银屑病相关的MicroRNA和细胞因子反馈表达网络的研究现状

李珺莹，聂振华，张理涛

（天津市中医药研究院附属医院，天津300120）

银屑病是一种免疫介导的慢性炎症性皮肤病，其发病与免疫、遗传和环境等多种因素有关。尽管其发病机制仍有待全面阐明，但表观遗传网络的失衡已被证明与银屑病的发病及病情进展关系密切[1]。微小核糖核酸（MicroRNA/miRNA）是一类长度为18～25个核苷酸组成的小分子非编码RNA，通过促进靶mRNA的降解和（或）抑制其翻译过程而发挥负调控基因表达的作用，参与细胞增殖、分化、凋亡等生物过程，并与银屑病的发病相关[2]。目前，已报道有超过250个miRNA在银屑病中异常表达[3]。银屑病中miRNA的异常表达与细胞信号转导通路及细胞因子相关，且相互调节形成正/负反馈表达网络。

1 银屑病相关的miRNA表达网络

1.1 miR-21，转化生长因子（TGF）-β 和肿瘤坏死因子（TNF） miR-21是银屑病中上调表达最多的miRNA之一，其在银屑病发病中起重要作用[4]，也被认为是银屑病患者血液中的潜在标志物[5]。miR-21的靶点之一是SMAD7，其是TGF-β1信号通路的拮抗剂[6]。TGF-β在银屑病患者的血清和皮肤中表达增加，与皮肤炎性反应相关。

而TGF-β1活化也触发表皮角质形成细胞（KC）中miR-21的转录，因此，miR-21通过抑制SMAD7蛋白过度表达而维持自身的表达，形成正反馈回路[6]。

此外，miR-21下调角质形成细胞中的金属蛋白酶抑制剂（TIMP）-3。TIMP-3抑制TNF转化酶，即去整合素-金属蛋白酶17，该酶将TNF转化为其可溶性活化TNF结构，激活信号转导和转录激活剂3（STAT3），而STAT3是一个众所周知的miR-21转录激活因子[7]。目前miR-21抑制剂已显示治疗银屑病有效[4]。

1.2 miR-31和核转录因子（NF）-κB、Notch通路 miR-31在银屑病患者血液和皮肤中的表达增加，在KC的增殖和分化、调节炎性介质过程中发挥重要作用[2-3，8-10]。NF-κB是银屑病发病机制中的关键介质，其参与多种免疫和炎性途径，参与KC的增殖分化[10]。miR-31增强NF-κB的信号传导，调节炎性介质（TNF-α、IL-1、IL-6、IL-17 和 IL-22）的产生和刺激白细胞趋化。而在初始KC中，上述炎性介质又增加了miR-31的表达[10]。丝氨酸/苏氨酸激酶（STK）40是miR-31的靶点之一，miR-31通过NF-κB信号转导通路对STK40起负调控作用；干扰miR-31后炎性趋化因子配体（CXCL）1/5/8、及IL1-β、IL-8的分泌和表达明显降低，起到抑制局部炎性反应的作用。研究证明miR-31还通过激活NF-κB抑制蛋白磷酸酶6（PPP6C）的表达促进KC增殖。这样，miR-31表达的增加活化了NF-κB信号通路，而活化的NF-κB产生的细胞因子又刺激了miR-31的表达，从而miR-31通过这种正反馈回路维持了其表达和NF-κB通路的持续活化[10]。

1.3 miR-155和TNF-α及干扰素（IFN）-γ 研究表明银屑病皮损中miR-155的表达上调，与细胞增殖等多种过程关系密切[2-3，11]。miR-155的启动子有3个NF-κB结合位点，NF-κB增强了miR-155的表达。miR-155通过抑制IL-4的表达，促进细胞向Th1 表型[2，12-13]分化。在 T 细胞活化期间，miR-155 的表达增加，可能导致慢性皮肤炎性反应中CD4+细胞异常分化成几个T细胞亚群[14]。在原代角质形成细胞培养中，miR-155由TNF-α和IFN-γ诱导产生，这种诱导可能由NF-κB通路介导[15]。作为一种促炎性反应的miRNA，miR-155也诱导TNF-α的产生。细胞因子信号抑制物（SOCS）1是细胞因子信号抑制物家族的成员之一，其是miR155的靶标之一[15]。SOCS蛋白是STAT介导的细胞信号传导通路中至关重要的受体。SOCS1通过IFN-γ等，迅速启动细胞内信号，并向下游 IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ 等细胞因子传递。

miR-155的另一个靶标是磷酸酶和张力蛋白同源基因（PTEN）[11，16]。PTEN 是一种抑癌基因，可以负性调控PI3K/AKT等信号通路，抑制细胞的生长和增殖。银屑病皮损中PTEN的表达显著降低，可能诱导PI3K/AKT信号通路活化，导致角质形成细胞的过度增殖和凋亡异常[11，17]。总的来说，前炎性因子如 TNF-α和 IFN-γ增加了 miR-155的表达，而miR-155通过靶向SOCS1和PTEN[11]，对细胞因子信号的进行负调节。通过这样的正反馈通路，miR-155促进了银屑病皮肤炎性反应的维持。此外研究发现miR-155在银屑病皮损中表达增高，通过抑制其靶基因CTLA-4的表达可促进新生血管的生成和介导炎性反应而参与银屑病的发病[3]。

1.4 miR-146a和NF-κB通路及IL-17 研究发现miR-146a是一个NF-κB途径依赖性基因，其启动因子有2个与NF-κB结合的位点。在慢性皮肤炎性反应期间，其在抑制KC的先天免疫反应中起着重要作用[18]。研究表明，miR-146a的靶点是IL-1受体相关激酶（IRAK）-1和TNF受体相关因子（TRAF）6，这2种蛋白是是NF-κB途径的活化剂。此外，miR-146a靶向CARD10，一种G蛋白偶联受体，也是一种NF-κB途径的信号激活剂。总之，KC中的miR-146a表达受到正/负反馈回路效应的影响；NF-κB增强了miR-146a的表达，同时其靶向调节NF-κB途径的几个增强子。目前研究显示miR-146a在银屑病皮损和外周血单核细胞中表达升高，特别是在CD4+CD25+T淋巴细胞中也升高，这说明miR-146a可能通过影响调节性T淋巴细胞（CD4+CD25+Treg）的功能在银屑病发病中起到一定作用。

而有研究表明，miR-146在KC中持续增加，下调炎性趋化因子包括IL-8和CCL-20的表达，并与Toll样受体（TLR）相关[19]。近期研究显示，miR-146a遗传缺陷的小鼠会导致皮肤炎性反应的早期发作和恶化[20]，而miR-146a可抑制IL-17介导的皮肤炎性反应。可见，miR-146a在银屑病炎性反应中的作用似乎更加复杂，其前体的多态性（G到C的变化）与银屑病发病密切相关。此外，miR-146a在银屑病炎性反应中的作用似乎不仅仅是通过笔者所描述的反馈回路。首先，除了miR-146a，miR-146b在皮肤炎性反应和增殖中也有调节作用[21]。第二，最近有研究表明miR-146a参与了EGF信号通路，直接靶向FERMT1，FERMT1通过EGF信号调节细胞增殖[21-22]。

1.7 miR-99a与IGF-1R miR-99家庭成员在调节皮肤和口腔黏膜上皮细胞的增殖和迁移中起着重要作用。银屑病皮损中miR-99a的表达减少[2-3]。已知胰岛素样生长因子1受体（IGF-1R）与银屑病的发病机制相关，在银屑病中其表达上调，促进银屑病皮损中基底层细胞的增殖。miR-99a直接靶向IGF1RmRNA从而促进细胞缓慢增殖并诱导其分化。

此外，miR-99家族可以靶向IGF1信号通路中的另外两种蛋白质：Akt和mTOR[40]。有趣的是，在初始KC中，IGF1可增加miR-99a的表达。此外，发现miR-99a主要在表皮上部表达，IGF1R则主要在表皮的基底层表达，这可能是与miR-99a和IGF1R之间以正/负的方式相互作用有关。

1.8 miR-197和IL-22RA1/IL-17RA 与正常皮肤相比，在银屑病皮损中miR-197表达下调[2-3]。目前发现miR-197可减少表皮细胞的增殖和迁移，并促进KC分化。IL-22受体的亚单位IL-22RA1是KC中miR-197的有效靶点。IL-22RA1亚单位在银屑病中过度表达。miR-197抑制IL-22RA1的表达可以部分解释银屑病皮损的过度增殖和角化不全的特征。此外研究还发现IL-22通过STAT3通路与KC中的受体结合，激活miR-197[23]。KC中miR-197的另一个有效靶点是IL-17受体的亚单位IL-17RA[24]。IL-17A，IL-17RA配体，是皮肤炎性反应中表达上调最多的细胞因子之一。其主要由Th17和γδ-T细胞[25]分泌。IL-17A在银屑病的发病机制中发挥了重要作用[26]。IL-17通过IκB激酶和应激活化蛋白激酶的连接分子（CIKS）信号通路，促进体内KC的增殖并减少其分化。研究表明，miR-197抑制KC中IL-17RA，降低了CCL20的表达，而CCL20是T淋巴细胞和树突细胞的化学诱导剂[24，27]。IL-17A通过与miR-197启动子结合来增强miR-197表达[25]。因此，在KC中IL-22、IL-17的级联反应与miR-197之间存在正/负反馈回路调节模式。

2 银屑病发病相关的其他miRNA的研究进展

既往的研究中已经报道了多种miRNA在银屑病发病中有不同的作用，在近几年的研究中，也发现了一些新的miRNA参与了银屑病的发生发展过程，见表1。

表1 银屑病中异常表达的miRNA及其靶基因和生物功能

3 结语

尽管miRNA研究是皮肤病学的一个新领域，但是有越来越多的证据表明其在银屑病的发病机制中起重要作用。不同的miRNA通过特定的细胞信号传导通路影响细胞因子的表达，参与银屑病发病的不同环节并发挥调控作用。在银屑病中多个差异表达的miRNA可能形成一个“表达调控网络”共同促进银屑病的发生发展。这些异常表达的miRNA可能是银屑病潜在的疾病标志物以及治疗的新靶点。总之，银屑病领域相关miRNA调控的机制精细复杂，研究以miRNA为靶点的药物而阻断疾病的发生发展有着重要的意义，值得医者们进一步深入研究。