miR-30c在脂類代謝相關(guān)疾病中的研究進(jìn)展

郝佳欣，王志剛，楊天竹，張祎

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)(大慶)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)與技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163319)

脂質(zhì)代謝紊亂可導(dǎo)致多種代謝綜合性疾病，包括肝脂肪變性、脂肪組織功能障礙、糖尿病以及肥胖癥等[1]。肝脂肪沉積是肝纖維化、肝硬化等酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)的早期階段。在肝病的診斷方面，血丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶的活性是評(píng)價(jià)肝臟損傷的最常用指標(biāo)，但無法判斷肝病的類型和肝損傷的程度；肝臟組織病理檢查是評(píng)估肝纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，但屬于有創(chuàng)性檢查，患者接受度低；肝臟彈性成像是無創(chuàng)檢查且應(yīng)用廣泛，但肝臟彈性檢測成功率易受肥胖等因素影響，導(dǎo)致檢測的準(zhǔn)確率較低[2]。因此，尋找新的生物標(biāo)志物和治療藥物迫在眉睫。微RNA(microRNA，miRNA/miR)可通過基因沉默來調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化及凋亡，在肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮重要作用。但目前應(yīng)用單一miRNA檢測或分期脂類代謝相關(guān)疾病的報(bào)道較少。傳統(tǒng)脂類代謝相關(guān)疾病標(biāo)志物的診斷效果不佳，而miRNA可作為ALD的特異性診斷靶點(diǎn)且具有顯著優(yōu)勢?，F(xiàn)就miR-30c在脂類代謝相關(guān)疾病中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 miR-30家族概述

miRNA是近年來發(fā)現(xiàn)的一種非編碼小RNA，遍布整個(gè)基因組[3]。其主要通過與靶基因的3′非翻譯區(qū)完全或不完全結(jié)合降解靶基因或抑制其翻譯過程。miRNA作為代謝同源性調(diào)節(jié)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，參與代謝綜合征的病理生理過程[4]。miR-30家族是一類重要且具有多種生物學(xué)功能的家族，miR-30家族由miR-30a、miR-30b、miR-30c、miR-30d和miR-30e組成，而miR-30c又分為miR-30c-1和miR-30c-2。miR-30家族由位于人類第1、6和8號(hào)染色體上的6個(gè)基因編碼，其中人類染色體1編碼miR-30c-1和miR-30e，人類染色體6編碼miR-30c-2和miR-30a，人類染色體8編碼miR-30b和miR-30d[5]。miR-30c-1和miR-30c-2由其單鏈RNA前體酶剪切加工而來，由前體3′端加工而來的成熟miR-30c-5p的序列為UGUAAACAUCCUACACUCUCAGC、miR-30c-1-3p的序列為CUGGGAGAGGGUUGUUUACUCC、miR-30c-2-3p的序列為GUGGGAGAAGGCUGUUUACUCU，這些miRNA在5′端附近共享相同的種子序列GUAAACA，但在3′端附近有不同的補(bǔ)償序列，從而導(dǎo)致miR-30家族成員靶向不同的基因和通路，發(fā)揮多種生物學(xué)功能[6]。多種疾病的發(fā)生發(fā)展與miR-30家族成員對下游靶基因水平的調(diào)控有關(guān)[7]。

2 miR-30c的生物學(xué)功能

作為miR-30家族的一員，miR-30c在多種生理病理過程中具有潛在作用。miR-30c被公認(rèn)為細(xì)胞增殖、分化、代謝和凋亡過程中的多功能調(diào)節(jié)因子[8]。膿毒癥引起的急性腎損傷是住院患者常見的并發(fā)癥。研究發(fā)現(xiàn)，miR-30c-5p表達(dá)減少可通過負(fù)調(diào)節(jié)硫氧還蛋白相互作用蛋白的表達(dá)，促進(jìn)腎小管上皮細(xì)胞凋亡，加重膿毒癥模型小鼠的腎臟損傷；miR-30c-5p過表達(dá)則可減少硫氧還蛋白相互作用蛋白的表達(dá)，進(jìn)而抑制核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白和胱天蛋白酶1的表達(dá)以及炎癥細(xì)胞因子的分泌，減少腎小管上皮細(xì)胞凋亡，從而減輕腎臟損傷[8]。另外，miR-30c-5p過表達(dá)還可通過減少自噬相關(guān)基因5的表達(dá)，減弱細(xì)胞毒性和晶體細(xì)胞黏附，抑制腎結(jié)石的形成[9]。

此外，miR-30c-5p對心肌缺血再灌注損傷也具有保護(hù)作用。過表達(dá)miR-30c-5p可提高心肌細(xì)胞存活率、減少乳酸脫氫酶釋放和心肌細(xì)胞凋亡，同時(shí)還伴有p53表達(dá)下調(diào)[10]。miR-30c還是一種抑癌分子，在多種腫瘤癌組織中低表達(dá)，并在腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移過程中起重要作用[6]。如miR-30c-5p可抑制大鼠腫瘤壞死因子-α等炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)[11]。研究發(fā)現(xiàn)，肝癌SMMC-7721細(xì)胞及HepG2細(xì)胞的侵襲和遷移能力均與miR-30c的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，miR-30c通過與早反應(yīng)蛋白2的3′非翻譯區(qū)特異性結(jié)合，導(dǎo)致早反應(yīng)蛋白2的表達(dá)水平降低，進(jìn)而影響細(xì)胞的侵襲和遷移能力[12]。在多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞中，miR-30c持續(xù)低表達(dá)，并與B細(xì)胞淋巴瘤/白血病9基因的3′非翻譯區(qū)特異結(jié)合，影響多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲、耐藥以及腫瘤干細(xì)胞形成的能力[13]。以上研究均證明，miR-30c是生物體重要的調(diào)節(jié)因子。

3 miR-30c與脂類代謝相關(guān)疾病的關(guān)系

3.1miR-30c與高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系 高脂血癥是動(dòng)脈粥樣硬化和代謝性疾病的主要危險(xiǎn)因素，動(dòng)脈粥樣硬化是心臟病發(fā)作、腦卒中和心源性猝死最重要的誘因[14]。增加脂蛋白清除率或抑制脂蛋白的產(chǎn)生均可降低血漿膽固醇水平。他汀類藥物和前蛋白轉(zhuǎn)化酶抑制劑均可通過增加脂蛋白清除率降低低密度脂蛋白膽固醇水平[15]。但他汀類藥物無法最大限度地降低低密度脂蛋白膽固醇水平，且高劑量應(yīng)用還可導(dǎo)致肌無力[16]。載脂蛋白B水平升高是高脂血癥的誘發(fā)因素，且其表達(dá)水平受載脂蛋白B和微粒體三酰甘油轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(microsomal triglyceride transfer protein，MTP)影響。MTP與新合成的載脂蛋白B相互作用，協(xié)助成熟脂蛋白的形成，這也是降低血漿膽固醇水平的另一途徑[16]。而MTP抑制劑則可增加血漿轉(zhuǎn)氨酶水平并引起肝臟脂肪變性[17]。因此，研發(fā)降低血漿脂質(zhì)水平的新方法以及最大限度地避免不良反應(yīng)的新藥物迫在眉睫[18]。

此外，miR-30c可通過減少富含三酰甘油的載脂蛋白的合成與分泌，減輕高脂食物喂養(yǎng)小鼠的高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化，miR-30c與MTP信使RNA的3′非翻譯區(qū)特異性結(jié)合，導(dǎo)致MTP信使RNA降解，進(jìn)而導(dǎo)致MTP信使RNA的活性和載脂蛋白B水平降低；同時(shí)，miR-30c還可靶向脂質(zhì)合成相關(guān)基因(如溶血磷脂酰甘油?；D(zhuǎn)移酶1)，避免脂肪變性[15]。有研究在不影響三酰甘油和血糖水平的情況下，向瘦素及瘦素受體缺乏的高膽固醇、高血糖小鼠肝內(nèi)注射miR-30c，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠血漿總膽固醇水平和極低密度脂蛋白/低密度脂蛋白水平分別降低28%和25%；此外，miR-30c還可顯著降低高脂食物喂養(yǎng)小鼠的血漿膽固醇水平和動(dòng)脈粥樣硬化，但對血漿三酰甘油、葡萄糖和轉(zhuǎn)氨酶水平則無影響；進(jìn)一步研究表明，miR-30c通過降低肝MTP活性和減少脂質(zhì)合成，導(dǎo)致小鼠血漿膽固醇水平下降[19]。

內(nèi)皮功能障礙在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用[20]，而細(xì)胞炎癥和死亡是心血管疾病(包括動(dòng)脈粥樣硬化)形成過程中必不可少的致病原因[21]。在動(dòng)脈粥樣硬化過程中，焦亡是炎癥細(xì)胞死亡的一種形式[22]。此外，類受體家族Pyrin結(jié)構(gòu)域的激活也可通過不同的信號(hào)通路促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。氧化低密度脂蛋白可劑量依賴性地增加人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞乳酸脫氫酶的釋放，氧化低密度脂蛋白處理的人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞miR-30c-5p表達(dá)受到抑制，而miR-30c-5p富集則可保護(hù)人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞免受氧化低密度脂蛋白引起的焦亡；此外，加入miR-30c-5p還可抑制氧化低密度脂蛋白激活的核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3的表達(dá)[23]。miR-30c-5p通過靶向人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中的叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O3，在細(xì)胞焦亡中發(fā)揮重要作用，為動(dòng)脈粥樣硬化的治療提供了新途徑[24]。

脂類的吸收主要有兩種方式：①由中鏈、短鏈脂肪酸構(gòu)成的三酰甘油經(jīng)乳化后吸收，并經(jīng)門靜脈入血；②由長鏈脂肪酸構(gòu)成的三酰甘油與載脂蛋白、膽固醇等結(jié)合形成乳糜微粒，經(jīng)淋巴入血。脂肪合成后，需要與載脂蛋白、膽固醇等結(jié)合成極低密度脂蛋白，再通過血液運(yùn)送至肝外組織儲(chǔ)存或利用[25]。miR-30c可影響載脂蛋白B的水平，因此脂質(zhì)的吸收和合成后利用均受miR-30c調(diào)控。miR-30c可通過影響脂質(zhì)的吸收和合成利用緩解高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化，因此有望成為治療高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化的靶點(diǎn)。

3.2miR-30c與糖尿病相關(guān)疾病的關(guān)系 由糖尿病直接導(dǎo)致的心肌細(xì)胞損傷且無內(nèi)皮功能障礙，稱為糖尿病心肌病[26]。生物信息學(xué)與生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)均顯示，過氧化物酶體增殖物激活受體γ協(xié)同刺激因子-1β是miR-30c的直接靶點(diǎn)之一，過表達(dá)miR-30c可提高小鼠葡萄糖利用率，減少心肌活性氧類的生成和心肌脂質(zhì)積累，從而減輕小鼠心肌細(xì)胞凋亡和心功能障礙[27]。糖尿病腎病是糖尿病最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，其特點(diǎn)為糖尿病期間患者腎功能的慢性喪失，目前糖尿病腎病已成為終末期腎衰竭的主要原因[28]。上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)和腎纖維化是糖尿病腎病的主要特征，在腎纖維化組織和高葡萄糖刺激的腎小管上皮細(xì)胞中miR-30c-5p表達(dá)下調(diào)、Janus激酶1表達(dá)上調(diào)，過表達(dá)miR-30c-5p可抑制腎小管上皮細(xì)胞高葡萄糖誘導(dǎo)的EMT和腎纖維化，下調(diào)miR-30c-5p表達(dá)則可逆轉(zhuǎn)此現(xiàn)象[29]。

在高葡萄糖糖處理的腎小管上皮細(xì)胞中，人肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1表達(dá)上調(diào)、miR-30c表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3表達(dá)上調(diào)和腎小管上皮細(xì)胞焦亡[30]；同時(shí)，Opa 相互作用蛋白5反義RNA1的表達(dá)也上調(diào)，而Opa相互作用蛋白5反義RNA1可促進(jìn)高葡萄糖刺激的腎小管上皮細(xì)胞細(xì)胞EMT和腎纖維化，還可通過與miR-30c-5p結(jié)合誘導(dǎo)糖尿病腎病患者EMT和腎纖維化[31]。以上研究均證實(shí)，miR-30c可抑制高糖誘導(dǎo)的腎纖維化，為糖尿病腎病的治療提供了新的治療策略。

3.3miR-30c與ALD和非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)的關(guān)系

3.3.1miR-30c與ALD的關(guān)系 ALD是指長期大量飲酒引起的肝損傷，也是最普遍的慢性肝病類型。ALD的發(fā)展過程為早期的肝臟脂肪沉積→脂肪性肝炎→肝纖維化→肝硬化→肝癌[32]。脂肪變性是大量飲酒的早期反應(yīng)，其特征為脂肪沉積在肝細(xì)胞中。纖溶酶原激活物抑制物1和參與成骨細(xì)胞分化的酪氨酸激酶受體2是miR-30c的潛在靶點(diǎn)，在人多能脂肪干細(xì)胞分化過程中，纖溶酶原激活物抑制物1和酪氨酸激酶受體2表達(dá)下調(diào)，而纖溶酶原激活物抑制物1和酪氨酸激酶受體2共沉默可增加脂質(zhì)沉積以及脂肪細(xì)胞分化標(biāo)志物的表達(dá)；然而，低水平的酪氨酸激酶受體2可誘導(dǎo)干細(xì)胞分化為脂肪細(xì)胞，miR-30c過表達(dá)可通過下調(diào)過氧化物酶體增殖物激活受體γ、CD36等脂肪生成關(guān)鍵基因的表達(dá)，調(diào)節(jié)脂肪生成[18]。另外，miR-30c還參與纖維重構(gòu)過程。miR-30c在肝纖維化患者的血清和肝硬化患者肝組織中的表達(dá)均下調(diào)；同時(shí)，miR-30c還可顯著抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，而轉(zhuǎn)化生長因子-β可誘導(dǎo)肝纖維化過程；另外，細(xì)胞外基質(zhì)的重要調(diào)節(jié)因子轉(zhuǎn)化生長因子-β2是miR-30c在肝纖維化中的潛在靶基因[33]。以上研究表明，miR-30c在ALD中發(fā)揮重要作用，是一個(gè)潛在的生物因子。

3.3.2miR-30c與NAFLD的關(guān)系 NAFLD是肝實(shí)質(zhì)中脂肪過度累積造成，而非飲酒所致。據(jù)估計(jì)，全世界約10億人受到NAFLD的影響，NAFLD患病率為6.3%～33%[34]。蛋白激酶是一種主要的代謝調(diào)節(jié)劑，可阻斷脂肪合成酶的轉(zhuǎn)錄，增加脂肪酸的氧化[35]。蛋白激酶是能量狀態(tài)降低的重要細(xì)胞傳感器，可磷酸化目標(biāo)蛋白，減緩關(guān)鍵生物合成的速率，促進(jìn)能量產(chǎn)生，因此，許多蛋白激酶激活化合物對脂肪肝有良好的療效[36]。二甲雙胍即是蛋白激酶激活化合物之一，可通過激活蛋白激酶減少肝脂肪變性和脂肪酸氧化[37]。

調(diào)節(jié)脂肪變性的化合物主要包括棕櫚酸、化合物C(作為誘導(dǎo)劑)和二甲雙胍(作為抑制劑)等。研究發(fā)現(xiàn)，敲除人肝細(xì)胞miRNA加工酶可導(dǎo)致脂質(zhì)沉積增加，而脂質(zhì)沉積時(shí)的miR-30c異位恢復(fù)可導(dǎo)致與脂肪酸代謝相關(guān)的基因發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)酰胺持續(xù)減少、線粒體活性增強(qiáng)、β氧化加?。淮送?，miRNA還可通過調(diào)節(jié)蛋白激酶等脂肪酸代謝相關(guān)生物合成基因的表達(dá)維持NAFLD的模擬環(huán)境，而蛋白激酶表達(dá)減少則進(jìn)一步導(dǎo)致肝細(xì)胞中的脂肪酸沉積增加；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，瘦素受體缺乏模型小鼠肝臟和NAFLD受試者血漿中的miR-30c表達(dá)均下調(diào)，表明miR-30c可作為抗高脂血癥和相關(guān)代謝疾病的潛在靶點(diǎn)[38]。

綜上，肝臟miR-30c的生物合成在脂質(zhì)代謝中具有重要作用，可通過調(diào)控脂質(zhì)代謝相關(guān)通路的表達(dá)影響膽固醇等脂質(zhì)化合物的合成。miR-30c可調(diào)控蛋白激酶的表達(dá)，而蛋白激酶則可通過提高胰島素敏感性，間接降低脂質(zhì)及血糖水平，表明肝臟miR-30c可作為NAFLD治療的一條潛在途徑。

4 小 結(jié)

miRNA以穩(wěn)定形式存在于血漿和血清樣品中，這一特性使其適宜作為檢驗(yàn)標(biāo)本。此外，還可從其他細(xì)胞外液(包括唾液、尿液和糞便)中分離出miRNA。由于無須侵入性程序即可輕松獲得，臨床miRNA檢測應(yīng)用前景廣闊。雖然miR-30c在肝臟代謝的調(diào)節(jié)中起核心作用，但miR-30c作為治療劑仍面臨許多問題。因此，未來還需充分了解單個(gè)miRNA在脂類相關(guān)代謝疾病中的作用機(jī)制，同時(shí)進(jìn)一步明確肝細(xì)胞系和原代肝細(xì)胞中miR-30c與脂類代謝疾病的關(guān)系，為未來脂類代謝疾病的治療提供新思路。