循環(huán)微RNA在2型糖尿病及糖尿病前期中的意義

顏　蕾，徐梅珍(綜述)，孔　磊(審校)

(1.山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院內(nèi)分泌科，濟(jì)南 250012； 2.山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南 250000)

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循環(huán)微RNA在2型糖尿病及糖尿病前期中的意義

顏蕾1△，徐梅珍2△(綜述)，孔磊1※(審校)

(1.山東大學(xué)附屬省立醫(yī)院內(nèi)分泌科，濟(jì)南 250012； 2.山東大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南 250000)

摘要：微RNA(miRNA)是一類普遍存在的小分子RNA,通常在轉(zhuǎn)錄后水平抑制靶基因的表達(dá)。miRNA參與了多種疾病的基因調(diào)控并與糖尿病病程的發(fā)展有關(guān)。糖尿病是最常見的內(nèi)分泌代謝疾病，糖尿病前期是指一種異常的血糖狀態(tài)，特征為糖耐量減低和(或)空腹血糖受損。糖尿病前期在最終進(jìn)展為顯性2型糖尿病(T2DM)之前，可以持續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間，目前關(guān)于循環(huán)miRNA在T2DM及糖尿病前期中的作用仍需大量研究證實(shí)。

關(guān)鍵詞：糖尿病，2型；微RNA；糖尿病前期

糖尿病是最常見的內(nèi)分泌代謝疾病，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民生活水平的提高，它已成為危害公眾健康的主要疾病之一。1993年我國調(diào)查地區(qū)居民糖尿病患病率僅為0.19%，至1998年已增至0.32%，2003年增至0.56%，至2008年已高達(dá)1.07%，約是1993年的6倍[1]。據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，我國2010年20~79歲人群中的糖尿病患者為4 316萬人，患病率為4.5%；推測到2030年，患病率將達(dá)到5%[2]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)占所有糖尿病患者的80%，目前全世界約有1.5億人罹患T2DM，預(yù)測今后20年內(nèi)這一數(shù)字還將增加1倍[3]。因此必須采取有效的措施來遏制糖尿病發(fā)病率不斷上升的趨勢。

微RNAs(miRNAs)是一組內(nèi)源性、功能性的非編碼小RNA片段，長度為21～23個(gè)堿基對。成熟的miRNA通過與信使RNA基于堿基互補(bǔ)配對原則結(jié)合，抑制信使RNA的翻譯，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)[4]。自從發(fā)現(xiàn)miRNA以來，已經(jīng)證實(shí)在包括T2DM的多種人類疾病中，miRNA具有重要意義，而且表現(xiàn)出與健康狀態(tài)不一致的異常表達(dá)譜?，F(xiàn)就miRNA在T2DM中檢測的意義綜述如下。

1在T2DM中發(fā)現(xiàn)的miRNA類型

在諸如惡性腫瘤等領(lǐng)域中，很容易經(jīng)由手術(shù)等外科途徑獲得大量的組織標(biāo)本用于miRNA的檢測與研究，得到的研究結(jié)果又可以回饋至臨床。但在對T2DM的研究中，臨床組織標(biāo)本(特別是胰腺組織的標(biāo)本)極難獲得，因此雖然miRNA在T2DM中的研究已不少見，多數(shù)研究仍限于利用細(xì)胞系或動(dòng)物模型的體外實(shí)驗(yàn)。已被報(bào)道與T2DM相關(guān)的miRNA包括miR-301a[5]、miR-15a[6]、miR-143[7]、miR-33a[8]、miR-9[9]、miR-124a2[10-11]、miR-375[12]、miR-29[13]、miR-30d[14]、miR-34a和miR-146[15]等。

2miRNA研究的新趨勢：循環(huán)miRNA在T2DM中的意義

最新研究發(fā)現(xiàn)miRNA也存在于人的循環(huán)血液中，能從外周血檢測到，而且穩(wěn)定性與重復(fù)性均滿意[16]。與信使RNA不同的是，miRNA非常穩(wěn)定，甚至能抵御RNA酶的消化作用[16-18]。這一特性使外周血miRNA有望成為惡性腫瘤及其他疾病中新的非創(chuàng)傷性標(biāo)志物[19-20]。正因?yàn)樵赥2DM研究中，臨床組織標(biāo)本很難獲得，而針對組織標(biāo)本(如胰腺)的研究結(jié)果也難以直接應(yīng)用于臨床，因此循環(huán)miRNA在T2DM中的臨床應(yīng)用前景對于T2DM患者具有更為顯著的意義。最近已開始出現(xiàn)個(gè)別循環(huán)miRNA在T2DM中的研究的報(bào)道[21-22]。

Zampetaki等[21]在miRNA芯片檢測結(jié)果的基礎(chǔ)上，挑選出13個(gè)miRNA，在來自Bruneck人群研究的80例T2DM患者及80例健康對照者中進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果13個(gè)miRNA中有12個(gè)與T2DM顯著相關(guān)(miR-24、miR-21、miR-20b、miR-15a、miR-126、miR-191、miR-197、miR-223、miR-320、miR-486、miR-150、miR-28-3p)；第二輪驗(yàn)證中，在全部822例Bruneck人群中，miR-126預(yù)測T2DM的意義最為顯著；利用顯著性最高的5個(gè)miRNA(miR-15a、miR-126、miR-320、miR-223、miR-28-3p)來區(qū)分T2DM與健康對照者，靈敏度與特異度分別為70%和92%。

Kong等[22]在前期工作中，對T2DM發(fā)病過程中7個(gè)T2DM相關(guān)miRNA(miR-9、miR-29a、miR-30d、miR-34a、miR-124a、miR-146a、miR-375)在臨床病例外周血中的表達(dá)及臨床意義進(jìn)行了研究。研究包括3組研究對象，分別為初發(fā)T2DM患者(newly diagnosed T2DM，n-T2DM)、初診糖尿病前期患者以及糖耐量正常(normal glucose tderance，NGT)的T2DM易患個(gè)體(T2DM-susceptible individuals with NGT，s-NGT)[22]。

存在于循環(huán)細(xì)胞(包括血細(xì)胞和循環(huán)的單個(gè)核細(xì)胞)中的miRNA與循環(huán)miRNA略有不同。Karolina等[23]利用miRNA芯片檢測全血中miRNA的表達(dá)，檢測對象包括14例空腹血糖受損(impaired fasting glucose，IFG)患者、21例T2DM患者及15例健康對照者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-144、miR-192、miR-29a在IFG中升高，并在T2DM中進(jìn)一步升高；miR-146在IFG與T2DM中均降低；而miR-150和miR-320則在IFG中降低，在T2DM中升高；miR-182和miR-30d則正好相反。

Caporali等[24]發(fā)現(xiàn)一個(gè)與糖尿病性血管內(nèi)皮細(xì)胞功能受損相關(guān)的miR-503在11例伴有嚴(yán)重肢體缺血癥狀的T2DM患者的血漿中含量升高。該miRNA在上述其他幾項(xiàng)研究中未被發(fā)現(xiàn)，提示它可能是T2DM中活動(dòng)性缺血的標(biāo)志。

3miRNA在糖尿病前期中的研究現(xiàn)狀

糖尿病前期是指一種異常的血糖狀態(tài)，特征為糖耐量減低(impaired glucose tolerance，IGT)和(或)IFG。IFG的診斷標(biāo)準(zhǔn)為空腹血糖為5.6～6.9 mmol/L；IGT的診斷標(biāo)準(zhǔn)為葡萄糖耐量試驗(yàn)時(shí)2 h血糖為7.8～11.0 mmol/L[25]。美國糖尿病協(xié)會(huì)最新更新的指南中建議將糖化血紅蛋白處于5.7%～6.4%的個(gè)體也歸于糖尿病前期[26]。

對糖尿病前期患者采取干預(yù)措施，在防治T2DM中具有重要意義。首先，糖尿病前期的發(fā)病率極高，美國目前有糖尿病患者2400萬，糖尿病前期患者則超過5700萬[27]，2010年，我國20~79歲的人群中，單純IGT的患病率為6.9%，遠(yuǎn)高于糖尿病的患病率[1]，可見糖尿病前期的患病人數(shù)較糖尿病患者更多，增加的趨勢也更為明顯；其次，糖尿病前期患者發(fā)展為顯性T2DM的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于健康者，其中IFG合并IGT者又遠(yuǎn)高于單純IFG和單純IGT患者[28-29]。如無任何干預(yù)措施，絕大多數(shù)糖尿病前期患者最終都將發(fā)展至顯性T2DM。最后，在糖尿病前期進(jìn)行干預(yù)(包括生活方式干預(yù)和藥物干預(yù))，可以有效延緩甚至逆轉(zhuǎn)進(jìn)展至顯性T2DM的進(jìn)程。多個(gè)大規(guī)模臨床研究的結(jié)果已經(jīng)證實(shí)，積極的生活方式干預(yù)可以將IGT進(jìn)展至顯性糖尿病的比例減少50%左右[30-31]。

糖尿病前期是從糖尿病易感者到顯性T2DM的病理發(fā)展過程，在最終進(jìn)展為顯性T2DM之前，可以持續(xù)相當(dāng)長的時(shí)間，平均8～10年[32]；對于一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的糖尿病前期患者，很難準(zhǔn)確判斷該患者是處于糖尿病前期的早期階段，還是已經(jīng)接近進(jìn)展到顯性T2DM；判斷糖尿病前期患者的病程是否仍然可逆，不僅有助于深入理解糖尿病前期的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，更具有重要的臨床意義。

目前的研究通常試圖篩選某些miRNA作為T2DM的標(biāo)志物。除了這一傳統(tǒng)思路，能否以T2DM相關(guān)miRNA的表達(dá)來判斷糖尿病前期患者的病理進(jìn)展過程及轉(zhuǎn)歸？

關(guān)于循環(huán)miRNA在糖尿病前期中的研究，目前僅見Kong等[22]所在課題組已發(fā)表的文章，他們研究發(fā)現(xiàn)，7個(gè)T2DM相關(guān)miRNA表達(dá)水平在n-T2DM組顯著升高；而在初診糖尿病前期患者組，這7個(gè)miRNAs的表達(dá)與s-NGT組類似，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這一結(jié)果表明，當(dāng)T2DM易患者發(fā)展到糖尿病前期的早期階段，雖然血糖水平已經(jīng)異常，外周血中T2DM相關(guān)miRNA的表達(dá)水平與表達(dá)譜尚未發(fā)生明顯改變，其改變應(yīng)該是發(fā)生于糖尿病前期進(jìn)展至初發(fā)T2DM之間的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)。同時(shí)該結(jié)果也表明，作為從正常血糖到顯性T2DM之間過渡階段的糖尿病前期，從基因表達(dá)改變的角度來說，應(yīng)該是更接近于血糖正常者，而與顯性T2DM差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這也能夠解釋為何在糖尿病前期的干預(yù)措施能夠非常有效地逆轉(zhuǎn)顯性糖尿病的發(fā)生。

4小結(jié)

糖尿病目前已成為我國的常見病、多發(fā)病，糖尿病及其并發(fā)癥已嚴(yán)重危害患者的生存質(zhì)量，并且其危害在糖尿病前期階段已然存在。miRNA作為一種新興標(biāo)志物，其研究在腫瘤領(lǐng)域已有長足的進(jìn)步。而糖尿病相關(guān)的循環(huán)miRNA作為一種鑒別糖尿病病程進(jìn)展的新興標(biāo)志物同樣受到研究者的密切關(guān)注，如何通過miRNA的表達(dá)情況明確患者由糖尿病前期轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性糖尿病的發(fā)展情況仍需深入的探討及研究，同時(shí)其在臨床領(lǐng)域的具體應(yīng)用還有待進(jìn)一步發(fā)展。

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The Research of Circulating MicroRNA in Type 2 Diabetes and Pre-diabetes

YANLei1,XUMei-zhen2,KONGLei1.

(1.DepartmentofEndocrinology,ProvincialHospitalAffiliatedtoShandongUniversity,Jinan250012,China; 2.CollegeofClinicalMedicine,ShandongUniversitySchoolofMedicine,Jinan250000,China)

Abstract：MicroRNAs(miRNAs) are a family of small nonprotein-coding RNAs.They inhibit the expression of target gene at post-transcriptional level.MiRNAs are involved in gene regulation of various diseases and related with the diabetes development.Diabetes is the most common endocrine metabolic disease.Pre-diabetes refers to a state of abnormal blood glucose,characteristics of reduced glucose tole-rance and/or impaired fasting glucose. Pre-diabetes,before eventually developed to overt type 2 diabetes can last a long time.But more studies based on large population are needed to identify the role of circulating miRNA in type 2 diabetes and pre-diabetes.

Key words：Diabetes mellitus,type 2; MicroRNAs; Prediabetic state

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(H0712/81100569)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.03.035

中圖分類號：R-1； R587.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1006-2084(2015)03-0477-03