程中，miR-26b都是抑制著EMT這一纖維化反應中的關鍵步驟，并且除了在眼科疾病中，miR-26b在膽管癌、肝癌、乳腺癌、舌鱗狀細胞癌、甲狀腺乳頭狀癌等癌癥的EMT中也都發揮著重要的抑制作用，因此miR-26可能參與EMT的調控并且在絕大多數疾病的EMT過程中發揮重要的抑制作用。

綜上所述，miR-26b在眼科疾病中的研究目前大多停留在差異性表達結果的層面，僅對少部分眼科疾病的調控機制做了進一步的探究。盡管miR-26b對眼科疾病的作用機制尚不十分明確，但其很可能成為眼部疾病預防、診斷和治療的重要靶點，并為未來眼部疾病機制研究提供一個重要的研究方向。同時，我們也期望未來能夠深入研究miR-26b在眼科疾病中的作用機制，并研發出新的有效的靶向miR-26b藥物及手段，以助力于眼科疾病的防治[21-22]。

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