miRNAs在纤维化疾病中的调控机制及治疗应用研究综述

文献综述与研究方向设计

引言

微小核糖核酸（microRNAs, miRNAs）是一类长度约为22个核苷酸的非编码RNA分子，能够通过与靶标mRNA结合来抑制其翻译或促进其降解，从而在多种生物学过程中发挥调控作用。近年来，越来越多的研究表明，miRNAs在纤维化疾病中扮演着重要角色，特别是在成纤维细胞的激活和纤维化过程中。本文将围绕“miRNAs通过靶向B基因调节TGF-β诱导的xxx疾病中的成纤维细胞活化和纤维化”这一主题，进行文献综述和研究方向设计。

关键文献搜集

1. Chen et al. (2025)

   • 文章标题: Melatonin-pretreated mesenchymal stem cell-derived exosomes alleviate cavernous fibrosis in a rat model of nerve injury-induced erectile dysfunction via miR-145-5p/TGF-β/Smad axis
   • 期刊名称: Stem Cell Res Ther
   • 发表年份: 2025
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.1186/s13287-025-04173-0
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40001250/

2. Liu et al. (2025)

   • 文章标题: Liver macrophage-derived exosomal miRNA-342-3p promotes liver fibrosis by inhibiting HPCAL1 in stellate cells
   • 期刊名称: Hum Genomics
   • 发表年份: 2025
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.1186/s40246-025-00722-z
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39910671/

3. Wang et al. (2023)

   • 文章标题: mmu-miRNA-342-3p promotes hepatic stellate cell activation and hepatic fibrosis induced by Echinococcus multilocularis infection via targeting Zbtb7a
   • 期刊名称: PLoS Negl Trop Dis
   • 发表年份: 2023
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.1371/journal.pntd.0011520
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37490505/

4. Zhang et al. (2023)

   • 文章标题: Construction and integrated analysis of the ceRNA network hsa_circ_0000672/miR-516a-5p/TRAF6 and its potential function in atrial fibrillation
   • 期刊名称: Sci Rep
   • 发表年份: 2023
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.1038/s41598-023-34851-z
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37169841/

5. Li et al. (2023)

   • 文章标题: Identification of biomarkers and prediction of upstream miRNAs in diabetic nephropathy
   • 期刊名称: Front Endocrinol (Lausanne)
   • 发表年份: 2023
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.3389/fendo.2023.1144331
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36896170/

6. Xu et al. (2023)

   • 文章标题: Hsa_circ_0072765 knockdown inhibits proliferation, activation and migration in transforming growth factor-beta (TGF-β)-induced hepatic stellate cells (HSCs) by the miR-197-3p/TRPV3 axis
   • 期刊名称: Histol Histopathol
   • 发表年份: 2023
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.14670/HH-18-586
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36714978/

7. Zhao et al. (2022)

   • 文章标题: Regulation of SMAD Signaling Pathway by miRNAs Associated with Myocardial Fibrosis: In silico Analysis of Target Gene Networks
   • 期刊名称: Biochemistry (Mosc)
   • 发表年份: 2022
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.1134/S0006297922080144
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36171647/

8. Chen et al. (2022)

   • 文章标题: MicroRNA global profiling in cystic fibrosis cell lines reveals dysregulated pathways related with inflammation, cancer, growth, glucose and lipid metabolism, and fertility: an exploratory study
   • 期刊名称: Acta Biomed
   • 发表年份: 2022
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.23750/abm.v93i3.12842
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35775757/

9. Wang et al. (2023)

   • 文章标题: MircroRNA-145 Attenuates Cardiac Fibrosis Via Regulating Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase Kinase 3
   • 期刊名称: Cardiovasc Drugs Ther
   • 发表年份: 2023
   • DOI/PubMed ID: doi: 10.1007/s10557-021-07312-w
   • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35416554/

10. Li et al. (2022)

    • 文章标题: LongShengZhi alleviated cardiac remodeling via upregulation microRNA-150-5p with matrix metalloproteinase 14 as the target
    • 期刊名称: J Ethnopharmacol
    • 发表年份: 2022
    • DOI/PubMed ID: doi: 10.1016/j.jep.2022.115156
    • 原文地址: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35245628/

研究趋势分析

1. 主要研究热点：

   • miRNAs在纤维化中的作用：多篇文献探讨了miRNAs在不同器官（如心脏、肝脏、肺等）的纤维化过程中的调控机制。
   • TGF-β信号通路：TGF-β信号通路是纤维化过程中的关键通路，许多研究集中在miRNAs如何通过调节TGF-β信号通路来影响纤维化。
   • 外泌体介导的miRNA传递：外泌体作为一种有效的miRNA传递载体，被广泛研究用于治疗纤维化疾病。

2. 技术趋势：

   • 高通量测序技术：高通量测序技术（如RNA-seq）被广泛应用于miRNAs的表达谱分析，有助于发现新的miRNA及其靶基因。
   • 生物信息学分析：生物信息学工具（如KEGG、STRING等）用于预测miRNA的靶基因和信号通路，提高了研究的效率和准确性。
   • CRISPR-Cas9技术：CRISPR-Cas9技术被用于敲除或过表达特定的miRNA，以验证其功能。

3. 方法学进展：

   • 体内外实验结合：大多数研究采用了体内外实验相结合的方法，通过动物模型和细胞实验验证miRNAs的功能。
   • 多组学联合分析：多组学（如转录组、蛋白质组、代谢组等）联合分析提供了更全面的视角，有助于揭示复杂的调控网络。

4. 存在的争议或不足：

   • miRNA的特异性：miRNAs通常可以靶向多个基因，因此其特异性较低，可能导致研究结果的不一致。
   • 外泌体的分离纯化：外泌体的分离纯化技术尚未完全标准化，不同的分离方法可能会影响实验结果。
   • 临床转化：尽管实验室研究取得了许多进展，但将这些成果转化为临床应用仍面临许多挑战，如miRNA的递送效率和安全性问题。

理论框架梳理

1. TGF-β信号通路：TGF-β信号通路在纤维化过程中起着核心作用，通过激活SMAD蛋白家族，调控下游基因的表达，促进成纤维细胞的活化和纤维化。
2. miRNA调控网络：miRNAs通过与靶标mRNA结合，抑制其翻译或促进其降解，从而在多个层面上调控基因表达。许多研究揭示了miRNAs与TGF-β信号通路之间的相互作用。
3. 外泌体介导的细胞间通讯：外泌体作为一种细胞间通讯的重要方式，可以携带miRNAs等生物活性分子，介导细胞间的信号传递，参与纤维化过程的调控。

方法论评述

1. 定性研究方法：

   • 文献综述：通过对已有文献的综合分析，总结miRNAs在纤维化中的作用机制。
   • 案例研究：通过分析特定病例，探讨miRNAs在个体化治疗中的应用潜力。

2. 定量研究方法：

   • 高通量测序：通过RNA-seq等技术，全面分析miRNAs的表达谱。
   • qPCR和Western Blot：用于验证特定miRNA及其靶基因的表达水平。
   • 细胞实验：通过细胞培养和转染实验，验证miRNAs的功能。
   • 动物模型：通过建立动物模型，评估miRNAs在体内条件下的作用。

主要发现总结

1. miR-145-5p通过抑制TGF-β/Smad轴，减轻阴茎海绵体纤维化（Chen et al., 2025）。
2. 肝巨噬细胞来源的外泌体miR-342-3p通过抑制HPCAL1，促进肝星状细胞活化和肝纤维化（Liu et al., 2025）。
3. mmu-miR-342-3p通过靶向Zbtb7a，促进Echinococcus multilocularis感染引起的肝纤维化（Wang et al., 2023）。
4. hsa_circ_0000672通过海绵miR-516a-5p，间接调节TRAF6的表达，参与心房颤动相关的心房纤维化（Zhang et al., 2023）。
5. MMP2作为糖尿病肾病的生物标志物，其表达受miR-106b-5p和miR-93-5p的调控（Li et al., 2023）。

争议和辩论

1. miRNA的特异性问题：一些研究认为miRNAs具有较高的特异性，而另一些研究则指出miRNAs可能靶向多个基因，导致功能不明确。
2. 外泌体的分离纯化方法：不同的外泌体分离方法可能影响实验结果的一致性，目前尚无统一的标准。
3. miRNA的递送效率和安全性：虽然外泌体是一种有前景的miRNA递送载体，但其递送效率和安全性仍需进一步研究。

研究限制

1. 样本量有限：许多研究的样本量较小，难以得出普遍适用的结论。
2. 实验设计的局限性：部分研究仅限于体外实验，缺乏体内验证。
3. 生物信息学分析的可靠性：生物信息学工具的预测结果需要实验验证，存在一定的不确定性。

未来研究方向

1. 研究方向一：miR-145-5p在不同器官纤维化中的作用

   • 研究题目: 探讨miR-145-5p在肺纤维化中的作用及其机制
   • 研究价值: 肺纤维化是一种严重的慢性疾病，目前缺乏有效的治疗方法。研究miR-145-5p在肺纤维化中的作用，有助于开发新的治疗策略。
   • 方法: 通过RNA-seq分析miR-145-5p在肺纤维化患者中的表达谱，结合体内外实验验证其功能。
   • 预期创新点: 揭示miR-145-5p在肺纤维化中的新机制，为临床治疗提供理论支持。
   • 潜在影响: 为肺纤维化的诊断和治疗提供新的靶点。

2. 研究方向二：外泌体介导的miRNA传递在纤维化治疗中的应用

   • 研究题目: 优化外泌体介导的miRNA传递方法，提高其在肝纤维化治疗中的效果
   • 研究价值: 外泌体作为一种天然的纳米载体，具有良好的生物相容性和低免疫原性，是理想的miRNA递送载体。优化其传递方法，有助于提高治疗效果。
   • 方法: 通过比较不同外泌体分离纯化方法的效果，选择最优方案。结合CRISPR-Cas9技术，构建稳定表达miR-145-5p的外泌体，进行体内外实验验证。
   • 预期创新点: 开发高效的外泌体介导的miRNA传递方法，提高其在肝纤维化治疗中的应用价值。
   • 潜在影响: 为肝纤维化的治疗提供新的技术手段。

3. 研究方向三：多组学联合分析在纤维化研究中的应用

   • 研究题目: 利用多组学联合分析，揭示miR-145-5p在心肌纤维化中的调控网络
   • 研究价值: 心肌纤维化是心脏病发展的重要阶段，多组学联合分析有助于全面理解其复杂的调控机制。
   • 方法: 通过转录组、蛋白质组和代谢组联合分析，构建miR-145-5p在心肌纤维化中的调控网络。结合体内外实验验证关键节点的功能。
   • 预期创新点: 揭示miR-145-5p在心肌纤维化中的新调控机制，为治疗提供新的靶点。
   • 潜在影响: 为心肌纤维化的诊断和治疗提供新的思路和技术手段。

4. 研究方向四：miRNA在纤维化中的个体化治疗

   • 研究题目: 基于miRNA表达谱的个体化治疗策略在糖尿病肾病中的应用
   • 研究价值: 糖尿病肾病是一种常见的并发症，个体化治疗策略有助于提高治疗效果。
   • 方法: 通过分析糖尿病肾病患者的miRNA表达谱，筛选出关键miRNA。结合临床数据，评估这些miRNA在个体化治疗中的应用潜力。
   • 预期创新点: 提出基于miRNA表达谱的个体化治疗策略，提高糖尿病肾病的治疗效果。
   • 潜在影响: 为糖尿病肾病的个体化治疗提供新的方法和思路。

5. 研究方向五：miRNA在纤维化中的长期效应研究

   • 研究题目: 长期观察miR-145-5p在肝纤维化中的动态变化及其对疾病进展的影响
   • 研究价值: 长期效应研究有助于理解miRNA在纤维化过程中的动态变化，为疾病的早期诊断和干预提供依据。
   • 方法: 通过长期随访肝纤维化患者，定期检测miR-145-5p的表达水平，结合临床数据，评估其对疾病进展的影响。
   • 预期创新点: 揭示miR-145-5p在肝纤维化中的长期动态变化规律，为疾病的早期诊断和干预提供新的指标。
   • 潜在影响: 为肝纤维化的早期诊断和干预提供新的方法和思路。

结论

miRNAs在纤维化疾病中发挥着重要的调控作用，特别是通过靶向TGF-β信号通路，调控成纤维细胞的活化和纤维化过程。尽管已有许多研究取得了重要进展，但仍存在一些争议和不足，需要进一步的研究来解决。未来的研究方向应集中在miRNAs在不同器官纤维化中的作用、外泌体介导的miRNA传递、多组学联合分析、个体化治疗以及长期效应研究等方面，以期为纤维化疾病的诊断和治疗提供新的思路和技术手段。