论文部分内容阅读
摘要： 随着医疗技术的发展，呼吸机辅助呼吸技术运用十分广泛，利用其治疗各种诱因引起低氧血症效果显著，AEC-Ⅱ细胞容易受到空气和血液的损害，机械通气时气道压力变化、氧气浓度的变化以及肺泡的被动运动均可以直接造成AEC-Ⅱ功能损伤和形态变化。长时间吸入高氧浓度可引起AEC-Ⅱ凋亡，导致新生儿支气管肺发育不良、成人急性呼吸窘迫综合症（ARDS）等，近年来国内外研究发现高氧肺损伤致AEC-Ⅱ凋亡过程中，伴有微小RNA（microRNA or miRNA）表达谱的明显改变，现对高氧肺损伤致AEC-Ⅱ凋亡中mircoRNA表达的研究进展进行综述。
关键词： 高氧肺损伤；肺泡Ⅱ型上皮细胞（type Ⅱ alveolar epithelial cell or type Ⅱ pneumocyte，AT Ⅱ）；凋亡；miRNA
Abstract：With the development of medical technology， ventilator-assisted breathing techniques to use a very wide range， with its treatment of a variety of incentives to cause hypoxemia significant effect， AEC-Ⅱ cells susceptible to air and blood damage， airway pressure changes during mechanical ventilation， changes in oxygen concentration and alveolar passive movement can cause AEC-Ⅱ functional impairment and morphological changes directly. Prolonged inhalation of high concentrations of oxygen can cause AEC-Ⅱ apoptosis， resulting in neonatal bronchopulmonary dysplasia， adult acute respiratory distress syndrome （ARDS）， etc.， at home and abroad in recent years， studies have found hyperoxia-induced lung injury induced apoptosis of AEC-Ⅱ in， accompanied by small RNA （microRNA or miRNA） expression was significantly changed spectrum， is to hyperoxia-induced lung injury progress AEC-Ⅱ expression induced apoptosis mircoRNA reviewed.
Key words：hyperoxia-induced lung injury；type Ⅱ alveolar epithelial cell or type Ⅱ pneumocyte，AT Ⅱ；apoptosis ；miRNA
中图分类号： R56
文献标识码： A
1. 高氧肺损伤致AEC-II凋亡主要机制
肺泡Ⅱ型上皮细胞（type Ⅱ alveolar epithelial cell or type Ⅱ pneumocyte，AT Ⅱ） 是具有多种功能的细胞， 在维持肺泡结构和功能中起到重要作用。 主要作用包括：（1） 增殖： AEC-Ⅱ是Ⅰ型、 Ⅱ型上皮细胞的祖细胞， 在正常细胞新陈代谢和损伤后修复过程中， AEC-Ⅱ可以通过有丝分裂补充数量， 因此被认为肺泡上皮的干细胞，AEC-Ⅱ还可以分化为Ⅰ型细胞； （2）合成和分泌肺表面活性物质 （pulmonary surfactant， PS） ， 维持肺泡内外液体平衡。 高氧肺损伤致AEC-II凋亡主要机制分别是：（1）内源性凋亡途径（分为半胱氨酸蛋白酶（caspase）依赖性凋亡和非caspase依赖性凋亡途径）：半胱氨酸蛋白酶（caspase）依赖性凋亡中caspase-3的激活是凋亡信号的共同途径和最终执行者，研究表明caspase-3参与了高氧肺损伤引起的细胞凋亡；正常情况下，并不出现氧自由基损伤，但当高氧时过量ROS（活性氧）存在或抗氧自由基能力减弱，使机体氧化与抗氧化平衡遭到破坏，则出现氧自由基损伤，为非caspase依赖性凋亡途径；（2）外源性凋亡途径：此途径与细胞表面死亡受体激活有关，其属于肿瘤坏死因子（ tumour necrosis factor，TNF） 受体家族，现国内外研究发现至少有6种死亡受体，都包含死亡结构域（ deathdomain，DD） 。高氧可促进肺组织中多种炎性细胞因子的表达，其中包括TNFα、I L -1、I L-8[1]等。（3）内质网凋亡途径：主要通过内质网应激（ ERS） 来介导 适量应激会激活未折叠蛋白反应（ unfoldedproteinresponse，UPR） ，对细胞有利，但是长时间过强ERS则启动细胞凋亡[2]。总之，高氧肺损伤致AEC-II凋亡的生理病理过程十分重要，其机制错综复杂，研究发现抑制AEC-II凋亡可有效减轻高氧肺损伤[3]。
2.microRNA概述
目前发现的大多数microRNA，从低等植物到高等动物，从胚胎发育、 细胞分化、组织发育、细胞凋亡、肿瘤形成、病毒复制及细胞死亡过程中等多方面发挥着多种调控作用。microRNA是对特定靶基因信使RNA的翻译起抑制或降解mRNA从而抑制蛋白合成而调节靶基因表达[4]。microRNA是一种内源性的非编码小分子单链RNA，长度约l8-22个核苷酸，有研究发现它调节人类近30%的基因表达[5]，所以m i c r o R N A对研究疾病的病因和遗传因素提供新的靶点，随着科学技术的不断进步，如全基因组转录谱、单核苷酸多态性（ s i n g l e n u c l e o t i d e p o l y m o r p h i s m，S N P ）分析、m i R N A微阵列、磁珠芯片技术等，为m i R N A进一步研究提供了可能。 3.microRNA在AEC-II凋亡中表达情况
AEC-Ⅱ凋亡过程中，伴有微小RNA（microRNA or miRNA）表达谱的明显改变，戢慧等[6]研究发现，以miR-34家族和m i R-21-5为代表的miRNA很可能在AEC-II凋亡过程中起重要作用，调控其细胞内表达水平能否有效抑制AEC-II凋亡达到减轻肺损伤程度值得进一步研究。
4. microRNA与肺部疾病的治疗
microRNA在生物的生长、发育、疾病的发生机发展中起着重要调控作用，国内外研究证实，microRNA与肺部疾病（肺癌、肺纤维化、ARDS、肺不张、肺部炎症反应等）发生、发展及转归密切联系，在判断肺癌组织分型、选择适宜药物治疗中，microRNA扮演了重要角色，肺癌中miRNA调控作用机制大致可分为3类[7] ，即转录后调控，表观遗传学调控和miRNA的单核苷酸多态性。其中Xing等[8]研究发现肺腺癌患者痰液的miRNA表达谱与正常人相比，m i R- 21、miR-486、miR-375、miR-200b对肺腺癌的敏感性和特异性可达80.6%和91.7%。Liu等[9]研究发现，miR-34c、miR-145和miR-142-5p在肺癌中的表达受到抑制，分别将这些miRNA前体转染进肺癌细胞中，能抑制肺癌细胞的生长。Wang等[10]证实miR-183能抑制肺癌转移，过量表达miR-I83的肺癌细胞转移和浸润能力下降。Foss等[11]发现miR-1254、miR-574-5P作为早期肺癌诊断指标，敏感性与特异性分别达82%、77%。另外研究发现miR-192通过调控靶基因RB1可增强肺癌细胞增殖[12]。rniR-145通过下调EGFR、NUDT1和c-myc的表达抑制肺癌细胞增殖[13-15]。 因此miRNA对于肺部疾病的诊断、治疗以及预后可能有重要意义。
5. 展望
综上所述，m i c r o R N A对研究疾病的病因和遗传因素提供了新的靶点，随着科学技术的不断进步，如全基因组转录谱、单核苷酸多态性（ s i n g l e n u c l e o t i d e p o l y m o r p h i s m，S N P ）分析、m i R N A微阵列、磁珠芯片技术等，为m i R N A进一步研究提供了可能。然而，高氧肺损伤致AEC-Ⅱ凋亡过程中，对微小RNA（microRNA or miRNA）表达谱改变的研究，将对新生儿支气管肺发育不良、成人急性呼吸窘迫综合症（ARDS）、肺癌、肺纤维化等疾病的预防、诊断及治疗提供新方向。
参考文献：
[1]Wa r n e r BB ，S t u a r t L A ， P u p e s RA ， e t a 1 . Function and pathological effects of prolonged hyperoxia in neonatal mice.AM J Physiol，1998，275：100.
[2]Szegezdi E，LogueSE，GormanAM，eta1.Mediatorsof endoplasmic reticulumstress inducedapoptosis[J]. EMBORep. 2006，7（9） ：880-885.
[3]ZhangM，LinL，LeeSJ，et al. Deletion of caveolin-1 protects hyperoxia-induced apoptosis via survivin-mediated pathways J]. AmJ Physiol Lung Cell Mol Physiol，2009，297（5） ： 945-953.
[4]许德兵，吴凌云， 宋 勇.miRNA与肺癌关系的研究进展[J].东南国防医药，2014，16（1）：73-75.
[5]Berezikov E，Guryev V，Vande Belt J，et a1.Phylgdenetic shadowing and computational identification of human microRNA genes[ J ].Cell，2005，120 （1）：21-24.
[6]戢慧，陈淼等.Ⅱ型肺泡上皮细胞凋亡相关微小RNA的筛选[ J ].中华危重病急救医学，2013，25（9）：546-549.
[7]王叶锋.MicroRNA在肺癌中的作用机制及其治疗的研究进展[ J ].中国医学创新，2012，9（26）：158-159.
[8]Xing L，Todd NW，Yu L，eta1.Early detection of squamous cell lung cancer in sputum by apa nel of microRNA markers[ J ].Mod Pathol，2010，23（8）：I157—1164.
[9]Liu X，Sempere L F，Galimberti F，et a1.Uncovering growthsuppressive MicroRNAs in lung cancer[ J ].Clin Cancer Res，2009，15（ 4 ）：l177-l183.
[10]Wang G，Mao W，Zheng S.MicroRNA-183 regulates Ezrin expression in lung cancer cells.FEBS Lett，2008，582（25-26）：3663-8.
[11]Foss KM，Sima C，Ugolini D，et a1.MiR-1254 and miR-574-5p：serum-based microRNA biomarkers for early-stage non-smll cell lung cancer[ J ].Thorac Oncol，201l，6 （ 3 ） ：482- 488.
[12]Feng S，Cong S，Zhang X，et a1.MicroRNA -192 targeting retinoblastoma 1inhibits cell proliferation and induces cell apoptosis in lung cancer cells I JJ.Nucleic Acids Res，2011，39（ 21 ）：1-10.
[13]Cho WC，Chow AS，Au JS.MiR-145 inhibits cell proliferation of human lung adenoearcinoma by targeting EGFR and NUDT1[J].RNA Biol，2011，8 （1）：125-131.
[14] Chen Z，Zeng H，Guo Y，et a1.MiRNA-145 inhibits non-small cell lung cancer cell proliferation by targeting c-Myc[J].j Exp Clin Cancer Res，2010，29：151.
[15] He XY，Chen JX，Zhang Z，et a1.The let- 7a microRNA protects from growth of lung carcinoma by suppression of k-Ras and c-Myc in nude mice[J].J Cancer Res Clin Oncol，2010，136 （ 7 ）：1023-1028.
关键词： 高氧肺损伤；肺泡Ⅱ型上皮细胞（type Ⅱ alveolar epithelial cell or type Ⅱ pneumocyte，AT Ⅱ）；凋亡；miRNA
Abstract：With the development of medical technology， ventilator-assisted breathing techniques to use a very wide range， with its treatment of a variety of incentives to cause hypoxemia significant effect， AEC-Ⅱ cells susceptible to air and blood damage， airway pressure changes during mechanical ventilation， changes in oxygen concentration and alveolar passive movement can cause AEC-Ⅱ functional impairment and morphological changes directly. Prolonged inhalation of high concentrations of oxygen can cause AEC-Ⅱ apoptosis， resulting in neonatal bronchopulmonary dysplasia， adult acute respiratory distress syndrome （ARDS）， etc.， at home and abroad in recent years， studies have found hyperoxia-induced lung injury induced apoptosis of AEC-Ⅱ in， accompanied by small RNA （microRNA or miRNA） expression was significantly changed spectrum， is to hyperoxia-induced lung injury progress AEC-Ⅱ expression induced apoptosis mircoRNA reviewed.
Key words：hyperoxia-induced lung injury；type Ⅱ alveolar epithelial cell or type Ⅱ pneumocyte，AT Ⅱ；apoptosis ；miRNA
中图分类号： R56
文献标识码： A
1. 高氧肺损伤致AEC-II凋亡主要机制
肺泡Ⅱ型上皮细胞（type Ⅱ alveolar epithelial cell or type Ⅱ pneumocyte，AT Ⅱ） 是具有多种功能的细胞， 在维持肺泡结构和功能中起到重要作用。 主要作用包括：（1） 增殖： AEC-Ⅱ是Ⅰ型、 Ⅱ型上皮细胞的祖细胞， 在正常细胞新陈代谢和损伤后修复过程中， AEC-Ⅱ可以通过有丝分裂补充数量， 因此被认为肺泡上皮的干细胞，AEC-Ⅱ还可以分化为Ⅰ型细胞； （2）合成和分泌肺表面活性物质 （pulmonary surfactant， PS） ， 维持肺泡内外液体平衡。 高氧肺损伤致AEC-II凋亡主要机制分别是：（1）内源性凋亡途径（分为半胱氨酸蛋白酶（caspase）依赖性凋亡和非caspase依赖性凋亡途径）：半胱氨酸蛋白酶（caspase）依赖性凋亡中caspase-3的激活是凋亡信号的共同途径和最终执行者，研究表明caspase-3参与了高氧肺损伤引起的细胞凋亡；正常情况下，并不出现氧自由基损伤，但当高氧时过量ROS（活性氧）存在或抗氧自由基能力减弱，使机体氧化与抗氧化平衡遭到破坏，则出现氧自由基损伤，为非caspase依赖性凋亡途径；（2）外源性凋亡途径：此途径与细胞表面死亡受体激活有关，其属于肿瘤坏死因子（ tumour necrosis factor，TNF） 受体家族，现国内外研究发现至少有6种死亡受体，都包含死亡结构域（ deathdomain，DD） 。高氧可促进肺组织中多种炎性细胞因子的表达，其中包括TNFα、I L -1、I L-8[1]等。（3）内质网凋亡途径：主要通过内质网应激（ ERS） 来介导 适量应激会激活未折叠蛋白反应（ unfoldedproteinresponse，UPR） ，对细胞有利，但是长时间过强ERS则启动细胞凋亡[2]。总之，高氧肺损伤致AEC-II凋亡的生理病理过程十分重要，其机制错综复杂，研究发现抑制AEC-II凋亡可有效减轻高氧肺损伤[3]。
2.microRNA概述
目前发现的大多数microRNA，从低等植物到高等动物，从胚胎发育、 细胞分化、组织发育、细胞凋亡、肿瘤形成、病毒复制及细胞死亡过程中等多方面发挥着多种调控作用。microRNA是对特定靶基因信使RNA的翻译起抑制或降解mRNA从而抑制蛋白合成而调节靶基因表达[4]。microRNA是一种内源性的非编码小分子单链RNA，长度约l8-22个核苷酸，有研究发现它调节人类近30%的基因表达[5]，所以m i c r o R N A对研究疾病的病因和遗传因素提供新的靶点，随着科学技术的不断进步，如全基因组转录谱、单核苷酸多态性（ s i n g l e n u c l e o t i d e p o l y m o r p h i s m，S N P ）分析、m i R N A微阵列、磁珠芯片技术等，为m i R N A进一步研究提供了可能。 3.microRNA在AEC-II凋亡中表达情况
AEC-Ⅱ凋亡过程中，伴有微小RNA（microRNA or miRNA）表达谱的明显改变，戢慧等[6]研究发现，以miR-34家族和m i R-21-5为代表的miRNA很可能在AEC-II凋亡过程中起重要作用，调控其细胞内表达水平能否有效抑制AEC-II凋亡达到减轻肺损伤程度值得进一步研究。
4. microRNA与肺部疾病的治疗
microRNA在生物的生长、发育、疾病的发生机发展中起着重要调控作用，国内外研究证实，microRNA与肺部疾病（肺癌、肺纤维化、ARDS、肺不张、肺部炎症反应等）发生、发展及转归密切联系，在判断肺癌组织分型、选择适宜药物治疗中，microRNA扮演了重要角色，肺癌中miRNA调控作用机制大致可分为3类[7] ，即转录后调控，表观遗传学调控和miRNA的单核苷酸多态性。其中Xing等[8]研究发现肺腺癌患者痰液的miRNA表达谱与正常人相比，m i R- 21、miR-486、miR-375、miR-200b对肺腺癌的敏感性和特异性可达80.6%和91.7%。Liu等[9]研究发现，miR-34c、miR-145和miR-142-5p在肺癌中的表达受到抑制，分别将这些miRNA前体转染进肺癌细胞中，能抑制肺癌细胞的生长。Wang等[10]证实miR-183能抑制肺癌转移，过量表达miR-I83的肺癌细胞转移和浸润能力下降。Foss等[11]发现miR-1254、miR-574-5P作为早期肺癌诊断指标，敏感性与特异性分别达82%、77%。另外研究发现miR-192通过调控靶基因RB1可增强肺癌细胞增殖[12]。rniR-145通过下调EGFR、NUDT1和c-myc的表达抑制肺癌细胞增殖[13-15]。 因此miRNA对于肺部疾病的诊断、治疗以及预后可能有重要意义。
5. 展望
综上所述，m i c r o R N A对研究疾病的病因和遗传因素提供了新的靶点，随着科学技术的不断进步，如全基因组转录谱、单核苷酸多态性（ s i n g l e n u c l e o t i d e p o l y m o r p h i s m，S N P ）分析、m i R N A微阵列、磁珠芯片技术等，为m i R N A进一步研究提供了可能。然而，高氧肺损伤致AEC-Ⅱ凋亡过程中，对微小RNA（microRNA or miRNA）表达谱改变的研究，将对新生儿支气管肺发育不良、成人急性呼吸窘迫综合症（ARDS）、肺癌、肺纤维化等疾病的预防、诊断及治疗提供新方向。
参考文献：
[1]Wa r n e r BB ，S t u a r t L A ， P u p e s RA ， e t a 1 . Function and pathological effects of prolonged hyperoxia in neonatal mice.AM J Physiol，1998，275：100.
[2]Szegezdi E，LogueSE，GormanAM，eta1.Mediatorsof endoplasmic reticulumstress inducedapoptosis[J]. EMBORep. 2006，7（9） ：880-885.
[3]ZhangM，LinL，LeeSJ，et al. Deletion of caveolin-1 protects hyperoxia-induced apoptosis via survivin-mediated pathways J]. AmJ Physiol Lung Cell Mol Physiol，2009，297（5） ： 945-953.
[4]许德兵，吴凌云， 宋 勇.miRNA与肺癌关系的研究进展[J].东南国防医药，2014，16（1）：73-75.
[5]Berezikov E，Guryev V，Vande Belt J，et a1.Phylgdenetic shadowing and computational identification of human microRNA genes[ J ].Cell，2005，120 （1）：21-24.
[6]戢慧，陈淼等.Ⅱ型肺泡上皮细胞凋亡相关微小RNA的筛选[ J ].中华危重病急救医学，2013，25（9）：546-549.
[7]王叶锋.MicroRNA在肺癌中的作用机制及其治疗的研究进展[ J ].中国医学创新，2012，9（26）：158-159.
[8]Xing L，Todd NW，Yu L，eta1.Early detection of squamous cell lung cancer in sputum by apa nel of microRNA markers[ J ].Mod Pathol，2010，23（8）：I157—1164.
[9]Liu X，Sempere L F，Galimberti F，et a1.Uncovering growthsuppressive MicroRNAs in lung cancer[ J ].Clin Cancer Res，2009，15（ 4 ）：l177-l183.
[10]Wang G，Mao W，Zheng S.MicroRNA-183 regulates Ezrin expression in lung cancer cells.FEBS Lett，2008，582（25-26）：3663-8.
[11]Foss KM，Sima C，Ugolini D，et a1.MiR-1254 and miR-574-5p：serum-based microRNA biomarkers for early-stage non-smll cell lung cancer[ J ].Thorac Oncol，201l，6 （ 3 ） ：482- 488.
[12]Feng S，Cong S，Zhang X，et a1.MicroRNA -192 targeting retinoblastoma 1inhibits cell proliferation and induces cell apoptosis in lung cancer cells I JJ.Nucleic Acids Res，2011，39（ 21 ）：1-10.
[13]Cho WC，Chow AS，Au JS.MiR-145 inhibits cell proliferation of human lung adenoearcinoma by targeting EGFR and NUDT1[J].RNA Biol，2011，8 （1）：125-131.
[14] Chen Z，Zeng H，Guo Y，et a1.MiRNA-145 inhibits non-small cell lung cancer cell proliferation by targeting c-Myc[J].j Exp Clin Cancer Res，2010，29：151.
[15] He XY，Chen JX，Zhang Z，et a1.The let- 7a microRNA protects from growth of lung carcinoma by suppression of k-Ras and c-Myc in nude mice[J].J Cancer Res Clin Oncol，2010，136 （ 7 ）：1023-1028.