mirna及其在癫痫发生发展中作用的研究进展

ｍｉＲＮＡ及其在癫痫发生发展中作用的

研究进展

郭莉琼ꎬ刘晓晓ꎬ王苗ꎬ张燕菊ꎬ苏丹丹ꎬ王钦鹏ꎬ王国娟ꎬ梁成

兰州大学第二医院ꎬ兰州７３００００

摘要:癫痫是一种常见的难治性中枢神经系统疾病ꎬ其发病机制涉及控制神经递质信号、离子通道、突触结构、

神经元死亡、胶质增生和炎症基因表达的大规模改变ꎮ对癫痫患者基因网络的研究有助于识别新的治疗靶点和生

物标志物ꎮ微小ＲＮＡ(ｍｉＲＮＡ)是一类通过降低信使ＲＮＡ的稳定性和转译来控制多种蛋白表达的非编码小ＲＮＡꎬ

可能是癫痫的关键调控机制和治疗靶点ꎬ并且细胞外ｍｉＲＮＡ可能是潜在的理想生物标志物ꎮ 关键词:癫痫ꎻ细胞外囊泡ꎻ微小ＲＮＡ

ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００２￣２６６Ｘ.２０２０.０４.０２９

中图分类号:Ｒ７４２.１ 文献标志码:Ａ 文章编号:１００２￣２６６Ｘ(２０２０)０４￣０１１０￣０３

通信作者:梁成(Ｅ￣ｍａｉｌ:ｈｏｎｇｙａｎ＠１２６.ｃｏｍ) 据ＷＨＯ统计ꎬ全世界有超过５０００万人患有

癫痫ꎬ每年有２２０万患者被新诊断为癫痫ꎮ癫痫发

作是大脑中异常过量神经元放电的结果ꎬ可产生严

重程度不等的症状ꎮ当癫痫发作无法终止时ꎬ即发

展为癫痫持续状态(ＳＥ)ꎬ可能在３０~６０ｍｉｎ后引起

脑损伤ꎬ病死率约１５％[１]ꎮ原因不明的昏迷或神志

不清的患者往往有非惊厥性ＳＥꎬ只能通过脑电图来

检测ꎬ因此常被漏诊ꎮ２１世纪初ꎬ在哺乳动物中发

现了一种称为微小ＲＮＡ(ｍｉＲＮＡ)的小型非编码ＲＮＡꎮｍｉＲＮＡ是一类通过降低ｍＲＮＡ的稳定性和

转译来控制多种蛋白表达的非编码小ＲＮＡꎬ可能是

癫痫的关键调控机制和治疗靶点ꎮ现就ｍｉＲＮＡ及

其在癫痫发生发展中作用的研究进展综述如下ꎮ１　ｍｉＲＮＡ作为生物标志物的特性

ｍｉＲＮＡ是一类含有２２个核苷酸的非编码

ＲＮＡꎬ最近被广泛用于研究作为大脑疾病的潜在生

物标志物ꎬ它们是转录后基因表达的重要调控因子ꎬ

主要通过降低ｍＲＮＡ的稳定性和转译来控制多种

蛋白表达ꎮｍｉＲＮＡ作为脑部疾病的诊断标志物有

以下特性:①所有器官中ꎬ大脑表达的ｍｉＲＮＡ种类

最多ꎬ在不同的大脑区域及神经元、星形胶质细胞和

其他细胞类型中均能发现独特的ｍｉＲＮＡꎬ部分ｍｉＲ￣ＮＡ只在神经元及神经胶质细胞中特异性表达[２]ꎻ

②ｍｉＲＮＡ在生物体液中非常稳定ꎬ适合在超低水平

上使用ＰＣＲ和其他技术进行快速可靠的检测ꎮ一

种细胞可分泌多种携带ＲＮＡ的囊泡ꎮＬａｓｓｅｒ等[３]通过微阵列芯片和新一代测序技术从肥大细胞系ＨＭＣ￣１中分离出两种级分的细胞外ＲＮＡ(ｅｘＲＮＡ)

谱ꎬ称为高密度(ＨＤ)和低密度(ＬＤ)ｅｘＲＮＡꎬ两种ｅｘＲＮＡ组分均含有ｍＲＮＡ和ｍｉＲＮＡꎬＨＤｅｘＲＮＡ富

含ｌｉｎｃＲＮＡꎬ反义ＲＮＡꎬｖａｕｌｔＲＮＡꎬｓｎｏＲＮＡ和ｓｎＲ￣ＮＡꎬ很少有全长１８Ｓ和２８ＳｒＲＮＡ的证据ꎬ而ＬＤ

ｅｘＲＮＡ富含线粒体ｒＲＮＡꎬ线粒体ｔＲＮＡꎬｔＲＮＡꎬｐｉＲ￣

ＮＡꎬＹＲＮＡ和全长１８Ｓ和２８ＳｒＲＮＡꎮＡａａ等[４]通

过使用抗ａ３３和抗ｅｐｃａｍ偶联磁珠的顺序免疫捕

获ꎬ从人结肠癌细胞系ＬＩＭ１８６３的类器官中分离出

两个不同的外泌体群体———Ａ３３￣Ｅｘｏｓ和ＥｐＣＡＭ￣Ｅｘｏｓꎮ在Ａ３３￣Ｅｘｏｓ中只观察到ＭＨＣⅠ类抗原递呈

分子家族的几个成员ꎬ而在ＥｐＣＡＭ￣Ｅｘｏｓ中ꎬ既没有

通过ＭＳ观察到ＭＨＣⅠ类分子ꎬ亦未通过ＭＳ观察

到ＭＨＣⅡ类分子ꎮ２　ｍｉＲＮＡ通过改变离子通道影响癫痫的发生

癫痫以神经元过度放电导致反复性、发作性和

短暂性的中枢神经系统功能失常为特征ꎬ其发病机

制被认为涉及控制神经递质信号、离子通道、突触结

构、神经元死亡、胶质增生和炎症反应等的基因表达

的大规模改变[５]ꎮ现有研究表明ꎬｍｉＲＮＡ可改变大

脑的兴奋性ꎬ刺激或抑制癫痫和癫痫持续状态的发

生[６]ꎬ在实验模型和人类癫痫中ꎬ海马和其他涉痫

病灶中ｍｉＲＮＡ表达改变超过１０００种[７]ꎬ操纵单个

ｍｉＲＮＡ可能对癫痫发作和癫痫引起的神经元死亡

产生强大的影响[８]ꎮｍｉＲＮＡ可能通过改变离子通

道的沉默与翻译来影响癫痫的发生ꎮ在分子水平

上ꎬ神经元的兴奋性由细胞内外离子浓度和神经元０１１山东医药２０２０年第６０卷第４期膜的离子通透性决定ꎬ离子通透性由电压或配体门

控离子通道和离子转运/交换器调节ꎮ无论是由突

变引起的还是后天获得的离子通道功能缺陷均与癫

痫有关ꎮ研究[９]发现ꎬｍｉＲ￣１２９￣５ｐ以依赖于ｍＴＯＲＣ１信号通路的方式抑制电压门控钾离子通道

Ｋｖ１.１的翻译ꎬ而Ｋｖ１.１功能障碍可导致人类癫痫

的发生ꎬＫｖ１.１基因编码的突变ꎬ即Ｋｃｎａ１ꎬ可导致

发作性共济失调１型[１０]ꎬ而在部分个体中ꎬＫｃｎａ１

与部分发作性癫痫相关[１１]ꎬ同时ꎬＫｃｎａ１缺失的小

鼠模型被认为是癫痫猝死的模型ꎬ此可能与Ｋｖ１.１

在调节副交感神经控制心功能方面的作用有

关[１２ꎬ１３]ꎻ电压门控钠通道Ｎａｖ１.１在控制神经元兴

奋性方面发挥重要作用ꎬ编码Ｎａｖ１.１的ＳＣＮＡ１突

变常与癫痫相关ꎬ并可导致与癫痫相关的综合

征[１４]ꎮ

３　ｍｉＲＮＡ可作为癫痫诊断的生物标志物

ｍｉＲＮＡ在２０１０年首次被发现与癫痫相关ꎬ并

在癫痫发作后的急性期、癫痫复发前的潜伏期ꎬ以及

慢性癫痫中均有差异表达[１５]ꎮ此外ꎬ各种ｍｉＲＮＡ

已经被证明可以调节急性发作和癫痫的发展ꎮＫｏ￣ｒｏｔｋｏｖ等[１６]表明ꎬ不同癫痫模型研究中报道的ｍｉＲ￣ＮＡ在癫痫后不同时间段的表达存在较大差异ꎬ只

有在特定阶段才发现大量的ｍｉＲＮＡꎬ急性期识别出

的ｍｉＲＮＡ占所有差异表达ｍｉＲＮＡ的５０％以上ꎬ在

慢性期识别出３１％的特异性ｍｉＲＮＡꎬ潜伏期仅识别

出２４％ꎬ说明ｍｉＲＮＡ在癫痫发生不同阶段的表达

存在动态调控ꎮ 目前ꎬ癫痫的漏诊和误诊率较高ꎬ有部分研究

通过对脑脊液和细胞外泌体中的ｍｉＲＮＡ进行检测ꎬ

欲寻求灵敏度和特异度均较高的癫痫诊断生物标志

物ꎮＨｕｔｔｎｅｒ等[１７]对３４例部分癫痫患者脑脊液样

本进行分析ꎬ并与６１例健康对照进行比较ꎬ发现癫

痫患者脑脊液中ＣＤ１３３的总含量显著增加ꎬ按颞外

病灶与颞叶癫痫患者进行分类比较ꎬ发现颞叶癫痫

患者膜颗粒相关ＣＤ１３３显著增加ꎮＲａｏｏｆ等[１８]分

析了颞叶癫痫(ＴＬＥ)和癫痫持续状态(ＳＥ)患者脑

脊液的ｍｉＲＮＡꎬ发现ＴＬＥ和ＳＥ患者脑脊液标本中ｍｉＲ￣１９ｂ￣３ｐ、ｍｉＲ￣２１￣５ｐ和ｍｉＲ￣４５１ａ的表达与其他

神经系统疾病相比存在差异ꎬ因此认为ｍｉＲＮＡ可以

作为癫痫诊断的生物标志物ꎬ其可为颞叶癫痫或ＳＥ

与其他神经系统疾病的鉴别诊断提供帮助ꎮ颞叶内

侧癫痫合并海马硬化(ｍＴＬＥ￣ＨＳ)是最常见的局灶

性癫痫ꎬＹａｎ等[１９]探讨了ｍｉＲＮＡ在ｍＴＬＥ￣ＨＳ患者

中的表达与其功能ꎬ他们验证了外泌体中６个显著

差异表达的候选ｍｉＲＮＡ(ｍｉＲ￣３６１３￣５ｐ、ｍｉＲ￣４６６８￣５ｐ、ｍｉＲ￣８０７１、ｍｉＲ￣１９７￣５ｐ、ｍｉＲ￣４３２２、ｍｉＲ￣６７８１￣

５ｐ)ꎬ其中ｍｉＲ￣８０７１对ｍＴＬＥ￣ＨＳ的诊断价值最高ꎬ

灵敏度为８３.３３％ꎬ特异度为９６.６７％ꎬ并且与癫痫

发作严重程度相关ꎬ该研究表明ꎬｍｉＲＮＡ可能是ｍＴＬＥ￣ＨＳ癫痫发作发展的调控因子ꎬ可作为ｍＴＬＥ￣

Ｈ潜在的治疗靶点和诊断的生物标志物ꎮ

４　影响癫痫发作的相关ｍｉＲＮＡ

４.１　ｍｉＲ￣１４６ａ　研究报道ꎬ脑室内注射ｍｉＲ￣１４６ａ

激动剂可抑制癫痫大鼠的ＮＦ￣κＢ活性ꎬ减轻神经炎

症并减轻癫痫发作[２０]ꎮ鼻腔内递送ｍｉＲ￣１４６ａ类似

物还可通过抑制ＮＦ￣κＢ途径和减轻大脑中的炎症

反应来延迟射锂—匹罗卡品诱导的癫痫持续状态模

型中的癫痫发作[２１]ꎮ近年研究发现ꎬ由人类多药耐

药(ＭＤＲ１)基因和啮齿类动物ｍｄｒ１ａ/ｍｄｒ１ｂ基因编

码的Ｐ￣糖蛋白(Ｐ￣ｇｐ)被报道与包括难愈性癫痫在

内的多种疾病的耐药密切相关ꎮ有研究报道ꎬＰ￣ｇｐ

在难治性癫痫患者和动物模型的血脑屏障(ＢＢＢ)中

的表达明显增加[２２]ꎬＤｅｎｇ等[２３]通过实验表明ꎬＳＥ

大鼠脑内ＮＦ￣κＢｐ￣ｐ６５/ｐ６５的表达增加ꎬ而ｍｉＲ￣１４６ａ￣５ｐ过表达可以下调ＮＦ￣κＢｐ￣ｐ６５/ｐ６５的表达ꎮ

因此推测ｍｉＲ￣１４６ａ￣５ｐ可能通过ＮＦ￣κＢ信号通路降

低癫痫持续状态大鼠Ｐ￣ｇｐ的表达ꎬ从而抑制癫痫的

发生ꎮ４.２　ｍｉＲ￣１３２　Ｋｏｒｏｔｋｏｖ等[２４]发现ꎬｍｉＲ￣１３２在人

类和大鼠致痫海马中表达增加ꎬ尤其是在胶质细胞

中ꎮ转染的ｍｉＲ￣１３２在人类原发性星形胶质细胞减

少致痫因子Ｃｏｘ￣２、ＩＬ￣１β、ＴＧＦ￣β２、ＣＣｌ２ꎬ及ＭＭＰ３的

表达ꎬ表明ｍｉＲ￣１３２ꎬ尤其在星形胶质细胞中是一个

潜在的治疗靶点ꎮ４.３　ｍｉＲ￣３４ａ　ｍｉＲ￣３４ａ是ｍｉＲ￣３４家族成员之一ꎬ

可介导细胞周期、分化和凋亡[２５]ꎮ最近研究[２６]发

现ꎬ在自发性复发性癫痫样放电小鼠模型中ꎬｍｉＲ￣３４ａ表达增加ꎬＮｏｔｃｈ信号表达减少ꎬ抑制ｍｉＲ￣３４ａ

可显著降低神经元动作电位的发放频率ꎬ同时可以

上调Ｎｏｔｃｈ信号通路ꎮ最终实验结果表明ｍｉＲ￣３４ａ

介导的Ｎｏｔｃｈ信号通路可能参与癫痫发作后神经元

的凋亡ꎬ抑制ｍｉＲ￣３４ａ通过调节Ｎｏｔｃｈ信号介导的

神经元凋亡抑制痫样放电ꎬ这可能为抑制癫痫的进

展提供一个新的潜在靶点和治疗策略ꎮ４.４　ｍｉＲ￣２００ｃ　ｍｉＲ￣２００ｃ是ｍｉＲＮＡ￣２００家族成

员之一ꎬ位于１２ｐ１３ｌ染色体上ꎬ在某些肿瘤中具有

抑癌作用[２７]ꎮＤｕ等[２８]通过实验表明ꎬ癫痫大鼠海

马组织中ｍｉＲ￣２００ｃ￣３ｐ高表达ꎬＲＥＣＫ低表达ꎮ此

外ꎬ作者通过生物信息学分析也预测ＲＥＣＫ是ｍｉＲ￣２００ｃ￣３ｐ的保守靶点ꎬ并且证实下调ｍｉＲ￣２００ｃ￣３ｐ通

１１１山东医药２０２０年第６０卷第４期