非編碼RNA與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)關(guān)系的研究進(jìn)展

袁慧慧 曹澤寧 肖揚(yáng) 葉騫

非編碼 RNA（non-coding RNA，ncRNA）是指不直接參與編碼蛋白質(zhì)的RNA，可以通過(guò)重塑染色體、轉(zhuǎn)錄基因等方式調(diào)控生理活動(dòng)，在生命起源和進(jìn)化等方面起到重要作用[1]。胚胎著床和發(fā)育作為人類生命起始，在生長(zhǎng)過(guò)程中有著舉足輕重的地位。然而，有許多胚胎在孕早中期發(fā)生自然流產(chǎn)，臨床表現(xiàn)為生化妊娠、空孕囊或胚胎發(fā)育停止。有些患者甚至發(fā)生多次的自然流產(chǎn)，被稱作復(fù)發(fā)性流產(chǎn)（recurrent spontaneous abortion，RSA），其發(fā)病率為 1%～5%[2]，給患者及其家庭帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和身心傷害。各國(guó)關(guān)于RSA的定義略有不同，英國(guó)皇家婦產(chǎn)科醫(yī)師協(xié)會(huì)定義RSA為與同一配偶連續(xù)發(fā)生3次或3次以上妊娠24周前的胎兒丟失，美國(guó)生殖醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)定義其為2次及以上的臨床妊娠丟失。我國(guó)既往定義RSA為與同一配偶發(fā)生3次及以上的妊娠28周前的胎兒丟失，但因2次和3次自然流產(chǎn)病因構(gòu)成比相似，大多數(shù)專家認(rèn)為應(yīng)該將連續(xù)發(fā)生2次或2次以上的自然流產(chǎn)定義為RSA。RSA病因復(fù)雜，包括遺傳因素、解剖因素、內(nèi)分泌因素、免疫因素等[3]。目前已有研究表明ncRNA與妊娠期糖尿病、子宮內(nèi)膜異位癥等疾病有關(guān)[4]，但涉及RSA的文獻(xiàn)較少，故本文就ncRNA參與RSA的機(jī)制作一綜述，為診斷和治療該疾病提供理論基礎(chǔ)。

1 ncRNA的生物學(xué)特點(diǎn)

真核生物中只有2%左右的基因會(huì)被轉(zhuǎn)錄翻譯成蛋白質(zhì)，其余大部分基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是ncRNA。ncRNA根據(jù)其形狀可分為線性RNA和環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）[5]，線性RNA根據(jù)其長(zhǎng)度又可分為長(zhǎng)鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）和短鏈RNA，后者包括微小 RNA（microRNA，miRNA）、核糖體RNA、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA等。

lncRNA是指長(zhǎng)度＞200個(gè)核苷酸的線性RNA，根據(jù)其所在基因組的位置可細(xì)分為基因間RNA（intergenic lncRNA）、正義 RNA（sense lncRNA）、反義 RNA（antisense lncRNA）和雙向 RNA（bidirectional lncRNA）[6]。lncRNA可以通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)或形成3級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)揮信號(hào)、支架和誘餌等功能[7]。

miRNA是指長(zhǎng)度為18～25個(gè)核苷酸的miRNA，作為一種廣泛存在于生物體內(nèi)的單鏈RNA，可調(diào)控人類約30%的基因。莖環(huán)結(jié)構(gòu)的初級(jí)miRNA被Drosha-DGCR8復(fù)合體剪切后成為長(zhǎng)約70 nt的前體miRNA[8]，由輸出蛋白5從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中[9]，隨后被Dicer剪切并解鏈成成熟的miRNA[9]。miRNA通過(guò)與沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）結(jié)合，形成miRNA核糖核蛋白復(fù)合體發(fā)揮作用；若其與靶蛋白3'非編碼區(qū)不完全配對(duì)，RISC抑制mRNA翻譯，沉默特定基因；若與靶基因完全匹配，則降解靶蛋白的表達(dá)[10]。

circRNA是一組缺乏5'末端帽子和3'末端尾巴的共價(jià)閉環(huán)。根據(jù)其成環(huán)機(jī)制，有3種類型：（1）內(nèi)含子環(huán)狀 RNA（circular intronic RNA，ciRNA）：內(nèi)含子獨(dú)立環(huán)化形成ciRNA，主要存在于細(xì)胞核中；（2）外顯子環(huán)狀RNA：通過(guò)以下2種機(jī)制成環(huán)：①外顯子兩側(cè)的內(nèi)含子通過(guò)堿基配對(duì)誘導(dǎo)環(huán)化；②前體RNA部分折疊導(dǎo)致外顯子跳躍（exon skipping）形成套索（intra-lariat），套索內(nèi)部通過(guò)拼接成環(huán)；（3）外顯子-內(nèi)含子環(huán)狀RNA：由外顯子和保留其中的內(nèi)含子環(huán)化形成[11]。由于其特殊的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，circRNA難以被核酸外切酶催化，且表達(dá)水平相較于同源線性RNA更高。circRNA可通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式與miRNA結(jié)合，削弱后者對(duì)靶基因的抑制作用，因此其被稱作“miRNA的分子海綿”[12]。同時(shí)，circRNA與RNA結(jié)合蛋白結(jié)合形成復(fù)合物，調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄[4]。

lncRNA、miRNA和circRNA在內(nèi)分泌、腫瘤、心血管等多種疾病發(fā)揮重要作用。同時(shí)，上述RNA也可以通過(guò)調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育、子宮內(nèi)膜容受性、滋養(yǎng)層細(xì)胞功能、血管生成和炎癥因子分泌等影響胚胎質(zhì)量、子宮內(nèi)膜功能及兩者相互作用，從而導(dǎo)致流產(chǎn)的發(fā)生。

2 lncRNA與RSA

2.1 lncRNA與胚胎干細(xì)胞 lncRNA是妊娠的重要調(diào)節(jié)因子[6]，具有調(diào)節(jié)胚胎干細(xì)胞的作用。Jain等[13]發(fā)現(xiàn)lncPRESS1作為一種受p53調(diào)控的lncRNA，可通過(guò)破壞沉默信息調(diào)節(jié)因子6活性來(lái)保護(hù)胚胎干細(xì)胞。同時(shí)，LncKdm2b可通過(guò)激活轉(zhuǎn)錄因子鋅指和BTB結(jié)構(gòu)域蛋白3的表達(dá)來(lái)促進(jìn)胚胎干細(xì)胞的自我更新和早期胚胎的發(fā)育[14]。此外，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)小干擾RNA沉默的小鼠胚胎干細(xì)胞予以相關(guān)的lncRNA可導(dǎo)致胚胎損傷甚至流產(chǎn)[15]。上述研究均說(shuō)明lncRNA是調(diào)控胚胎干細(xì)胞發(fā)育的重要因子，在胚胎植入前進(jìn)行l(wèi)ncRNA篩查可以降低移植失敗和流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 lncRNA與子宮內(nèi)膜容受性 lncRNA通過(guò)調(diào)節(jié)母體子宮內(nèi)膜容受性影響胚胎種植過(guò)程。子宮內(nèi)膜容受性是指子宮內(nèi)膜接受胚胎植入的能力。研究發(fā)現(xiàn)，與成功妊娠婦女相比，反復(fù)妊娠失敗患者的子宮內(nèi)膜中存在大量表達(dá)異常的lncRNA，包括132個(gè)lncRNA上調(diào)和65個(gè)下調(diào)[16]。其中，lncRNA H19通過(guò)與let-7結(jié)合下調(diào)整合素β3的表達(dá)，影響細(xì)胞和基底膜的結(jié)合，降低子宮內(nèi)膜容受性，從而導(dǎo)致胚胎丟失[17]。

2.3 lncRNA與滋養(yǎng)層細(xì)胞 當(dāng)胚泡植入子宮內(nèi)膜后，滋養(yǎng)層細(xì)胞迅速分化增殖侵襲，為胚胎和胎盤的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。研究人員在RSA患者的絨毛組織中發(fā)現(xiàn)了1 449個(gè)表達(dá)異常的lncRNA[18]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)lncRNA通過(guò)直接作用于lncRNA漿細(xì)胞瘤變異易位基因1啟動(dòng)子調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄，降低滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲能力[19]。Wang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，RSA患者lncRNA核富集轉(zhuǎn)錄體1和人肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis associated in lung denocarcinoma transcript 1，MALAT1）水平相對(duì)于正常婦女均顯著降低，并且敲除MALAT1基因可導(dǎo)致滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖、遷移、侵襲能力下降和凋亡。說(shuō)明lncRNA可通過(guò)調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細(xì)胞功能影響胎盤形成，誘導(dǎo)流產(chǎn)的發(fā)生。

2.4 lncRNA與免疫 與成功妊娠婦女相比，自然流產(chǎn)患者體內(nèi)感染和免疫相關(guān)的lncRNA表達(dá)顯著增加[21]。Huang等[22]研究發(fā)現(xiàn)不明原因RSA患者絨毛中l(wèi)nc-SLC4A1-1高表達(dá)，并且可通過(guò)NF-κB/CXC趨化因子配體8軸激活免疫反應(yīng)。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)lncRNA與TNF信號(hào)通路、toll樣4受體信號(hào)通路相關(guān)[23]。

3 miRNA與RSA

3.1 miRNA與滋養(yǎng)層細(xì)胞 眾所周知，滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖和凋亡處于一種動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。如果這種狀態(tài)失衡，就會(huì)影響胎盤功能，引起胚胎發(fā)育異常甚至流產(chǎn)。與成功妊娠婦女相比，RSA患者蛻膜和外周血中miR-184表達(dá)增強(qiáng)，且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-184可通過(guò)野生型p53誘導(dǎo)基因1上調(diào)Fas表達(dá)誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細(xì)胞凋亡[24]。研究發(fā)現(xiàn)miR-365和miR-520能分別通過(guò)血清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶1[25]和多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1[26]，引起滋養(yǎng)層細(xì)胞周期停滯導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，從而參與RSA的發(fā)生。

3.2 miRNA與胎盤 胎盤是胚胎與母體交換物質(zhì)的重要器官，胎盤植入和血管發(fā)育是胚胎生過(guò)程中重要的環(huán)節(jié)，滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲活性下降和血管發(fā)育異常容易引起胚胎停育。Ding等[27]發(fā)現(xiàn)RSA患者體內(nèi)miR-27a-3p顯著增加，促使泛素特異性蛋白酶25表達(dá)減少，下調(diào)了滋養(yǎng)層細(xì)胞的遷移和侵襲能力。亦有研究證實(shí)RSA患者miR-93表達(dá)顯著升高，不僅可促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞凋亡，也能影響其侵襲活性[28]。同時(shí)，有研究者發(fā)現(xiàn)RSA患者體內(nèi)lncRNA與miR-375、miR-205、miR-15和miR-383相互作用調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和侵襲，并可影響母胎界面血管的形成[29]。RSA患者絨毛和蛻膜組織中miR-16表達(dá)增高，且體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)miR-16可通過(guò)下調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)來(lái)抑制胎盤血管的生成和發(fā)育，參與RSA[30]。上述研究均說(shuō)明RSA不但受多種ncRNA調(diào)控，且這些ncRNA彼此相互影響作用于滋養(yǎng)細(xì)胞功能和血管生長(zhǎng)發(fā)育等環(huán)節(jié)。

4 circRNA與RSA

4.1 circRNA與子宮內(nèi)膜容受性 Zhang等[31]通過(guò)微陣列技術(shù)發(fā)現(xiàn)早期妊娠小鼠子宮內(nèi)膜中未種植位點(diǎn)與植入位點(diǎn)相比，75個(gè)circRNA下調(diào)，101個(gè)上調(diào)。研究人員對(duì)反復(fù)妊娠失敗婦女進(jìn)行子宮內(nèi)膜活檢也發(fā)現(xiàn)有856個(gè)circRNA表達(dá)異常[32]，說(shuō)明circRNA與妊娠失敗存在一定聯(lián)系。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)circ8073可作為miR-181a的分子海綿增加凋亡抑制因子的表達(dá)，促進(jìn)子宮內(nèi)膜增生，改善容受性，誘導(dǎo)胚胎著床[33]，說(shuō)明不同的circRNA對(duì)于子宮內(nèi)膜容受性的影響不同。目前關(guān)于circRNA和子宮內(nèi)膜容受性的研究大多聚焦在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上，RSA患者體內(nèi)這兩者的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究。

4.2 circRNA與滋養(yǎng)層細(xì)胞 研究人員發(fā)現(xiàn)，相比于正常婦女，早期反復(fù)妊娠失敗婦女蛻膜中有123個(gè)異常表達(dá)的circRNA，包括78個(gè)表達(dá)過(guò)高的circRNA和45個(gè)表達(dá)過(guò)低的circRNA[34]，說(shuō)明circRNA與妊娠失敗有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)circ-ZUFSP通過(guò)miR-203調(diào)控STOX1表達(dá)調(diào)控滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲活性[35]。且circRNAhsa_circ_0088227通過(guò)miR-384/信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3信號(hào)通路不但能抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖還能影響其侵襲活性[36]。

4.3 circRNA與炎癥 研究發(fā)現(xiàn)circRNA可以通過(guò)促進(jìn)炎癥的發(fā)生介導(dǎo)流產(chǎn)，如Zhu等[37]發(fā)現(xiàn)RSA患者胎盤中circPUM1降低，并其可通過(guò)miR-30a-5p/JUNB促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)凋亡及TNF-α、IL-6和IL-8等促炎因子的分泌。但目前關(guān)于circRNA和炎癥在RSA中的研究較少，其具體機(jī)制仍有待進(jìn)一步探討。

5 小結(jié)及展望

綜上所述，ncRNA主要通過(guò)調(diào)控胚胎發(fā)育、子宮內(nèi)膜容受性、滋養(yǎng)層細(xì)胞功能、誘導(dǎo)炎癥和胎盤血管發(fā)育等參與流產(chǎn)，這為臨床診治RSA提供了新方向。研究發(fā)現(xiàn)，血漿中miRNA-23a-3p、miRNA-27a-3p、miRNA-29a-3p、miRNA-100-5p、miRNA-127-3p 和miRNA-486-5p這6種RSA患者體內(nèi)表達(dá)異常的miRNA聯(lián)合檢測(cè)對(duì)診斷RSA的靈敏度為100%，特異度為83.3%；血清中這幾類miRNA聯(lián)合檢測(cè)診斷RSA的靈敏度為78.3%，特異度為93.1%[38]。這提示miRNA可以作為預(yù)測(cè)反復(fù)流產(chǎn)的生物標(biāo)志物。不過(guò)臨床中采集的ncRNA樣本僅代表當(dāng)時(shí)的狀態(tài)[39]，故持續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)必不可少。且因其研究大多處于體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，以ncRNA為基礎(chǔ)的治療安全性和有效性未知，仍有待進(jìn)一步研究。