microRNA在纤维化疾病中的研究进展及与宫腔粘连疾病的关系

【摘要】 microRNA（miRNA）是一类单链小分子RNA，能通过转录后水平调节细胞的蛋白表达，广泛参与多种生理和病理过程。miRNA在纤维化疾病的发生发展中起着重要的作用。宫腔粘连（intrauterine adhesion，IUA）是子宫内膜损伤后的纤维化病变，宫腔和/或宫颈管部分或全部闭塞，致月经改变、腹痛、不孕与复发性流产等。本文将综述miRNA在纤维化疾病中的意义，探索其与宫腔粘连疾病形成的关系，探讨宫腔粘连的发病机制。

【关键词】 microRNA； 纤维化； 宫腔粘连

microRNA是一类长约19～25 nt的非编码小分子RNA，通过与靶基因序列部分或完全结合，调控基因表达，参与调节细胞的发育、增殖、分化、凋亡及癌变过程。宫腔粘连又称为Asherman综合征，是由宫腔操作、感染、放射等导致的子宫内膜脱落，子宫壁相互粘连而形成的纤维组织增生性疾病。纤维化疾病是多种因素引起的病理改变，子宫内膜纤维化或瘢痕化、缺损变薄、再生及修复不良、容积缩小，内膜容受性明显下降，胚胎着床困难，严重影响育龄女性生殖健康。已有研究证实 miRNA参与器官组织的纤维化形成，并在特定时期特异性表达于特定部位。近年随着miRNA的研究深入，其与组织纤维化的基因表达调控研究日益成为焦点，也为临床治疗纤维化疾病提供了新的靶点。目前有关宫腔粘连疾病的研究多集中在诊断和治疗方面，对宫腔粘连的发病机制研究甚少。

1 miRNA的概述

1993年，Lee等[1]在研究秀丽隐杆线虫的早期发育遗传筛选时发现了一种控制细胞发育时序的长度约为22 nt的lin-4 RNA，是最早被发现的miRNA。2000年，Reinha等[2]在线虫中发现了类似的miRNA：let-7，此后掀起了miRNA研究的热潮，目前已经在几乎所有的软体动物、海胆类、苍蝇、大鼠以及人类的基因组中发现miRNA[3-4]。据估计，人类miRNA的数量在千余个至数万个，在生物体的发生、生长、发育和分化等方面都起着重要的作用。并已证实人类超过1/3的基因受miRNA调控[5]。

miRNA对生物疾病发生发展的调控作用机制复杂，一种miRNA可作用于多种信使RNA（mRNA）的转录，一种mRNA也可受多种miRNA调节。在细胞核内编码miRNA的基因转录成为原始的miRNA（primary transcripts miRNA，pri-miRNA），接着被核糖核酸酶Drosha剪切成具有茎环结构的 miRNA前体转录本（precursor microRNA，pre-miRNA）。接着在RAN-GTP酶和受体exportin5的协助下被转运到细胞质中。在胞质中，pre-miRNA 被双链RNA专一性内切酶Dicer酶剪切成小片段的双链miRNA，进而与其互补序列结合成22 nt的miRNA-miRNA双螺旋结构，解旋后一条结合到特异RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencing com-plex，RISC）中，形成非对称RISC复合物，另解一条被立即降解。RISC 复合物与靶基因mRNA的3端非翻译区（3，UTR）完全或不完全互补结合，导致靶mRNA降解或翻译抑制，调控靶基因表达，从而在广泛的生物学过程及疾病形成中起重要作用，为临床药物作用提供了重要靶点[6]。

2 miRNA致纤维化的作用机制

纤维化的病理过程是以细胞外基质（extracellular matrix，ECM）过度积聚，成纤维细胞增生，正常组织萎缩消失等为特点[7]，使心 、肝、肺、肾等器官发生渐进性疾病，过度的组织重塑和纤维化将最终导致器官功能丧失，为终末期器官衰竭的共同通路。

大量研究证实生长转化因子TGF-β使成纤维细胞过度增殖分化，ECM 过度积聚，促进纤维化的发生和发展，是致纤维化关键因子。TGF-β/Smad信号通路活化是纤维化发生发展过程中的关键环节，可在转录和转录后水平调节纤维化相关miRNA的合成和表达，而 miRNA则可在多水平对TGF-β通路及其下游基因编码蛋白进行反应性调节，两者之间存在着精细的自身反馈调节系统。TGF-β1被研究证实参与miR-21、miR-192、miR-491-5p、miR382和 miR-377的上调表达，miR-29和miR-200家族的下调表达[8]。miRNA也可通过调控细胞外基质结构蛋白、基质金属蛋白酶、结缔组织生长因子等纤维化相关基因的表达而促进或抑制纤维化。一个miRNA或miRNA家族可参与多个脏器纤维化，某一个脏器纤维化疾病也可能受多种miRNA调控。如在肝、肾、肺、心肌纤维化的发生发展中，都被研究证实miRNA-29家族起着重要作用 [9]。随着研究深入，学者们发现miRNA不仅参与纤维化的发生过程，还与纤维化程度密切相关。

3 miRNA在各种纤维化疾病中的关系

3.1 miRNA与心肌纤维化 心肌纤维化是心肌缺血、梗死、扩张 、肥厚性心肌病和心脏衰竭等心功能严重受损的病理基础，由间质中胶原合成增加，各型胶原比例失调、排列紊乱，导致心肌重构及功能改变。多种心血管疾病模型研究显示 miRNA表达谱发生明显改变。Kumarswamy等[10]研究证实 TGF-β也能诱导内皮细胞向间质转化，其部分转化是通过miR-21介导磷酸化酶和张力蛋白同源物/Akt信号途径实现的。miR-21通过抑制SPRYI增进了胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶通路的作用；在心脏成纤维细胞中，上调miR-21可以通过增强ERK/MAPK通路致成纤维细胞增殖，从而引起心脏重构和纤维化[11]。结缔组织生长因子（CTGF）是心肌纤维化的重要因子，抑制miRNA-30的表达，可使CTGF表达增加，而过表达miRNA-30则减少CTGF的表达[12]，表明了miRNA在心肌纤维化进展中发挥着的重要调节作用。

3.2 miRNA与肝纤维化 肝纤维化是多种原因引起的肝脏慢性损伤的结果，各种慢性肝病的发生由复杂的信号通路网络控制，都伴随着细胞外基质蛋白的沉积和纤维形成，是进一步发展至肝硬化的必经过程。严重的肝纤维化将导致肝硬化、肝功能丧失以及门静脉高压，最终导致肝衰竭。肝星状细胞 （hepatic stellate cell，HSC）活化是肝纤维化形成的关键，HSC被激活后增殖并转化为成肌纤维细胞，分泌以胶原蛋白为主的ECM，当合成远远大于降解时发生肝纤维化。已证实HSC 激活下调了RXRα和PPARγ基因表达，同时削弱了与其密切相关的肾素-血管紧张素信号转导途径。miRNA在影响促纤维化信号通路及HSC激活、增殖及凋亡中存在着特异性表达，参与调控肝纤维化发生发展过程。miRNA也可通过PDGF（血小板源性生长因子）、TGF-β及IGF（胰岛素样生长因子）等多种细胞因子调控通路，协同调控HSC活化增殖相关因子或蛋白，进而参与肝纤维化发生发展。有学者研究表明过表达miRNA-29b可明显抑制小鼠肝星状细胞中胶原蛋白表达[13]，可望成为治疗肝纤维化的新思路。

3.3 miRNA与肺纤维化 肺纤维化是由多因素所致的渐进性不可逆肺间质性病理改变，表现为肺上皮细胞受损、上皮细胞-间充质转化（EMT）、成纤维母细胞聚集、大量ECM沉积。在博莱霉素诱导的小鼠肺间质纤维化过程中研究发现，miR-29作为Smad3的一个下游基因受TGF-β/Smad信号的负调控[14]。miR-155被证实通过标靶角化细胞生长因子参与调节肺纤维化，其表达水平与纤维化程度有关[15]。在肺特发性纤维化疾病临床诊断中，miRNA基因芯片技术已逐步得到推广应用[16]。

3.4 miRNA与肾纤维化 肾脏纤维化过程中，细胞外基质ECM维持正常组织的结构和功能的动态平衡被破坏，基质蛋白的产生大于分解，促使ECM沉积。肾脏纤维化是各种慢性肾脏疾病发展至终末期肾病（如有肾小球硬化、肾间质纤维化特征）的不可逆损害。在研究糖尿病肾病小鼠模型时，上调表达的 miRNA-21组中，高葡萄糖诱导的纤维化和炎症标记物水平也明显升高，而敲除 miRNA-21组中则表达下调，证明了miRNA-21表达水平与肾间质纤维化密切相关[17]。有研究认为miRNA-21对靶基因是PTEN（磷酸酶与张力蛋白同源物）存在有负性调节作用，miRNA-21的下调还将增加p-AKT（磷酸化蛋白激酶）在小鼠系膜细胞中的表达，促进肾脏纤维化形成[18]。

3.5 miRNA与皮肤瘢痕 瘢痕组织是皮肤创伤后过度愈合的纤维结缔组织，以成纤维细胞过度增殖、胶原过度合成并沉积为组织病理学改变。成纤维细胞分泌的生长因子可以通过趋向作用、细胞增殖以及血管发生等强化修复组织。miRNA作为调节细胞增殖、发育及分化的重要分子，可能在增生性瘢痕的形成中发挥了重要作用。TGF-β1参与Smad2和Smad3的磷酸化，使两者从胞质内转运到核内，从而调控下游特异基因的表达促进成纤维胶原的合成，减少胶原的降解，使细胞黏附于细胞外基质，促进瘢痕疙瘩形成。多项研究表明有多个miRNA参与了瘢痕疙瘩的发生发展过程，尤其下调表达的miRNA有可能成为瘢痕疙瘩诊治的新靶点。研究发现在系统性硬化症患者及博来霉素诱导的皮肤硬化动物模型的组织中，miR-29a表达均明显下降，进一步实验发现抑制miR-29a或过表达miR-29a，可使I型、Ⅲ型胶原蛋白mRNA和蛋白水平升高或降低[19]，从而提示miRNA可能成为治疗皮肤硬化症治疗的新方向。

4 宫腔粘连的概述

宫腔粘连，主要表现为腹痛、继发性闭经、月经减少、继发性不孕、复发性流产等。不孕患者中发生宫腔粘连者可高达43%[20]，严重影响妇女的妊娠率和妊娠结局。生理情况下，月经期子宫功能层内膜剥脱，基底层保持完整，并迅速增生修复。宫腔粘连是子宫内膜基底层损伤后异常愈合的结果，粘连形成后，子宫内膜容受性明显改变，自然受孕率明显下降，也是体外受精/胚胎移植失败的重要原因。孕激素作用下的妊娠子宫柔软、充血，内膜间质疏松、水肿、蜕膜样改变，妊娠相关的宫腔操作过程中，极易损伤内膜基底层甚至肌层，手术创面在愈合过程中容易形成纤维瘢痕。TGF-β是启动和终止组织修复的一种细胞因子，过高水平的TGF-β使间质细胞过度增生、分化，细胞外间质和纤维蛋白过度增生，瘢痕化，最终导致粘连的发生。在行人工流产钳刮术的妇女中，宫腔粘连的发病率及术后复发率极高，尤其是重度宫腔粘连患者。

随着社会发展，女性对身体素质和生殖健康的逐步重视，以及宫腔镜的在妇科手术中的推广普及，宫腔粘连诊断率逐年增高，可通过宫腔镜判断宫腔粘连的程度、类型，甚至可判断粘连的坚韧度。宫腔粘连的治疗目的是恢复宫腔正常形态，预防粘连复发，修复损伤的内膜，以及恢复正常生育功能。宫腔镜下宫腔粘连分离术（transcervical resection of adhesions，TCRA）是宫腔粘连治疗的标准术式，有报道称粘连复发是影响宫腔粘连分解术后妊娠结局的独立因素，众多辅助治疗方法被研究应用，但缺乏统一的标准。目前临床上多于术后放置宫内节育器及配合雌孕激素周期治疗以预防再粘连形成。

5 宫腔粘连形成的生物学机制

目前有关宫腔粘连相关细胞因子如转化生长因子-β1（TGF-β1）、基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、纤溶酶原激活剂抑制因子-1（PAI-1）、组织型纤溶酶原激活剂（tPA）、结缔组织生长因子（CTGF）等。TGF-β1是目前公认致纤维化最重要的因子，成九梅等[21]通过临床实验，证实重度宫腔粘连患者的TGF-β1表达明显高于轻、中度患者，提示宫腔粘连的形成及粘连的严重程度与TGF-β1的异常表达可能密切相关。TGF-β1主要通过TGF-β1/Smad信号传导引起纤维细胞增殖和组织纤维化 。

随着对女性身体素质及生殖健康的日益重视，国内外学者在宫腔粘连的大量研究中一致认为纤维细胞增生活跃可能是宫腔粘连形成的主要机制。子宫内膜损伤或感染后，局部组织是一个纤维蛋白渗出和纤溶同时进行的过程，出现暂时性胶原纤维过度增生，而新的子宫内膜增生被抑制，导致子宫内膜纤维化愈合。也就是说，宫腔粘连本质上是子宫内膜损伤后修复障碍而发生的纤维化病变。

6 展望

宫腔粘连主要引起人工流产术后月经异常和继发性不孕，临床上多在宫腔粘连形成后产生症状才进行诊治，患者不得已承担着手术的风险和手术的痛苦。目前有关宫腔粘连的研究也都大多集中在诊治及预防术后再粘连方面，对发病机制研究甚少。miRNA已被证实参与几乎所有的纤维化疾病，并显示miRNA的表达程度与纤维化程度密切相关，笔者有理由推测，miRNA的上调与宫腔粘连的形成可能存在某种关系，进而从新的角度探索宫腔粘连的发生发展，阻断宫腔粘连形成，促进育龄女性的身心健康。

参考文献

[1] Lee R C，Feinbaum R L，Ambros V，et al.Elegans heterochronic genelin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14[J].Cell，1993，75（5）：843-854.

[2] Reinha B J，Slack F J，Basson M，et al.The 21 nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans[J].Nature，2000，403（6772）：901-906.

[3] Shyu A B，Wilkinson M F，van Hoof A.Messenger RNA regulation：to translate or to degrade[J].EMBO J，2008，27（3）：471-481.

[4] Pasquinelli A E，Reinhart B J，Slack F，et al.Conservation of the Se-quence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA[J].Nature，2000，408（6808）：86-89.

[5] Friedman R C，Farh K K，Burqe C B，et al.Most mammalian mRNAs are conserved targets of micro RNAs[J].Genome Res，2009，19（1）：92-105.

[6] Melo S A，Esteller M.Disruption of micro RNA nuclear transportin human cancer[J].Semin Cancer Biol， 2014，27（4）：46-51.

[7] Deiters A.Small molecule modifiers of the microRNA and RNA interference pathway[J].AAPSJ，2010，12（1）：51-60.

[8] Lan H Y.Diverse roles of TGF-17/Smads in renal fibrosis and Inflammation[J].Int J Biol Sci，2011，7（7）：1056-1067.

[9] He Y，Huang C，Lin X，et al.Micro RNA-29 family，a crucial therapeutic target for fibrosis diseases[J].Biochimie，2013，95（7）：1355-1359.

[10] Kumarswamy R，Volkmann I，Jazbutyte V，et al.Transforming growth factor-β-induced endothelial -to-mesenchy-mal transition is partly mediated by micro RNA-21[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2012，32（2）：361-369.

[11] Thum T，Gross C，Fiedler J，et al.MicroRNA-21 contributes to myocardial disease by stimulating MAP kinase signalling in fibroblasts[J].Nature，2008，456（7224）：980-984.

[12] Duisters R F，Tijsen A J，Sehroen B，et al.miR-133 and miR-30 regulate connective tissue growth factor：implications for a role of microRNAs in myocardial matrix remodeling[J].Circ Res，2009，104（2）：170-178.

[13] Humphreys D T，Westman B J，Martin D I，et al.mi RNAs control Transla-tion initiation by inhibiting eukaryotic initiation factor 4E/cap and poly（A） tail function[J].Proc Natl Acad Sci USA， 2005，102（47）：16961-16966.

[14] Jun X，Xiao M M，Xiao R H，et al.MiR-29 inhibits bleomycin-induced pulmonary fibrosis in mice[J].Mol Ther，2012，20（6）：1251-1260.

[15] Pottier N，Maurin T，Chevalier B， et al.Identification of keratinocytegrowth factor as a target of micro RNA-155 in lung fibroblasts：implication in epithelial-mesenchymal interactions [J].PLoS One，2009，4（8）：e6718.

[16] Nana-Sinkam S P，Hunter M G，Nuovo G J，et al.Integrating theMicro RNome into the study of lung disease[J].Am J Respir Crit Care Med，2009，179（1）：4-10.

[17] Zhong X，Chung A C，Chen H Y，et al.miR21 is a key therapeutic target for renal injury in a mouse model of type 2 diabetes[J].Diabetologia，2013，56（3）：663-674.

[18] Dey N，Ghosh-Choudhury N，Kasinath B S，et al.TGF-β stimulated microRNA-21 utilizes PTEN to orchestrate AKT/m

TORC1 signaling for mesangial cellhypertrophy and matrix expansion [J].PLoS One，2012，7（8）：e42 316.

[19] Maurer B，Stanczyk J，Jungel A，et al.Micro RNA-29，a key regulator of collagen expression in systemic sclerosis[J].Arthritis Rheum，2010，62（6）：1733-1743.

[20] Rebecca D，Abbott J.Review of intrauterine adhesions[J].The Journal of Minimally Invasive Gynecology，2010，17（5）：555-569.

[21]成九梅，靳琳，夏恩兰，等.雌孕激素受体及转化生长因子-β1在宫腔粘连发病机制中的作用[J].中国实用妇科与产科杂志，2006，211（9）：539-541.

（收稿日期：2016-01-18） （本文编辑：蔡元元）