妊娠期糖尿病中相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNAs 的研究

高曉梅，趙 蓉，李慧珍，廖 靖，李玉婷，周玉吉，黃金智

（1.廣東醫(yī)科大學(xué)研究生院，廣東 湛江 524001；2.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科，廣東 湛江 524001）

妊娠期糖尿?。╣estational diabetes mellitus，GDM）是指在妊娠前未診斷出患有糖尿病，但在妊娠中、末期出現(xiàn)血糖水平較高的疾病[1]。GDM 是一種常見的妊娠代謝紊亂。有研究發(fā)現(xiàn)[2]，GDM 的患病率約為妊娠女性的7%。GDM 可同時(shí)對(duì)母體和胎兒產(chǎn)生較嚴(yán)重危害，母體血糖升高可致孕婦流產(chǎn)、早產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)升高；母體血糖升高使胎兒血糖也相應(yīng)升高，胎兒體內(nèi)胰島素反應(yīng)性分泌增加，導(dǎo)致娩出巨大兒、畸形兒的風(fēng)險(xiǎn)增加，同時(shí)容易誘發(fā)陰道撕裂、肩難產(chǎn)和胎兒窒息等不良妊娠結(jié)局。另有研究表明[3，4]，GDM的孕婦產(chǎn)后罹患2 型糖尿病和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加，預(yù)計(jì)20%～50%患GDM 的女性在10～20 年內(nèi)就會(huì)患上2 型糖尿病，而其后代患遠(yuǎn)期代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)比健康女性的后代增加了2～8 倍。GDM 是一種多因素所致的疾病，目前其常見的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有肥胖、胰島素抵抗、炎癥等，但發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。因此，GDM 的早期診療意義重大，而明確GDM 可能存在的發(fā)病分子標(biāo)記物和發(fā)病機(jī)制已迫在眉睫。長(zhǎng)鏈非編碼RNAs（long-non-coding RNAs，lncRNAs）是長(zhǎng)度超過200 個(gè)核苷酸的一類非編碼RNA。根據(jù)與附近具有編碼蛋白能力基因的位置可將其分為基因間LncRNAs，反義LncRNAs，雙向LncRNAs，內(nèi)含子LncRNAs 以及增強(qiáng)子LncRNAs[5]。LncRNAs 幾乎在人體所有組織中廣泛表達(dá)。lncRNAs 不直接編碼蛋白質(zhì)，但在DNA 合成、基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后修飾等生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用[6-8]。目前一些研究已證實(shí)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病、消化系統(tǒng)疾病等多種疾病均與lncRNAs 的異常表達(dá)有關(guān)。為此，本文概述了lncRNAs 的生物學(xué)特征，綜述了lncRNAs 在GDM 中的研究進(jìn)展及分子調(diào)控機(jī)制，旨在為lncRNAs 作為GDM 發(fā)病的生物標(biāo)志物及治療的分子靶點(diǎn)的研究提供參考。

1 LncRNAs 在GDM 中的差異表達(dá)

Morán I 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNAs 在人類胰島中有上千余種表達(dá)，其中55%為特異性表達(dá)，并參與調(diào)節(jié)胰島β 細(xì)胞發(fā)育和功能。在GDM 小鼠胎盤組織中，Huang C 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，82%的lncRNAs 表達(dá)上調(diào)，這為lncRNAs 在GDM 孕婦的研究中提供了理論支持。與此同時(shí)，在人類胎盤中發(fā)現(xiàn)了許多具有調(diào)節(jié)作用的lncRNAs[11，12]。許多胎盤的lncRNA 通過調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞分化、增殖與遷移參與了GDM 的發(fā)病[13]，并且在GDM 患者臍血中也發(fā)現(xiàn)了較多差異表達(dá)的lncRNA。Tang L 等[14]將GDM 患者和健康對(duì)照的胎盤樣本進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)86 個(gè)lncRNA 上調(diào)，86 個(gè)lncRNA 下調(diào)，提示lncRNA 在GDM 中呈現(xiàn)不同的表達(dá)模式和潛在的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，Cao M 等[15]利用微陣列技術(shù)發(fā)現(xiàn)，84 個(gè)mRNAs和256 個(gè)lncRNAs 在GDM 患者臍血外顯體中的差異表達(dá)，且差異表達(dá)的mRNAs 與胰高血糖素信號(hào)通路（GDM 相關(guān)的重要途徑）有關(guān)。以上研究說明了LncRNAs 在GDM 中的差異表達(dá)的更多可能性，也為以后其在GDM 中的研究提供更多新思路。

2 GDM 相關(guān)的失調(diào)lncRNAs 分型

2.1 lncRNA MALAT1 lncRNA MALAT1 是定位在11q13.1 染色體上的位點(diǎn)，其在哺乳動(dòng)物體內(nèi)具有高度保守性，參與調(diào)控生物進(jìn)化過程[16]。lncRNA MALAT1 在糖尿病一系列并發(fā)癥的發(fā)病過程中扮演重要角色，如lncRNA MALAT1 可以通過促進(jìn)葡萄糖誘導(dǎo)的炎癥介質(zhì)影響內(nèi)皮穩(wěn)定性，從而可能參與糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變和糖尿病性心肌病等病變的形成[17-20]，通過干預(yù)lncRNA MALAT1 的表達(dá)可能改善糖尿病并發(fā)癥的發(fā)病情況，從而進(jìn)一步改善糖尿病患者的生存率。妊娠期糖尿病是特定時(shí)期的一種糖尿病類型。Zhang Y 等[21]研究揭示，妊娠期糖尿病患者胎盤組織中l(wèi)ncRNA MALAT1 的表達(dá)明顯高于正常孕婦，而通過siRNA 的干預(yù)可以下調(diào)lncRNA MALAT1 的表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)其可能通過調(diào)節(jié)TGF-β/NF-κB 信號(hào)通路來抑制炎癥發(fā)生和GDM 胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移過程。此外，在GDM婦女的血清中也發(fā)現(xiàn)LncRNA MALAT1 表達(dá)上調(diào)，而且其與LncRNA P21 和LncRNA H19 的表達(dá)呈正相關(guān)[22]，這也提示LncRNA P21 和LncRNA H19 的表達(dá)上調(diào)對(duì)于GDM 的發(fā)病可能也有潛在的影響。然而李麗等[23]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA MALAT1 在GDM孕婦血清中的表達(dá)下調(diào)，而且lncRNA MALAT1 表達(dá)下調(diào)的孕婦較易發(fā)生巨大兒、新生兒低血糖等不良妊娠結(jié)局，顯然，在涉及LncRNA MALAT1 在GDM 孕婦血清中的相對(duì)表達(dá)量方面存在爭(zhēng)議，該爭(zhēng)議是否與GDM 患者血糖升高的嚴(yán)重程度有關(guān)，目前尚不明確，亟需進(jìn)一步探索。

2.2 lncRNA MEG3 lncRNA MEG3 是定位于人類染色體14q.32.2 上的位點(diǎn)[24]，在很多人的卵巢、胰腺、腎上腺等[25]正常組織中均表達(dá)?，F(xiàn)有的一些研究提示LncRNA MEG3 與糖尿病的發(fā)病有關(guān)，如LncRNA MEG3 通過作為miR-214 的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA 調(diào)控轉(zhuǎn)錄激活子4 的表達(dá)，促進(jìn)肝臟胰島素抵抗，同時(shí)它還可以通過激活叉頭框蛋白1，增加葡萄糖6 磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的表達(dá)，促進(jìn)糖異生，減少糖原合成，進(jìn)而誘發(fā)糖尿病[26，27]。而在妊娠期糖尿病發(fā)病的相關(guān)研究中，Ye HH 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，GDM 患者的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中l(wèi)ncRNA MEG3 過表達(dá)，這可能導(dǎo)致miR-370-3p 下調(diào)，AFF1 上調(diào)，進(jìn)而通過抑制PI3K/AKT 通路影響GDM 的進(jìn)程，為通過下調(diào)lncRNA MEG3 的表達(dá)延緩GDM 的進(jìn)程提供了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在GDM 孕婦血液及胎盤絨毛組織中也發(fā)現(xiàn)lncRNA MEG3 水平較正常孕婦明顯上調(diào)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)上調(diào)LncRNA MEG3 可抑制胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞的活力、遷移和侵襲，從而介導(dǎo)細(xì)胞凋亡，下調(diào)LncRNA MEG3 的表達(dá)則表現(xiàn)出相反的作用[29]。以上結(jié)果提示lncRNA MEG3 可能成為GDM 的一種新的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

2.3 lncRNA H19 lncRNA H19 是定位于人染色體11p15.5 上的位點(diǎn)，是最早被鑒定的印跡基因之一，被報(bào)道與胰島素的抵抗密切相關(guān)[27]。Gao Y 等[30]研究表明lncRNA H19 在2 型糖尿病患者和胰島素抵抗的嚙齒類動(dòng)物的肌肉中表達(dá)下調(diào)，敲除lncRNA H19 可損害肌細(xì)胞胰島素信號(hào)通路和葡萄糖攝取，從而導(dǎo)致血糖升高誘發(fā)糖尿病。此外，lncRNA H19是第一個(gè)被報(bào)道與GDM 相關(guān)的lncRNA，它主要通過改變胰島細(xì)胞的細(xì)胞功能影響胰島素分泌，從而參與GDM 的發(fā)病過程[31]。Su R 等[32]研究表明，lncRNA H19 參與了宮內(nèi)高血糖臍帶血DNA 甲基化的改變，這種改變?cè)谡{(diào)節(jié)與胰島素樣生長(zhǎng)因子2相關(guān)的基因中具有功能性作用，這也為lncRNA H19 和GDM 的甲基化之間的強(qiáng)相關(guān)性提供了證據(jù)，為GDM 的研究提供新的理論支持。

2.4 lncRNA MEG8 lncRNA MEG8 基因是定位于人14 號(hào)染色體和鼠12 號(hào)染色體上的位點(diǎn)，是最早在小鼠中發(fā)現(xiàn)的印記基因[33]。lncRNA MEG8 可能與糖尿病腎病的發(fā)病及進(jìn)展有關(guān)。Zhang J 等[34]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA MEG8 在糖尿病腎病中表達(dá)上調(diào)，其可能通過甲基化上調(diào)miR-770-5p 誘導(dǎo)糖誘導(dǎo)足細(xì)胞凋亡加劇糖尿病腎病的進(jìn)展，這為糖尿病腎病的治療提供了潛在的靶點(diǎn)。此外，Zhang W 等[35]研究發(fā)現(xiàn)孕前血漿lncRNA MEG8 水平高的患者妊娠期糖尿病的發(fā)生率高，監(jiān)測(cè)妊娠女性lncRNA MEG8 的表達(dá)水平可以用于識(shí)別GDM 的高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體，預(yù)測(cè)GDM 患者的腎損傷，具有一定的臨床預(yù)測(cè)意義。

2.5 lncRNA PVT1 lncRNA PVT1 是位于骨髓細(xì)胞增生原癌基因附近的長(zhǎng)鏈RNA，定位于染色體8q 24 21 區(qū)，長(zhǎng)度有1716nt[36]。lncRNA PVT1 可參與調(diào)節(jié)胰島細(xì)胞分泌活動(dòng)，進(jìn)而參與調(diào)節(jié)血糖。Cheng Y等[37]研究發(fā)現(xiàn)敲除lncRNA PVT1 后可改善胰腺β細(xì)胞損傷，并可以通過調(diào)控miR-181a-5p 的表達(dá)增強(qiáng)胰島素分泌能力，其有望成為糖尿病診療中的新型生物標(biāo)志物。lncRNA PVT1 也有望成為GDM 的診療中的新靶點(diǎn)。Wang Q 等[38]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 在GDM 患者胎盤中的表達(dá)水平低于健康胎盤，并發(fā)現(xiàn)它可能通過PI3K/AKT 通路破壞滋養(yǎng)細(xì)胞功能。該研究為lncRNA PVT1 與滋養(yǎng)細(xì)胞功能之間的功能聯(lián)系提供了證據(jù)，為GDM 發(fā)病的分子機(jī)制提供了新的見解，但該研究納入的患者數(shù)量相對(duì)較少，在未來的研究中仍需增加病例量來進(jìn)行驗(yàn)證。

2.6 lncRNA SOX2OT lncRNA SOX2OT 是定位于人類染色體3q26.3 的位點(diǎn)[39，40]。Ran G 等[41]研究發(fā)現(xiàn)GDM 的孕婦在入院當(dāng)天lncRNA SOX2OT 表達(dá)水平顯著升高，入院當(dāng)天lncRNA SOX2OT 的高表達(dá)可將GDM 患者與健康對(duì)照組有效分離，所以lncRNA SOX2OT 可以預(yù)示GDM 及其不良事件的發(fā)生，但該研究?jī)H探討lncRNA SOX2O 在在治療GDM 中的臨床價(jià)值。此外，該研究還受限于缺乏SOX2OT 在GDM中的功能表征，所以未來的研究需要進(jìn)一步探討lncRNA SOX2OT 在GDM 的發(fā)生和發(fā)展中的作用。

2.7 lncRNA SNHG17 lncRNA SNHG17 位于20 號(hào)染色體p12 上，是某些宿主基因中重要的一員[42]。Li J等[43]研究發(fā)現(xiàn)，與正常妊娠女性相比，GDM 患者血漿中l(wèi)ncRNA SNHG17 下調(diào)，其低表達(dá)水平與GDM的高發(fā)病率密切相關(guān)。該研究發(fā)現(xiàn)，無論在低糖還是高糖條件下，SNHG17 的下調(diào)都可以抑制胰島素生產(chǎn)細(xì)胞的生長(zhǎng)，并減少胰島素的分泌。但SNHG17在GDM 發(fā)病機(jī)制中的具體作用和機(jī)制尚不清，例如，SNHG17 是否通過參與某些葡萄糖攝取代謝途徑，從而影響GDM 過程中胰島素的分泌和釋放，還有待進(jìn)一步研究。

2.8 lncRNA OIP5-AS1 lncRNA OIP5-AS1 是一種進(jìn)化保守的長(zhǎng)鏈非編碼RNA，位于染色質(zhì)15q15.1，來自于OIP5 基因的反向轉(zhuǎn)錄[44]。此外，下調(diào)lncRNA OIP5-AS1 可能加速GDM 進(jìn)展。Li Y 等[45]研究發(fā)現(xiàn)，與健康孕婦相比，GDM 患者LncRNA OIP5-AS1 的表達(dá)明顯下降，提示LncRNA OIP5-AS1 的缺失與GDM 的加重有關(guān)，該研究為GDM 的發(fā)展提供了一個(gè)新的視角，是否可以通過上調(diào)LncRNA OIP5-AS1 來延緩GDM 的進(jìn)展仍有待進(jìn)一步研究。

2.9 lncRNA HOTAIR Rinn JL 等[46]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA HOTAIR 位于人12 號(hào)染色體上。lncRNA HOTAIR 在胰腺組織中高表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)可以通過沉默lncRNA HOTAIR 來下調(diào)胰島素轉(zhuǎn)錄的相關(guān)基因達(dá)到抑制胰島素分泌的效果，沉默lncRNA HOTAIR 還可以抑制細(xì)胞增殖及阻止細(xì)胞周期進(jìn)展，最終誘導(dǎo)胰腺β 細(xì)胞凋亡[47]，進(jìn)而誘發(fā)糖尿病。此外，在GDM 孕婦血清中也發(fā)現(xiàn)lncRNA HOTAIR 高表達(dá)，ROC 曲線評(píng)價(jià)結(jié)果提示lncRNA HOTAIR 對(duì)GDM 具有較高的診斷價(jià)值[48]。因此，該研究可為臨床應(yīng)用中尋找新的診斷標(biāo)志物提供依據(jù)。但該研究?jī)H對(duì)lncRNA HOTAIR在GDM 孕婦和健康孕婦血清中的表達(dá)情況進(jìn)行了初步的分析和解釋，未進(jìn)一步探索lncRNA HOTAIR的下游靶基因，應(yīng)該在未來的相關(guān)研究中提出并制定解決方案以提高該研究的科學(xué)指導(dǎo)意義。

2.10 lncRNA XIST lncRNA XIST 位于人染色體Xq13.2，參與X 染色體失活的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制之中，在失活的染色體中l(wèi)ncRNA XIST 同樣表達(dá)[49]。研究發(fā)現(xiàn)[50]lncRNA XIST 的表達(dá)上調(diào)與GDM 發(fā)病有一定的關(guān)系，lncRNA XIST 在GDM 患者的血清中呈現(xiàn)過表達(dá)，且lncRNA XIST 的豐度伴隨著空腹血糖的升高。因此，lncRNA XIST 水平升高可能參與GDM，并預(yù)示GDM 發(fā)病的高風(fēng)險(xiǎn)，但該研究的樣本量較少，無法確定血糖升高程度是否會(huì)影響GDM 中l(wèi)ncRNA XIST的表達(dá)趨勢(shì)，未來研究中可加大樣本量以及建立樣本的血糖濃度梯度以對(duì)上述問題進(jìn)行解決。

3 總結(jié)

GDM 是一種常見的妊娠代謝紊亂，其發(fā)病機(jī)制亟待明確與細(xì)化。目前的研究已探索到肥胖、胰島素抵抗、炎癥是GDM 常見的發(fā)病因素，但LncRNAs與GDM 發(fā)病之間關(guān)系的研究相對(duì)較少，因此有待更多投入去深入探索。如通過過表達(dá)或者敲低某種或者某些特定的LncRNAs 分型來遏制或者延緩GDM 發(fā)病進(jìn)展，這對(duì)于GDM 患者本身的產(chǎn)前、產(chǎn)后及其娩出兒來說具有深遠(yuǎn)意義，從而最終可能實(shí)現(xiàn)GDM 在臨床應(yīng)用中的診療新突破，此外，由于糖尿病與GDM 在治療上有許多相似之處，GDM 的診療突破在糖尿病的診療中同樣具有借鑒意義。