miRNA在原發(fā)性腎小球疾病診斷及治療中應(yīng)用的研究進(jìn)展①

于 瑤 劉建華 吳麗娜 （中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院，沈陽 110004）

原發(fā)性腎小球疾病已經(jīng)成為重要的公共衛(wèi)生問題，根據(jù)病理類型不同，臨床常見的原發(fā)性腎小球疾病有IgA腎病、特發(fā)性膜性腎病、微小病變性腎病等，病情發(fā)展到后期都會發(fā)生腎臟纖維化，若未能及時干預(yù)，最終將發(fā)展為終末期腎?。╡nd-stage renal disease，ESRD），只能采取透析或腎臟移植治療，給患者本人、家庭及社會帶來巨大負(fù)擔(dān)。

微小RNA（microRNA，miRNA）是目前研究最廣泛的一種非編碼RNA（noncoding RNA，ncRNA），miRNA與長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA， lncRNA）、環(huán)狀RNA等ncRNA共同作用調(diào)控各水平基因表達(dá)，參與器官發(fā)育、疾病發(fā)生等機(jī)體的生理和病理過程。本文將對miRNA在原發(fā)性腎小球疾病中的作用進(jìn)行綜述。

1 miRNA概述

miRNA是一類由內(nèi)源基因編碼的，長約19～ 25個核苷酸的單鏈RNA分子。原始miRNA在核中經(jīng)RNA聚合酶Ⅱ與Drosha加工為pre-miRNA，經(jīng)Exportin-5轉(zhuǎn)運，在細(xì)胞質(zhì)中被RNaseⅢ家族成員Dicer裂解，變成長約22 nt的雙鏈體miRNA，與 Argonaute（Ago）蛋白結(jié)合到RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RNA-induced silencing complex，RISC）中，由于雙鏈體兩條鏈頂端熱力學(xué)穩(wěn)定性不同，最終僅一條鏈作為成熟miRNA保留下來［1-2］。miRNA通過抑制翻譯并加速靶標(biāo)mRNAs的降解以沉默基因表達(dá)，起到轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)作用［3］。一個miRNA可以有多個靶基因，也存在多個miRNAs擁有相同的靶基因，交織成 一個復(fù)雜的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。NAKAGAWA等［4］和RUDNICKI等［5］利用微陣列技術(shù)對腎臟組織標(biāo)本進(jìn)行了miRNA和mRNA表達(dá)譜分析，共鑒定出55種差異表達(dá)的miRNAs，其中miR-30d、miR-532-3p、miR-140-3p、miR-190、miR-206與腎臟功能進(jìn)行性降低有關(guān)，表達(dá)下調(diào)的miRNAs對應(yīng)的靶mRNA參與炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。細(xì)胞外miRNA通過囊泡、外泌體或與Ago2載體結(jié)合等形式存在并發(fā)揮作用，具有較高的穩(wěn)定性，具備作為生物標(biāo)志物的潛力［6-8］。

2 miRNA與原發(fā)性腎小球疾病

2.1 生物標(biāo)志物作用 近年來研究人員應(yīng)用高通量手段揭示了健康人和原發(fā)性腎小球疾病患者間、不同類型原發(fā)性腎小球疾病患者間miRNA表達(dá)譜的差異，再從中挑選出具有代表性的miRNA作為生物標(biāo)志物以輔助臨床診斷、反映疾病分期、評估病情活動或緩解、預(yù)測治療反應(yīng)等［9-10］。如miR-204、miR-152-5p、let-7b和miR-148b在IgA腎病中特異表達(dá)，可作為IgA腎病的診斷標(biāo)志物，miR-30a-5p水平可反映IgA腎病的治療效果［11-14］。miR-30a-5p、miR-490、miR-17、miR-451和miR-106a能夠作為局灶節(jié)段性腎小球硬化（FSGS）的診斷標(biāo)志物，同時也能反映疾病是否處于活動期［14］。尿液中miR-10a、miR-30d、miR-3613-3p和miR-4668-5p含量可提示腎臟損傷的嚴(yán)重程度［15-16］。相較于腎臟組織標(biāo)本，體液標(biāo)本在臨床上獲取方便，因此體液miRNA作為生物標(biāo)志物輔助診斷、監(jiān)測病情和預(yù)后有更大的應(yīng)用空間。

2.2 參與腎臟纖維化 幾乎所有的原發(fā)性腎小球疾病進(jìn)展到后期都會發(fā)生腎臟纖維化，發(fā)生固有細(xì)胞損傷和丟失、炎癥細(xì)胞浸潤、成纖維細(xì)胞活化增殖、細(xì)胞外基質(zhì)堆積、腎小管萎縮塌陷等改變。miRNA作用于各種信號通路促進(jìn)或抑制纖維化進(jìn)展，如TGF-β相關(guān)的TGF-β/Smads經(jīng)典信號通路［17］。LIAO等［18］研究表明，miR-140-5p直接靶向轉(zhuǎn)化生長因子β受體1（TGFBR1）抑制TGF-β1/Smad信號通路發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。miR-21作用于PTEN/Akt通路，miR-206作用于JAK/STAT通路，miR-199a-3p作用于p53/SOCS7/STAT3通路等均在一定程度上改變了腎臟纖維化進(jìn)程［19-21］。除此之外miR-382下調(diào)熱休克蛋白60，降低腎組織抗氧化能力，促進(jìn)腎小管間質(zhì)纖維化［22］。miR-4709-3p和靶標(biāo)CALM3影響細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平參與纖維化［23］。miR-21-5p、miR-199a-5p、miR-150-5p和miR-214-3p的表達(dá)與IgA腎病腎臟纖維化相關(guān)，外泌體miR-200b含量隨纖維化進(jìn)展而降低，可用miRNA水平表示腎臟纖維化程度［24-26］。促進(jìn)或抑制相關(guān)miRNAs表達(dá)也為未來延緩甚至逆轉(zhuǎn)纖維化進(jìn)程提供可能。

2.3 在治療中的應(yīng)用 目前原發(fā)性腎小球疾病的治療主要為應(yīng)用血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑等的保守治療和免疫抑制治療。免疫抑制劑又分為類固醇激素類、烷化劑類如環(huán)磷酰胺、鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑類如他克莫司和環(huán)孢素A，以及B淋巴細(xì)胞表面抗原CD20的單克隆抗體——利妥昔單抗等。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶是T細(xì)胞活化的關(guān)鍵酶，鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑能夠阻斷鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的信號傳導(dǎo)途徑及促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生，起到保護(hù)足細(xì)胞的作用。研究表明TGF-β通過Smad信號通路下調(diào)miR-30，miR-30s靶向鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶蛋白PPP3R1阻止鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的活化，維持足細(xì)胞骨架完整。利用miR-582-5p與PPP3R1基因單核苷酸多態(tài)性不同等位基因的親和力差異改變PPP3R1表達(dá)，可增強(qiáng)他克莫司和環(huán)孢素A對足細(xì)胞的保護(hù)作用［27-28］。研究者也在尋找新型治療方法，比如在體外實驗中使用腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子下調(diào)miR-134表達(dá)，增強(qiáng)miR-132信號傳導(dǎo)能促進(jìn)LIM域激酶1（Limk1）的翻譯和磷酸化，促進(jìn)足細(xì)胞骨架合成，修復(fù)損傷的足細(xì)胞［29］。雖然將miRNA用于治療的研究還處于初級階段，但可為臨床治療原發(fā)性腎小球疾病提供新思路。

3 miRNA在不同腎小球疾病中的作用

3.1 miRNA與膜性腎病 膜性腎病好發(fā)于成年人，是一種自身免疫性腎病，表現(xiàn)為腎小球上皮下免疫復(fù)合物沉積，磷脂酶A2受體（phospholipase A2 receptor，PLA2R）、1型 血 小 板 反 應(yīng) 蛋 白7A域（THSD7A）等足細(xì)胞抗原對膜性腎病的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮重要作用［30-31］。miRNA通過多種途徑參與IMN，例如：①細(xì)胞損傷。miR-193a抑制下游WT1和PODXL兩種蛋白表達(dá)破壞足細(xì)胞穩(wěn)定性，造成足細(xì)胞損傷［32］。IMN患者尿液中miR-193a表達(dá)上調(diào)，WT1和PODXL表達(dá)下調(diào)，聯(lián)合檢測尿液標(biāo)本三者的含量可用來評估IMN的發(fā)病和預(yù)后［33］。miR-378a-3p靶向腎小球基底膜基質(zhì)成分腎連蛋白（nephronectin，NPNT），通過與整合素α8β1結(jié)合導(dǎo)致足細(xì)胞形態(tài)改變，細(xì)胞骨架重排，細(xì)胞凋亡［34］。miR-193-3p靶向RAS癌基因家族成員RAB1A與細(xì)胞自噬相關(guān)［35］。血漿miR-217顯著下調(diào)，靶向腫瘤壞死因子超家族成員11（TNFSF11）導(dǎo)致細(xì)胞凋亡［36］。細(xì)胞損傷導(dǎo)致濾過屏障被破壞，腎小球硬化。②細(xì)胞周期停滯。miR-195-5p靶向磷酸酶PP2C家族成員PPMIA，PPMIA對M1型單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化和TGF-β1/SMAD3通路介導(dǎo)的腎纖維化均有負(fù)調(diào)控作用［37-38］。miR-328-5p調(diào)節(jié)BRSK1表達(dá)可能 通 過PI3K/Akt通路影響細(xì)胞周期，let-7a-5p、let-7c-5p、miR-107、miR423-5p靶向細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A（CDKN1A）和原癌基因MYC導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯，細(xì)胞周期G2/M停滯會使腎病發(fā)生慢性化和纖維化［39-41］。③炎癥反應(yīng)。let-7a-5p、let-7c-5p、miR-107靶向IL-6調(diào)控炎癥反應(yīng)影響IMN發(fā)病。miR-217受X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄物（lncRNA XIST）負(fù)向調(diào)控，使miR-217的靶標(biāo)Toll樣受體4（TLR4）表達(dá)增加，促進(jìn)足細(xì)胞凋亡，通過抑制XIST減輕對miR-217的抑制作用可延緩膜性腎病進(jìn)展［42］。

3.2 miRNA與IgA腎病 IgA腎病是最常見的腎小球疾病，腎小球系膜區(qū)存在以IgA為主的沉積物，也被認(rèn)為是一種自身免疫性疾病。已知的發(fā)病機(jī)制中較為核心的是與IgA1異常糖基化相關(guān)的免疫損傷機(jī)制，半乳糖缺陷IgA1（galactose-deficient IgA1，Gd-IgA1）作為自身抗原被抗體識別，引起一系列免疫反應(yīng)，包括關(guān)鍵酶β-1，3-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶（β-1， 3-galactosyltransferase 1，C1GALT1）、半乳糖基轉(zhuǎn)移酶伴侶蛋白（Cosmc）、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞等成分［43-45］。miRNA參與調(diào)控IgA1異常糖基化，如在IgA腎病患者外周血單核細(xì)胞（PBMC）中miR-98-5p上調(diào)，可能靶向趨化因子3（CCL3），提高IL-6水平，降低C1GALT1表達(dá)，miR-148b過表達(dá)直接靶向C1GALT1下調(diào)［46］。miR-133a和miR-133b靶向影響調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells，Treg）發(fā)育和功能的重要調(diào)控因子FOXP3，抑制Treg分化。miR-21上調(diào)誘導(dǎo)輔助性T細(xì)胞17（Th17）極化，miR-155下調(diào)導(dǎo)致Th2、Th17增加，Th1、Treg減少，T細(xì)胞亞群的這種變化會抑制Cosmc表達(dá)，影響IgA1糖基化［47］。類似可上調(diào)Gd-IgA1的miRNAs還有miR-320、miR-374b等［48-49］。miRNA還通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)參與IgA腎病的發(fā)生發(fā)展，如miR-29b-3p調(diào)控周期蛋白依賴性激酶6表達(dá)，影響核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）活化，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)IgA腎病發(fā)生［50］。miR-200bc/429簇調(diào)控腫瘤壞死因子樣細(xì)胞凋亡弱誘導(dǎo)劑及其受體成纖維細(xì)胞生長誘導(dǎo)因子14系統(tǒng)，miR-233靶向炎癥小體NLRP3均可抑制下游炎癥因子釋放，減輕IgA腎病患者的炎癥反應(yīng)，具有特異性治療IgA腎病的潛力［51-52］。

3.3 miRNA與局灶節(jié)段性腎小球硬化 FSGS主要由足細(xì)胞損傷引起，是最容易發(fā)展為ESRD的腎小球病變類型。miR-206和miR-193a抑制Wilms'腫瘤基因（WT1），影響足細(xì)胞穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)劑足萼糖蛋白、NPHS1基因等表達(dá)，引發(fā)級聯(lián)反應(yīng)造成足細(xì)胞損傷［32，53］。miR-135a/b通 過 抑 制 糖 原 合 酶 激 酶3β（GSK3β）表達(dá)來激活Wnt/β-catenin信號傳導(dǎo)，破壞足細(xì)胞骨架，誘導(dǎo)足細(xì)胞功能障礙［54］。在小鼠試驗中蛋白激酶P38和轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白β（C/EBPβ）刺激上調(diào)lnc-RNA LOC105374325，使miR-34c和miR-196a/b下調(diào)，上調(diào)BCL-2相關(guān)X蛋白（Bax）和Bcl-2同源拮抗/殺傷蛋白（Bak）水平，引起足細(xì)胞變性損傷，導(dǎo)致FSGS發(fā)生。激活補(bǔ)體片段C3a/p38/XBP-1s途徑可誘導(dǎo)腎小管細(xì)胞中l(wèi)ncRNA LOC105375913表達(dá)，降低miR-27b含量，增加FSGS患者腎小管細(xì)胞中鋅指轉(zhuǎn)錄因子水平，誘導(dǎo)腎小管間質(zhì)纖維化［55］。更多的是生物標(biāo)志物相關(guān)研究，例如miR-186水平與FSGS患者蛋白尿程度相關(guān)，miR-125b和miR-186能反映類固醇激素對FSGS的治療效果，尿液miR-196a含量可提示FSGS預(yù)后等［56-57］。

3.4 miRNA與微小病變腎病 微小病變腎?。╩inimal change disease，MCD）是兒童原發(fā)性腎病綜合征最常見的病理類型，光鏡下無特殊改變，電鏡下僅見足細(xì)胞足突消失，多為排除診斷，通常應(yīng)用類固醇激素治療有效［58］。miRNA在MCD中的應(yīng)用主要是通過表達(dá)譜的差異與其他類型腎病鑒別，如與FSGS相比MCD患者血漿miR-30b/c、miR34b/c、miR-342及尿液miR-1225-5p明顯上調(diào)，而血清miR-192和miR-205表達(dá)下調(diào)［10，59］。miR-499可降低小鼠足細(xì)胞的鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶信號活性，減輕足細(xì)胞損傷，改善MCD相關(guān)癥狀，具有治療MCD的潛力［60］。

4 結(jié)語

目前確診各類腎小球疾病的“金標(biāo)準(zhǔn)”仍然是腎臟穿刺活檢，但在臨床應(yīng)用中存在創(chuàng)傷較大、耗時較長、取材局限容易漏診（尤其對于FSGS）、復(fù)查可能性低等弊端，需尋找操作簡便，同時靈敏度高、特異性強(qiáng)的體液標(biāo)志物來提高診療效率，miRNA的應(yīng)用為臨床帶來了更多可能。部分miRNAs可作為輔助診斷腎臟疾病的標(biāo)志物，且能反映疾病的嚴(yán)重程度。但現(xiàn)階段關(guān)于miRNA在原發(fā)性腎小球疾病治療領(lǐng)域的研究相對較少，這與腎小球疾病多應(yīng)用激素、免疫抑制劑等非特異性治療方法有關(guān)。此外，由于目前技術(shù)水平的局限，miRNA存在特異性不強(qiáng)等缺點，限制了其臨床應(yīng)用，希望隨著后續(xù)研究的深入和新技術(shù)的開發(fā)，miRNA能夠為原發(fā)性腎小球疾病的診療帶來新的突破。