陈婉燕，李家速△，毛方圆综述，姚忠祥审校

（第三军医大学：1.学员旅；2.基础部生理学教研室，重庆400038）

少突胶质前体细胞（OPC）分化为成熟少突胶质细胞（OL）是中枢神经系统（CNS）神经元轴突髓鞘形成的关键环节。诸多转录因子，如性别决定区Y基因相关高可变区基因10（SOX10）、ZFP191等促进因子和Hes5、SOX6、PDGFRα及ZFP238等抑制因子，在细胞分化过程中发挥着重要的调控作用[1]。近年来，渐成说机制（epigenetic mechanisms）在调控OL分化过程中同样发挥重要作用，包括核小体组蛋白脱乙酰化酶共价修饰、染色质重塑、DNA甲基化及非编码RNAs介导的基因沉默等[2]。微RNA（miRNA）是一类长度约22个核苷酸的内源性单链非编码RNA，表达具有组织特异性，遗传保守性。成熟miRNA 5′端的核心序列（约2～8 nt的种子序列）与靶m RNA的3′端非编码区（UTR）碱基互补配对，引导RNA诱导的沉默复合体（RNA－induced silencing complex，RISC）对靶基因转录后抑制或降解，下调靶基因（约人类基因组30%）的表达[3]，发挥相应miRNA的生物学功能[4]。近年来，大量研究证实miRNA在细胞增殖分化、神经发生、肿瘤形成等诸多生物过程中发挥重要作用，尤其是miR－219、miR－338等OL系特异性miRNA的发现及其功能研究的开展[5－6]，miRNA已成为多发性硬化、脑白质营养不良症等脱髓鞘疾病髓鞘再生领域的研究热点。本文就miRNA调控OL分化及其在脱髓鞘疾病中的研究进展综述如下。

1 特异性miRNA调控OL分化和髓鞘形成的机制

迄今为止，miRNA有数条通路可以促进OL分化和髓鞘形成，挽救和修复髓鞘形成缺陷，如抑制保持OPC未分化状态的负性基因，增加OPC和OL的数量，抑制不恰当的非OL系但却在OPCs或OLs中高水平表达的调控因子等[7]，从而为脱髓鞘疾病髓鞘再生提供新的思路。

1.1 抑制保持OPC未分化状态的负性基因 将miRNA引入对OL分化作用的研究，利用miRNA成熟关键酶Dicer1敲除小鼠模型证实miRNA功能缺失会导致CNS髓鞘形成延迟及OL分化异常，OPC没有进一步分化为成熟的形成髓鞘的OL而是广泛增殖[5－6]，可见成熟miRNA对正常OL分化和CNS髓鞘形成的关键性作用。miRNA microarrays和qRTPCR分析等发现有数个miRNA在OL分化的动态过程中表达显着变化[8]，其中miR－219和miR－338的表达在围产期的急剧增长与此期OL成熟作用的开始相一致[6]。miRNA功能性研究和拟态（mimics）表明，miR－219可促进表达早期和晚期OL分化标记物，能部分挽救Dicer1缺失导致的OL分化缺陷引起的髓鞘形成障碍，过早产生大量MBP和形态多样的成熟OLs；而miR－138只能促进表达早期OL分化标记物（CNP＋MBP＋MOG－），可能与其延伸OL分化的未成熟阶段，使得更多的未成熟OLs缠绕到轴突周围，拓宽终末分化的OLs选择和准确地在轴突旁生成髓鞘的时间窗有关[5]。

为了弄清楚miRNA调控OL分化的具体机制，两个小组在研究了相关miRNA表达模式后筛选TargetScan、miRanda及mirBase等数据库，找寻算法预测的、在OPC高表达、在OL分化过程中被高度抑制的miRNA预测靶基因。虽然miR－219、miR－338缺乏同源序列，但此二者都被预测靶向负性调节OL分化的转录因子，如PDGFRα、SOX6、Hes5及ZFP238等候选靶标。研究利用携有miR－219、miR－338及其相应反转序列的质粒载体分别转染HEK293、COS7细胞，而荧光蛋白报道分子下游区为SOX6和Hes5的3′UTR，抑制作用以预测结合位点的存在为前提。研究发现miR－219、miR－338的过表达都显着降低了携有Sox6和Hes5 3′UTR预测结合位点的荧光蛋白报道分子的活性。而种子序列及预测结合位点的突变都将影响这种抑制作用的产生，可见miRNA正是与这些位点结合，从而发挥对分化抑制因子的直接抑制作用，进而促进OL分化成熟。

1.2 增加OPC和OL数量 研究发现由同一前体转录本加工得到的miR－17－92家族，包括miR－17、－18a、－19a、－20a、－19b和－92a，尤其是miR－19b，在控制OL数量中起着重要作用[9]。研究通过使用Cre－loxP重组系统和2′，3′－环核苷酸3′磷酸二酯酶（Cnp）启动子，敲除E18.5小鼠胚胎Dicer1（Cnp－Cre－Dicer），发现小鼠大脑中OL数量减少约40%，但不是在脊髓中，可见miRNA在脊髓和大脑发育过程中存在不同的作用机制。贺雪莲等[10]也发现了OL相关miRNA差异性调控大脑和小脑OPCs的增殖。

基因存在论（gene ontology）提示肿瘤抑制基因PTEN，可能是miR－19b的预测靶标。miR－19b的过表达通过激活其下游PI3K／Akt／m TOR信号通路靶点的磷酸化来下调OPC中PTEN的蛋白水平，发挥基因放大效应，能够促进细胞生长甚至肿瘤形成。miR－17－92家族的过表达能够增加生成髓鞘的OL数量，可能在少突胶质细胞瘤中也起着重要作用。

1.3 调节OL相关或非OL系基因表达 除了OL系分化特异和必需的miRNA，其他调节OL系相关或非OL系基因对OL分化及髓鞘的形成和维持也是必要的。如miR－23可通过动态调节核纤层蛋白B1（lamin B1）的表达对OL的分化成熟和髓鞘形成、维持进行调控[11]。此外，在OPC上游区，可以抑制神经祖细胞分化为神经元和星形胶质细胞，通过细微改变相关基因的表达而不至于影响其正常生理功能，从而达到调控OL分化的效果。例如，miR－184可以靶向在星形胶质细胞中与GFAP共表达的基因BCL2－like 1（Bcl2l1），从而抑制易化星形胶质细胞分化的基因，增加能形成髓鞘的成熟OL数量[6]。miR－219和miR－338也靶向调节神经元分化的基因，如神经细胞分化因子NeuroD1，Isl1和Otx2[6]。这些转录因子对皮质发育中细胞分化和神经元存活起关键作用。总之，这些研究提供了miRNA是OL分化成熟及髓鞘生成及维持的重要转录后调控作用的证据，也为脱髓鞘疾病的药物研发提供了新的靶点。

2 miRNA在脱髓鞘疾病发病机制中的作用

miRNA表达和功能的异常已被证实与多种疾病的发生发展有关。近来的一些研究表明miRNA在OL相关的髓鞘变性疾病，如多发性硬化、脑白质营养不良等，扮演了重要的角色，从而引发了对miRNA潜在的诊断价值和治疗新药研发的探索。

2.1 多发性硬化（multiple sclerosis，MS） MS是一种CNS慢性炎症性脱髓鞘疾病。免疫反应介导的OL源性病理过程是MS发病的重要事件，而OL的招募和成熟缺陷是引起MS髓鞘形成障碍和轴突损伤的重要原因。虽然已证实miRNA在OL分化和髓鞘形成及维持中的重要作用，但miRNA究竟是如何将OL和MS联系在一起的机制还不是很清楚。不过近年的研究已间接揭示了miRNA的异常调节可能参与了MS的炎性发病机制[12]。

研究发现，含较少表达IL－17的T辅助细胞（TH－17细胞）的小鼠不易感染实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）。而miR－326能够通过抑制TH－17细胞里一种称作Ets－1的功能靶标的翻译来调节TH－17细胞的分化，而Ets－1是TH－17细胞分化的负性调节因子。MiR－326表达下降或增加分别延缓或加重了EAE的发生发展。在MS小鼠体内，miR－326的表达比对照组显着上调，而这个结果和该疾病的严重程度及IL－17的表达量密切相关[13]。Otaegui等[14]发现MS患者外周血单核细胞中miR－18b和miR－599可能与MS复发有一定的关联，而miR－96则可能与症状缓解有关。miRNA在其他细胞如形成髓鞘的OL中的功能研究将对理解相关疾病的发病机制起着重要作用，而其也可能会成为MS潜在的药物研发靶点。

此外，通过分析MS患者活动期和缓解期病变脑白质中的不同miRNA的表达，Junker等[15]建立了MS miRNA库，发现在疾病不同状态miRNA的组织表达有一定差别，比如miR－155，－34a和－326在活动期MS病变组织中表达显着增强，下调了其靶标调节性蛋白CD47的表达，解除了CD47对巨噬细胞和小神经胶质细胞的抑制作用，进而促进了其对髓鞘蛋白的吞噬作用。Keller等[16]通过对MS病理过程中miRNA表达谱的研究，认为利用miRNA能准确地将患病者与健康个体区分开。尤其是血清中的miR－145、miR－146a具有高度的准确性、特异性、敏感性[16－17]。这些数据表明，miRNA的表达谱将会成为诊断MS的非常有前景的生物标记，因此单个或多个miRNA表达异常的图谱将在研究MS复杂的发病机制方面发挥举足轻重的作用。未来的研究将会阐明这些小分子是否对不同亚型MS的发病机制同样适用。

2.2 脑白质营养不良症（Leukodystrophy） 迄今为止，成人染色体显性脑白质营养不良症（ADLD）是惟一与lamin B1突变有联系的疾病。lamin B1的大量复制，mRNA和蛋白质水平的大量增加，可以导致ADLD患者大脑中严重的脱髓鞘表型[18]。Lin和Fu[11]发现lamin B1的过表达将影响核膜蛋白LAP2的亚细胞定位、染色质结构及核孔复合体转运功能，并抑制OL系特异基因的表达。lamin B1的表达水平动态调节着OL成熟作用和髓鞘形成及维持。荧光蛋白报告分子和蛋白印记证实miR－23作为lamin B1的一种负性调节因子，能够剂量依赖性地消除lamin B1大量复制带来的OL成熟缺陷和髓鞘形成障碍。可见，miR－23是OL发育的正性调节因子而lamin B1是OL分化成熟作用和髓鞘形成的抑制因子。研究强调了体内miR－23精细调节lamin B1表达对控制OPC向成熟OL转化和髓鞘形成的重要性，对其作用机制的进一步研究，可能为ADLD和其他髓鞘形成障碍疾病提供新的治疗思路。

3 展 望

miRNA通过抑制维持OPC未分化状态的OL分化负性调节因子，增加OL数量，并且抑制不恰当的非OL系或在OPC和OL高水平表达的调控基因，从而在OL分化成熟和髓鞘形成及维持中发挥重要的调控作用。miRNA潜在的临床意义，在于对疾病发病机制、分型和疾病状态具有诊断和预测价值，并为脱髓鞘疾病新药的研发提供新的靶点。因此，对miRNA调控网络及其在髓鞘形成障碍疾病中OL靶向定位髓鞘再生领域仍需深入研究。此外，取得成功治疗的前提是miRNA安全高效的转导，包括miRNA的修饰和病毒等载体的使用。近来有关灵长类动物LNA（locked－nucleic－acid）介导的miRNA沉默的研究认为LNA修饰的寡核苷酸类在体内miRNA功能的研究和未来基于miRNA的基因治疗中有着较大潜能[19]。深入了解特殊疾病类型中miRNA差异表达谱，已预测靶点及其相互作用，将为相关疾病的诊断预测及治疗提供新的指导。

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