先兆子癇與微小RNA關(guān)系研究進(jìn)展

王麗麗

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院婦產(chǎn)科，黑龍江 哈爾濱 150000)

先兆子癇(PE)是妊娠期特有的常見病,發(fā)生在妊娠第20周以后，孕產(chǎn)婦在高血壓、蛋白尿的基礎(chǔ)上，還同時(shí)伴有多種其他高危病癥[1]，嚴(yán)重者則會(huì)致胎兒神經(jīng)系統(tǒng)損傷或死亡。鑒于PE發(fā)病的嚴(yán)重危害，對(duì)具有患病風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)婦進(jìn)行早期診斷和有效管理，是提高產(chǎn)婦和胎兒存活率的重要保證。目前最常用的診斷方法是監(jiān)測(cè)患者血壓和尿蛋白，但僅適用于PE發(fā)生后，不能作為早期診斷指標(biāo)[2]。研究結(jié)果顯示PE患者胎盤、血清及血漿中微小RNA(miRNAs)具有較大差異，推測(cè)其在胎盤發(fā)育中可能具有重要的調(diào)節(jié)作用。因此本文對(duì)PE發(fā)病機(jī)制中miRNA的作用及與PE早期診斷的關(guān)系等進(jìn)行具體闡述，以期對(duì)PE的早期診斷提供依據(jù)。

1 PE的發(fā)病機(jī)制

PE是一種全身性疾病，患者伴有內(nèi)皮功能障礙和多器官功能衰竭，嚴(yán)重影響母嬰健康。此外，大量的研究顯示母親患有PE能夠增加新生兒及自身未來患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)，患有PE的女性未來患心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)增加4倍，患冠狀動(dòng)脈疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加2倍，患中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)增加2倍，患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加2倍[3-4]，同時(shí)也會(huì)增加未來罹患微量白蛋白尿和終末期腎病的風(fēng)險(xiǎn)[5]。然而到目前為止，PE的發(fā)病機(jī)制尚不明確，僅將其定義為一種由多種因素引起的妊娠綜合征，主要包括胎盤功能異常、免疫系統(tǒng)病變、炎癥激活增加、血管生成因子和抗血管生成因子失衡以及代謝異常等[6]。此外，孕婦的遺傳多樣性、體內(nèi)脂質(zhì)代謝和氧化應(yīng)激異常也是導(dǎo)致PE的直接或間接因素[7]。隨著對(duì)PE病理機(jī)制的不斷研究，目前已使用乙酰水楊酸對(duì)高危婦女進(jìn)行預(yù)防，具有一定的臨床效果[8]。雖然如此，但在PE的治療方面仍缺乏理想的方案，故終止妊娠仍然是治療PE的唯一有效方法[9]。目前多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，胎盤功能異常和免疫系統(tǒng)功能紊亂在PE的發(fā)病機(jī)制中具有重要作用[10]。PE的發(fā)病過程基本分為兩個(gè)階段。第一階段，胎盤植入不充分，導(dǎo)致胎盤灌注減少、胎盤細(xì)胞凋亡增加和滋養(yǎng)細(xì)胞碎片過度脫落等。第二階段，這些成分與抗血管生成因子、可溶性血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(sFLT-1)一起被釋放到母體血循環(huán)中，引起全身性炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮功能障礙和器官衰竭等。

2 妊娠初期miRNAs的表達(dá)

miRNAs是由大約22個(gè)核苷酸組成的單鏈非編碼RNA分子。miRNAs雖不編碼蛋白質(zhì)，但卻參與調(diào)控基因的表達(dá)，miRNAs調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在許多生理病理過程中發(fā)揮重要作用，如細(xì)胞增殖與黏附、血管生成、免疫細(xì)胞發(fā)育等[11]。

在整個(gè)妊娠過程中miRNAs能夠通過控制mRNA的表達(dá)對(duì)機(jī)體進(jìn)行調(diào)控，從而為適應(yīng)胎兒的發(fā)育做好準(zhǔn)備。妊娠初期，胚胎植入體內(nèi)的過程也與miRNAs的調(diào)控有關(guān)[12]，胚胎植入后，滋養(yǎng)細(xì)胞系開始分化。CUMAN等[13]發(fā)現(xiàn)，在囊胚植入失敗后，miR-661和miR-372表達(dá)上調(diào)。相反，在囊胚植入成功后，miR-142-3p呈現(xiàn)過表達(dá)現(xiàn)象[14]。這些研究結(jié)果表明，miRNAs可能參與了宮外孕和流產(chǎn)的發(fā)病過程。盡管通過實(shí)驗(yàn)可獲得miRNAs的差異表達(dá)譜,但在臨床上的意義不大，主要原因可能是由于實(shí)驗(yàn)操作的差異、方法的差異、miRNAs陣列面板的差異以及樣本存儲(chǔ)的差異等[12]。

妊娠初期，子宮內(nèi)膜是胚胎能夠成功著床的關(guān)鍵因素。KRESOWIK等[15]發(fā)現(xiàn)miR-31在子宮內(nèi)膜分泌中期呈現(xiàn)過表達(dá)狀態(tài),可反向調(diào)控調(diào)節(jié)性T細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子FOXP3和穩(wěn)態(tài)趨化因子CXCL12。CXCL12是一種子宮自然殺傷(NK)細(xì)胞的化學(xué)引誘劑，其作用可能是在子宮分泌期提供一個(gè)合適的免疫耐受環(huán)境[12]。miRNAs在胎盤中高度表達(dá),致使胎盤在整個(gè)妊娠期發(fā)生巨大的生理變化[16]。雖然miRNAs在胎盤中的確切作用尚未確定，但胎盤釋放的miRNAs可進(jìn)入母體循環(huán)，故在母體血清、血漿和胎盤組織中均可檢出。胎盤miRNAs的表達(dá)與妊娠期高血壓密切相關(guān)[17]。研究表明患有PE的試驗(yàn)組與健康對(duì)照組在缺氧條件下培養(yǎng)的滋養(yǎng)細(xì)胞中miR-210表達(dá)均呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，尤其是在PE試驗(yàn)組中[18]。而且目前研究還發(fā)現(xiàn)，在缺氧條件下培養(yǎng)的滋養(yǎng)細(xì)胞中參與血管生成以及免疫細(xì)胞發(fā)育的miRNAs表達(dá)嚴(yán)重失調(diào)[19]。因此，在正常妊娠和病理性妊娠的進(jìn)程中miRNAs均發(fā)揮著一定的作用。

3 miRNAs在PE發(fā)病機(jī)制中的作用

2007年P(guān)INELES等[20]利用熒光實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)對(duì)正常和PE胎盤組織進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，PE胎盤組織中miR-182和miR-210的表達(dá)與正常組織相比具有明顯差異，推測(cè)PE的發(fā)病過程可能與miRNAs表達(dá)失衡有關(guān)。隨后研究發(fā)現(xiàn)，妊娠過程中miRNAs對(duì)胎盤的形成及子宮的炎癥反應(yīng)過程具有重要的調(diào)節(jié)作用[21]。

3.1 調(diào)節(jié)胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞功能

PE患者胎盤功能異常的主要特征為滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲能力不足，這是PE發(fā)病的主要根源。許多高水平表達(dá)的胎盤miRNAs是由來自父系遺傳的第19號(hào)染色體的C19MC簇編碼，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的人類最大的miRNAs基因簇，主要在胎盤組織中表達(dá)，由46個(gè)miRNAs組成。雖然其具體作用尚不清楚，但由于其高表達(dá)水平，推測(cè)其對(duì)維持正常胎盤功能具有重要作用[22]。

多項(xiàng)研究表明，miR-210在PE患者胎盤和血漿中均過表達(dá)[23]，miR-210被認(rèn)為是缺氧環(huán)境誘導(dǎo)的miRNAs,也是miRNAs研究熱點(diǎn)之一。PE患者胎盤的缺氧狀態(tài)導(dǎo)致氧化應(yīng)激，進(jìn)而導(dǎo)致胎盤組織中缺氧誘導(dǎo)因子1-α(HIF-1-α)上調(diào)，miR-210受HIF-1-α調(diào)節(jié)，進(jìn)一步誘導(dǎo)缺氧。除此之外，有研究發(fā)現(xiàn)miR-210可以通過抑制靶分子——受體酪氨酸激酶配體Ephrin A3(EFNA3)和Homeobox-19的表達(dá)可以抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的遷移以及侵襲。隨后，ANTON等[24]研究進(jìn)一步證實(shí)miR-210可抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲，推測(cè)其可作為PE診斷的一種新型血清生物標(biāo)記物，幫助識(shí)別和監(jiān)測(cè)高危孕婦。

激活素A受體ⅡA型(ACVR2A)基因也是受到miRNAs調(diào)控的基因之一。研究表明，miR-195可抑制ACVR2A，從而促進(jìn)滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲[25]。VASHUKOVA等[26]發(fā)現(xiàn),PE患者胎盤中miR-195表達(dá)水平降低導(dǎo)致ACVR2A水平的升高，從而抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲和導(dǎo)致螺旋動(dòng)脈重塑缺陷。還有研究發(fā)現(xiàn)，miR-299、miR-181a-5p和miR-134分別可與其相對(duì)應(yīng)的靶基因[27-29]，例如組氨酸去乙酰化酶2、胰島素樣生長(zhǎng)因子2、mRNA結(jié)合蛋白2(IGF2BP2)和整合素β相互作用來抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲和遷移。在妊娠早期階段，miR-218-5p的表達(dá)上調(diào)，誘導(dǎo)絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞(EVT)向血管內(nèi)型(enEVT)分化。BRKI等[30]發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比較，PE患者胎盤中的miR-218-5p表達(dá)明顯降低。GUO等[31]發(fā)現(xiàn)miR-133a-3p可通過BACH1/Nrf2/HO-1信號(hào)通路緩解氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡。另有研究顯示，在PE患者臍帶血中miR-133a-3p過表達(dá)與胎兒的血液循環(huán)集中度密切相關(guān)[32]。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)PE患者胎盤組織中miR-29b的表達(dá)與對(duì)照組比較明顯上調(diào)；而miR-29b能夠與髓系細(xì)胞白血病序列1、金屬蛋白酶2(MMP2)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGFA)和整合素β多個(gè)靶基因序列的3′-UTRs結(jié)合，直接誘導(dǎo)滋養(yǎng)細(xì)胞凋亡，抑制滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲和血管再生。miR-30a-3p[33]以及miR-4421[34]也同樣可對(duì)滋養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)行調(diào)控，對(duì)PE發(fā)病過程有不可忽視的調(diào)節(jié)作用。

PE引起的缺氧狀態(tài)與PE患者體內(nèi)一氧化氮合酶(eNOS)及NO濃度降低有關(guān)，而eNOS對(duì)于調(diào)節(jié)細(xì)胞通透性和維持內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)具有很重要的意義[35]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-222可誘導(dǎo)產(chǎn)生eNOS,但在PE患者的胎盤中發(fā)現(xiàn)miR-222表達(dá)水平下降[36]。miR-155能夠抑制促進(jìn)細(xì)胞增殖的細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)，可能對(duì)滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖和侵襲具有抑制作用。此外，研究發(fā)現(xiàn)miR-155能夠降低人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中內(nèi)皮型eNOS的合成，從而抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的侵襲[37]，這也可能是導(dǎo)致PE患者胎盤過度缺氧的原因。故推測(cè)miR-155是調(diào)節(jié)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞eNOS表達(dá)和內(nèi)皮依賴性血管舒張的重要因子，通過與eNOS mRNA的3′-UTR結(jié)合對(duì)eNOS產(chǎn)生抑制作用，故抑制miR-155表達(dá)可改善內(nèi)皮功能障礙[38]。

3.2 調(diào)節(jié)血管生成

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VGEF)是一種強(qiáng)有力的促血管生成因子，在血管生成特別是在內(nèi)皮細(xì)胞增殖、侵襲和遷移中發(fā)揮關(guān)鍵性作用[39]，具有提高血管通透性及促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖等重要的生物學(xué)功能。VGEF能夠促進(jìn)母體血管系統(tǒng)中NO和前列環(huán)素的產(chǎn)生[40]。研究表明，VEGF的正常表達(dá)是由多種miRNAs共同調(diào)控的，如PE患者miR-126下調(diào)能夠明顯降低VEGF的表達(dá)[41]；同時(shí)，miR-29b、miR-16和miR-155能夠抑制VEGFA的表達(dá)[42-43]，除抑制VEGFA表達(dá)外，miRNAs還可抑制滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲和管狀細(xì)胞的形成，從而參與胎盤血管生成的調(diào)節(jié)。據(jù)報(bào)道，Ephrin-B2(EFNB2)對(duì)于血管生成具有調(diào)節(jié)作用，而miR-126、miR-20a、miR-17和miR-20b作為EFNB2的miRNAs調(diào)節(jié)因子，在PE中表達(dá)與正常組具有明顯差異[41,44]，這些miRNAs可通過失活EFNB2間接調(diào)控VEGF的表達(dá)。此外，研究表明在小鼠體內(nèi)靶向敲除miR-126基因會(huì)使小鼠血管完整性和內(nèi)皮細(xì)胞功能缺陷而引起全身性水腫、出血和部分胚胎死亡。PE患者滋養(yǎng)細(xì)胞中過表達(dá)的miR-346或miR-582-3p能夠明顯降低VEGF的表達(dá)水平[45]。miR-195-5p表達(dá)上調(diào)往往會(huì)抑制VEGF的表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)sFLT-1的表達(dá)[46]。沉默miRNAs合成過程中的RNaseⅢ核酸內(nèi)切酶Dicer能夠降低lef-7f和miR-27b的表達(dá)，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞毛細(xì)血管萌發(fā)和小管形成活性顯著降低，提示miRNAs合成異常具有抑制血管生成的作用。

3.3 調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)功能

PE的發(fā)病可能與母體對(duì)胎兒抗原的排斥反應(yīng)增加有關(guān)。在正常的妊娠狀態(tài)下，胎兒作為半同種移植物并不會(huì)被母體免疫系統(tǒng)排斥。有學(xué)者認(rèn)為，滋養(yǎng)細(xì)胞抗原的低表達(dá)能夠減弱滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲活性，引發(fā)PE。對(duì)PE患者胎盤組織分析發(fā)現(xiàn)，miR-181a呈現(xiàn)異常的過表達(dá)狀態(tài)，miR-181a表達(dá)升高能夠上調(diào)臍帶和蛻膜組織間充質(zhì)干細(xì)胞中雙加氧酶、白細(xì)胞介素(IL)表達(dá)[47]。在PE發(fā)病過程中，異常高表達(dá)的miR-21能夠有效促進(jìn)Th17細(xì)胞激活，增加IL-21和IL-17分泌量，可能引起免疫系統(tǒng)功能異常。miR-21過表達(dá)的同時(shí)也會(huì)降低人類白細(xì)胞抗原、活性氧自由基穩(wěn)定性，降低人類白細(xì)胞抗原、活性氧自由基表達(dá)量[48]。通過轉(zhuǎn)染人工合成miR-141模擬序列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miR-141的增加使得滋養(yǎng)細(xì)胞分泌的胞外囊泡(EV)水平上升，用這些EV處理T細(xì)胞可減少T細(xì)胞的增殖。推測(cè)miR-141可能會(huì)在EV中釋放，通過EV從滋養(yǎng)層轉(zhuǎn)移到免疫細(xì)胞，起到細(xì)胞間的通訊作用[49]。這種細(xì)胞間通訊也可能有助于增加身體對(duì)病毒的抵抗力。通過研究患有PE大鼠胎盤組織發(fā)現(xiàn)，miR-148a/152可通過調(diào)節(jié)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1增加脂肪酸結(jié)合蛋白4(FABP4)的表達(dá)，甲基轉(zhuǎn)移酶1與PE中的異常脂質(zhì)代謝以及炎癥反應(yīng)有關(guān)[50]。在PE大鼠的胎盤中FABP4高表達(dá)可致滋養(yǎng)細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子IL-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)表達(dá)上調(diào)[50]。此外，PE中的異常的miRNAs也參與調(diào)節(jié)人白細(xì)胞抗原-G(HLA-G)的表達(dá)[51]。研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-155可促進(jìn)足細(xì)胞凋亡，促進(jìn)CD4 T細(xì)胞產(chǎn)生IL-17，同時(shí)降低足細(xì)胞內(nèi)Nephrin蛋白的表達(dá)[52]。

4 循環(huán)miRNAs與PE早期診斷的相關(guān)性

循環(huán)miRNAs是存在于體液中具有良好穩(wěn)定性的一類miRNAs。研究表明，循環(huán)外泌體miRNAs也有可能在PE的生理病理學(xué)中起重要作用。外泌體是一種EV，含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和miRNAs，可由不同的細(xì)胞分泌，包括紅細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和滋養(yǎng)細(xì)胞。EV從細(xì)胞分泌后，可調(diào)節(jié)鄰近細(xì)胞的活動(dòng)，或傳播到遠(yuǎn)端區(qū)域，傳遞獨(dú)特的信號(hào)，作為一種非激素的細(xì)胞間通信方式[53]。在妊娠期間，這種通信方式對(duì)母體和胎兒之間的信號(hào)傳遞非常重要[54]。當(dāng)患有某種疾病如PE時(shí)，循環(huán)外泌體miRNAs可能會(huì)從患者的組織細(xì)胞中分泌到體循環(huán)中，致使患者體循環(huán)中miRNAs的表達(dá)水平與正常人相比存在明顯差異，這可能是疾病的早期病理性變化，因此循環(huán)miRNAs可以作為這些疾病早期診斷的標(biāo)志物。

LI等[55]研究發(fā)現(xiàn)，PE和胎兒生長(zhǎng)受限(FGR)患者的血漿外泌體濃度比健康對(duì)照組高1.5倍；此外，還發(fā)現(xiàn)有7種miRNAs在PE患者的外泌體中存在差異表達(dá)，但只有1種在全血漿miRNAs分析中有顯著差異。研究結(jié)果顯示，368種miRNAs中有三分之二可在外泌體中表達(dá)；而在外泌體表達(dá)的miRNAs中，有8種在患有PE的女性和健康妊娠女性之間表達(dá)具有顯著的差異，其中有5種過表達(dá)(miR-134、miR-196b、miR-376c、miR-486-3p和miR-590-5p)，3種表達(dá)下調(diào)(miR-302c、miR-346和miR-618)[56]。miR-302c是發(fā)現(xiàn)于4號(hào)染色體上的miRNAs家族成員，靶向胚胎干細(xì)胞中表達(dá)的cyclin D1和AKT1。PE患者胎盤組織中AKT活性的喪失可顯著增加外周血中可溶性內(nèi)皮因子水平[56]。

除外泌體miRNAs外，血清和尿液中的miRNAs也可作為PE的診斷和早期篩查工具。如，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)PE患者血清和尿液中的miR-210和miR-155水平明顯升高[57]。同時(shí)也有研究證實(shí)，PE患者的胎盤組織和外周血液中miR-206水平也均明顯升高[58]；另外對(duì)妊娠15～18周以及足月妊娠的重度PE患者血漿中循環(huán)miRNAs分析發(fā)現(xiàn)，miR-18a、miR-19b1和miR-92a1表達(dá)呈下調(diào)趨勢(shì)。以上研究均表明，血液或尿液中的循環(huán)miRNAs由于具有很強(qiáng)的組織特異性，而且具有取樣操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，或許可以作為PE診斷的潛在生物標(biāo)志物。

5 總結(jié)

由于PE的致病機(jī)制復(fù)雜，目前發(fā)病原因尚不明確，故也缺乏一定的早期診斷方法，致使該病仍是目前造成孕產(chǎn)婦和胎兒死亡的主要原因，因此應(yīng)盡早實(shí)施對(duì)PE患者的早期篩查。通過對(duì)PE進(jìn)行早期篩查、及時(shí)治療可降低產(chǎn)婦和胎兒病死率。目前的研究已發(fā)現(xiàn)多種相關(guān)的生物標(biāo)志物，其中miRNAs可以在血清、血漿及尿液中穩(wěn)定存在，也許可以成為PE早期診斷最有潛力的標(biāo)志物。此外，提高對(duì)于與PE調(diào)控有關(guān)miRNAs的認(rèn)識(shí)，可有助于更快地找到潛在的PE治療靶點(diǎn)。如阿司匹林可以通過調(diào)節(jié)NF-kB依賴的miR-155/eNOS通路來抑制TNF-α誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙[59]；中藥川芎嗪可以抑制miR-16-5p調(diào)控從而上調(diào)IGF-2表達(dá)，阻礙PE進(jìn)程[60]。相信隨著PE發(fā)病機(jī)制研究的不斷進(jìn)展，能夠發(fā)現(xiàn)真正應(yīng)用于臨床的PE早期診斷標(biāo)志物，通過基因治療和良好的產(chǎn)前管理，可以使PE不再成為危害產(chǎn)婦和胎兒生命的危險(xiǎn)因素。