非編碼RNA 在子癇前期發(fā)病過程和臨床診治中的研究進展

黃楚菁，高原，彭紅梅

解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心婦產(chǎn)科，北京 100853

子癇前期(preeclampsia，PE)是一類嚴重的妊娠期并發(fā)癥，通常表現(xiàn)為孕晚期新發(fā)高血壓和蛋白尿，病情可能快速進展為多器官功能障礙，導(dǎo)致母胎死亡。據(jù)統(tǒng)計，全球2%～ 8%的孕婦患有PE，16%～ 26%的孕產(chǎn)婦因妊娠期高血壓疾病死亡，使PE 成為孕產(chǎn)婦死亡的重要原因之一[1]。PE的發(fā)病機制目前未完全闡明，但已證實PE 是一種多因素、多機制、多通路導(dǎo)致的疾病，其發(fā)生發(fā)展涉及多種基因、蛋白和細胞因子，并受到多種信號通路的影響和調(diào)控[2-4]。有關(guān)PE 的發(fā)病機制主要有子宮螺旋小動脈重鑄不足、炎癥免疫過度激活、血管內(nèi)皮細胞受損、遺傳因素和營養(yǎng)缺乏等[5]。近期研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cells，MSC)也參與了PE 的發(fā)病過程[6-8]。另外，其發(fā)病機制還涉及基因的表觀調(diào)控，如DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA 調(diào)節(jié)等[9]。

近年來大量研究表明，PE 的發(fā)生、發(fā)展與非編碼RNA 的構(gòu)成和含量密切相關(guān)，這些核苷酸的表達水平可能影響滋養(yǎng)層細胞的增殖、分化及遷移能力，造成子宮螺旋動脈重鑄障礙，導(dǎo)致胎盤缺血缺氧，促進炎癥反應(yīng)及血管內(nèi)皮損傷，最終發(fā)生PE。非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)是一類不編碼蛋白質(zhì)的功能性小分子RNA，與PE相關(guān)的ncRNA 主要有3 種：微RNA(microRNA，miRNA)、長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)和環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)。在早發(fā)型重度PE 患者的胎盤中有527 種lncRNA和600 種miRNA 表達存在異常[10]；重度PE 孕婦和正常孕婦的胎盤中有180 種circRNA 表達存在差異[11]。上述結(jié)果說明，PE 的發(fā)生發(fā)展與ncRNA的作用緊密相關(guān)，這些ncRNA 或可作為將來PE 高效診斷和有效治療的靶點。本文對非編碼RNA 在PE 發(fā)病過程中的作用機制及其在PE 臨床診治中的應(yīng)用價值進行綜述。

1 ncRNA 在PE 發(fā)病機制中的作用

胎盤早期形成過程對于其后期行使正常功能至關(guān)重要，胎盤相關(guān)并發(fā)癥往往是由于胎盤早期形成異常而導(dǎo)致。滋養(yǎng)細胞是胎盤形成的主要細胞，它通過增殖和分化形成不同類型的細胞并行使各自的功能，如具有上皮功能的極性細胞或具有侵襲功能的非極性細胞，使胎盤順利植入子宮壁內(nèi)[12]。滋養(yǎng)層細胞同時還參與子宮-胎盤血管重鑄過程。滋養(yǎng)層細胞分化、血管重鑄以及胎盤形成任何一個過程出現(xiàn)異常，都可能引起胎盤結(jié)構(gòu)和功能的異常并導(dǎo)致PE 發(fā)生[13]。

miRNA 是一種小分子非編碼單鏈RNA(包括下文中的NUDT21、Let-7i)，可以與靶mRNA 分子的3’UTR 互補匹配，誘導(dǎo)靶mRNA 的降解或抑制其翻譯，從而調(diào)控基因表達[14]，發(fā)揮調(diào)節(jié)器官生長發(fā)育和細胞增殖凋亡的作用[15]。lncRNA 是一類長度超過200 nt 的RNA 分子(包括uc.294、H19、MALAT1、Uc.187)，一般不直接參與基因編碼和蛋白質(zhì)合成，lncRNA 的種類、數(shù)量和功能還未完全明確，有待進一步研究。目前已證實lncRNA可以在細胞核和細胞質(zhì)中調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄過程，也可以在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達。lncRNA 還能作為一種miRNA 的內(nèi)源競爭RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)影響miRNA 的轉(zhuǎn)錄[16-17]。circRNA是一種非線性RNA，通過3'端和5'端共價鍵連接形成連續(xù)的單鏈環(huán)形結(jié)構(gòu)。由于缺乏斷端和特殊的折疊結(jié)構(gòu)，circRNA 較線性mRNA 更穩(wěn)定。另外，circRNA 可以作為“分子海綿”，通過競爭性結(jié)合miRNA 抑制其相應(yīng)功能。

研究發(fā)現(xiàn)，PE 患者體內(nèi)伴有ncRNA 種類和含量的改變，表明多種ncRNA 可能參與到PE 發(fā)生發(fā)展過程中。在對PE 胎盤病理變化的探究中發(fā)現(xiàn)，孕期合胞體滋養(yǎng)層細胞(syneytiotrophoblast，STB)會分泌包含mRNA 的微泡或外泌體，且早發(fā)型PE 患者血清中外泌體含量較晚發(fā)型PE 患者升高更加顯著[18]。此外，與正常妊娠的孕婦相比，重度PE 孕婦胎盤中眾多不同類型的ncRNA 含量出現(xiàn)顯著變化[10-11]，提示ncRNA 在PE 的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色。

1.1 ncRNA 調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細胞增殖和凋亡 有研究證實，滋養(yǎng)層細胞的增殖和凋亡對于胎盤絨毛生成、胎盤形成發(fā)育、母胎循環(huán)建立至關(guān)重要[19]。在胎盤發(fā)育過程中，如滋養(yǎng)層細胞增殖凋亡出現(xiàn)異常，可導(dǎo)致胎盤發(fā)育不良及淺植入，從而引起PE 發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，miR-320a[20]、miR-30a-3p[21]、miR-547-5p[22]、miR-16[23]分別可以結(jié)合并抑制ERRγ、IGF-1、MKI67、Notch2 的表達，從而誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細胞凋亡，最終導(dǎo)致PE。相反，miR-144[24]、miR-221-3p[25]、miR-145-5p[26]、miR-576-5p[27]

通過分別抑制PTEN、THBS2、FLT1、TFAP2A 的表達，促進滋養(yǎng)層細胞增殖和胎盤形成，避免PE發(fā)生發(fā)展。另有研究報道，miRNA Let-7i 可抑制自噬相關(guān)基因Atg4B 表達，減少滋養(yǎng)層細胞自噬活性，從而促進胎盤生長發(fā)育[28]，避免PE 發(fā)生。

多種lncRNA 也對滋養(yǎng)層細胞具有影響。研究發(fā)現(xiàn)，UCA1(一種lncRNA)通過降低細胞內(nèi)JAK2 含量，抑制細胞增殖[29]。同時，uc.294 結(jié)合FIH1(HIF1AN)[30]、H19 競爭性結(jié)合miR-19a 和miR-19b[31]，都可以發(fā)揮抑制滋養(yǎng)層細胞生長增殖、促進其凋亡的作用。但也有相反的研究結(jié)果，H19 通過調(diào)節(jié)H19/let-7b/FOXO1 軸促進FOXO1表達，從而抑制滋養(yǎng)層細胞凋亡[32]?？赡芤驗檠芯繉ο蟮姆N類(人/小鼠)和H19 存在部位(MSC 分泌囊泡/胎盤細胞)不同導(dǎo)致其對滋養(yǎng)層細胞的影響存在差異。此外，lncRNA TDRG1[33]和FAM99A[34]也可以促進滋養(yǎng)細胞增殖，對PE 的發(fā)生發(fā)展具有抵抗作用。

一些circRNA 作用于miRNA，也會影響滋養(yǎng)層細胞的增殖和凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，miR-384 可以抑制細胞增殖，而PE 患者體內(nèi)circPAPPA 表達降低，導(dǎo)致其對靶基因miR-384 的抑制解除，從而導(dǎo)致PE 發(fā)生[35]。circHIPK3 沉默會抑制滋養(yǎng)層細胞增殖，事實證實PE 患者體內(nèi)circHIPK3 表達水平顯著降低。

1.2 ncRNA 調(diào)節(jié)滋養(yǎng)層細胞侵襲和遷移 妊娠期間，胎盤能否充分附著于子宮內(nèi)膜取決于滋養(yǎng)層細胞的浸潤能力，受上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程的調(diào)節(jié)，這些過程出現(xiàn)障礙可導(dǎo)致PE。

研究發(fā)現(xiàn)，miR-299 過表達會降低HDAC2蛋白水平[36]，miR-199a-5p[37]、miR-141-3p 和miR-200a-3p[38]高表達，將導(dǎo)致血管內(nèi)皮生長因子A、甲狀腺素運載蛋白水平降低，miR-142-3p 升高可干擾TGF-β1/smad3 信號通路，最終都會抑制滋養(yǎng)層細胞的侵襲和遷移[39]。另外，miR-181a-5p[40]、miR-34a[41]、miR-34a-5p[42]、Let-7[43]分別拮抗IGF2BP2、Notch-1、Smad4、MDM4 的促細胞侵襲和遷移作用，影響胎盤正常植入。而miR-144[24]、miR-675-5p[44]、miR-218-5p[45]和miR-145-5p[26]分別促進PTEN、GATA2、TGF-β2、FLT1的促細胞侵襲和遷移作用，從而對抗PE 的病理發(fā)展過程。

lncRNA PVT1 作用于PI3K/AKT 通路，促進胎盤發(fā)育和胎兒生長，同時抑制ANGPTL4 的轉(zhuǎn)錄[30,46]。H19[32]、FAM99A[34]、MALAT1[47]分別通過調(diào)節(jié)H19/let-7b/FOXO1 軸、FAM99A/miR-134-5p/YAP1 軸、MALAT1/miR-206/IGF-1軸提高FOXO1、YAP1、IGF-1 表達水平，從而促進細胞侵襲和遷移。相反，lncRNALinc00261[48]、SH3PXD2A-AS1[49]、HOTAIR[50]分別靶向抑制miR-558/TIMP4 軸、SH3PXD2A 和CCR7、miR-106a 從而抑制滋養(yǎng)層細胞侵襲和遷移。除了沉默基因外，Uc.187 能改變特定蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的分布，影響滋養(yǎng)層細胞遷移能力[51]。最新研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)的一種lncRNA MIR210HG 通過靶向作用于miR-520a-3p/Dickkopf-1軸，抑制滋養(yǎng)層細胞侵襲和遷移[10]，影響胎盤形成，促使PE 發(fā)生。

作為“分子海綿”，circVRK1[52]和circTNRC18[53]分別競爭性抑制miR-221-3p 和miR-762 的表達，使滋養(yǎng)層細胞侵襲和遷移能力降低，從而影響上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和胎盤形成。同樣，circ0111277[54]和circ0015382[55]通過結(jié)合相應(yīng)miRNA 降低滋養(yǎng)層細胞侵襲遷移能力，從而引發(fā)PE。相反，circPAPPA[35]和circHIPK3[56]表達升高都會促進滋養(yǎng)層細胞的侵襲和遷移，而降低則會有反作用，導(dǎo)致PE 發(fā)生，但后者作用的mRNA 分子及位點暫未明確，還需進一步探究。

1.3 ncRNA 影響胎盤血管生成能力 子宮螺旋動脈重鑄異常，會導(dǎo)致血管阻力增大，胎盤灌注減少，從而引發(fā)PE。研究發(fā)現(xiàn)，miR-141 過表達會抑制CXCL12β 水平，削弱后者在缺氧環(huán)境下促胎盤血管生成的能力，從而導(dǎo)致PE[57]。miR-218-5p通過抑制TGF-β2 信號通路促進血管內(nèi)絨毛外滋養(yǎng)層細胞分化和螺旋動脈重建，其表達水平降低與PE 發(fā)生發(fā)展有關(guān)[45]。miR-320a[20]、miR-31-5p[58]通過抑制ERRγ、eNOS 的轉(zhuǎn)錄翻譯，干擾胎盤血管重構(gòu)和生成。miR-1972 過度表達也會抑制胎盤血管生成[22]。除胎盤內(nèi)的miRNA 以外，臍帶血外泌體中miR-125a-5p 升高可以降低胎盤中血管內(nèi)皮生長因子水平，抑制胎盤血管生成[59]。這些影響胎盤血管生成因素最終都會引起PE 的發(fā)生。

在lncRNA 對胎盤血管影響的研究中發(fā)現(xiàn)，NR_002794 影響母體螺旋動脈重塑，導(dǎo)致胎盤發(fā)育不完全和灌注不足[60]。通過血管形成實驗，發(fā)現(xiàn)lncRNA-ATB[61]和MALAT1[62]表達降低會抑制滋養(yǎng)層細胞的血管形成，表達升高則會促進滋養(yǎng)層細胞分化，形成良好的血管網(wǎng)，有助于胎盤正常生長。另有研究發(fā)現(xiàn)，胎盤滋養(yǎng)層細胞過表達lncRNA MEG3 會抑制滋養(yǎng)層細胞對血管平滑肌細胞的破壞和替換作用，同時減少調(diào)節(jié)血管重鑄過程的相關(guān)因子表達，還能抑制VSMC 的遷移和凋亡，造成胎盤血管重鑄和生成障礙[63]，導(dǎo)致PE。

研究發(fā)現(xiàn)，circ_0063517 可競爭性結(jié)合miR-31-5p，通過調(diào)控miR-31-5p/ETBR 軸促進胎盤血管生成，使胎盤正常發(fā)育[64]。circHIPK3 正常表達也能提高滋養(yǎng)層細胞的血管生成能力，使胎盤得到良好灌注并正常發(fā)育，而在PE 患者中circHIPK3 含量顯著降低[56]。

1.4 ncRNA 調(diào)控炎癥免疫反應(yīng) 炎癥免疫反應(yīng)在PE 發(fā)病中有重要作用。炎癥免疫反應(yīng)過度激活會影響子宮螺旋小動脈重鑄，造成胎盤淺著床。研究發(fā)現(xiàn)，miR-520c-3p 可以通過抑制NLRP3 的表達，減少炎性因子激活，減輕炎癥反應(yīng)，緩解PE 癥狀[65]。miR-203a-3p 通過抑制炎癥相關(guān)重要蛋白白細胞介素-24 (interleukin-24，IL-24)的表達，對PE 患者具有一定保護作用[66]。而miR-548c-5p 含量降低，會解除對PTPRO 表達以及巨噬細胞激活和增殖的抑制，進而導(dǎo)致患者體內(nèi)發(fā)生嚴重的炎癥反應(yīng)，誘發(fā)PE[67]。

人體免疫和炎癥反應(yīng)涉及多種細胞。間充質(zhì)干細胞是人體調(diào)節(jié)免疫和抗炎癥反應(yīng)的重要細胞，MALAT1 能通過誘導(dǎo)IDO 表達，促進THP-1單核細胞分化為M2型巨噬細胞，并釋放IL-10和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等抑制性細胞因子，增強抗炎和免疫抑制功能，MALAT1 的表達減少會引發(fā)PE[62]。Lnc-DC 的過表達會引起蛻膜樹狀突細胞過度成熟和Th1 細胞增多，導(dǎo)致免疫反應(yīng)失衡，誘發(fā)PE[68]。

1.5 ncRNA 影響細胞能量代謝過程 有文獻證明，晚發(fā)型PE 與細胞能量代謝過程紊亂有關(guān)[69]。研究發(fā)現(xiàn)，lncZBTB39-1:2 過表達使滋養(yǎng)層細胞重要代謝產(chǎn)物減少，如氨基酸、三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物、維生素、抗氧化物和不飽和脂肪酸等，特別是三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物，嚴重影響細胞能量代謝，使ATP 生成減少，導(dǎo)致PE 發(fā)生[70]。同時，滋養(yǎng)層細胞的遷移侵襲能力和增殖凋亡水平也會受ATP 的影響，這些變化之間相互影響，使PE 病情進展。

2 ncRNA 在PE 臨床診治方面的價值

最初PE 定義為血壓正常的孕婦妊娠20 周后出現(xiàn)高血壓和蛋白尿，但相當(dāng)一部分患者在出現(xiàn)蛋白尿之前就已有PE 的全身癥狀，如血小板降低、肝酶升高等，導(dǎo)致診斷延誤，因此現(xiàn)在已不再將蛋白尿程度作為PE 嚴重程度的評判標準。部分PE 患者發(fā)病隱匿難以察覺，更有部分患者病情進展迅速，短時間內(nèi)就可能對母兒造成嚴重危害，因此PE 的早期預(yù)測及診斷對于疾病的有效預(yù)防、及時治療、降低母嬰病死率、改善妊娠結(jié)局具有重要意義。近年來，研究者開始探尋簡便的PE 早期診斷方法，如自動尿液分析試紙、隨機尿蛋白/肌酐比值、代謝組學(xué)等，但這些方法都存在各自的局限性和缺陷。隨著對PE 相關(guān)差異表達顯著的ncRNA 的深入研究，ncRNA 作為預(yù)測和診斷PE 的潛能也逐漸被研究者揭示，具有很大的研究和臨床應(yīng)用價值[71]。

Salomon等[72]發(fā)現(xiàn)，正常孕婦與PE 孕婦血漿外泌體中miRNA 譜存在差異，其中2 種miRNA(hsa-miR-486-1-5p、hsa-miR486-2-5p)含量顯著不同，可作為區(qū)分PE 的重要標志。Gan等[73]發(fā)現(xiàn)，miR-210 和miR-155 水平在PE 孕婦血清中顯著上升，或可作為PE 的診斷標志(AUC=0.750，0.703)。同時，尿液中miR-210 和miR-155 還與尿蛋白呈正相關(guān)，可用于腎損傷程度的評估。研究發(fā)現(xiàn)，血液中l(wèi)ncRNA hsa_circ_0036877[74]、NR_027457、AF085938、G3694 和AK002210[75]也可以作為早期PE 的診斷標志。對PE 有診斷意義的circRNA研究較少，實驗發(fā)現(xiàn)circCRAMP1L[76]、hsa_circ_0001855 和hsa_circ_0004904[77]可作為預(yù)測PE 的早期生物標志。在解釋這些數(shù)據(jù)結(jié)果時需要更謹慎的分析，因為這些變化和差異可能反映病理生理學(xué)，而不是因果關(guān)系。需要更多大樣本量和論證級別更高的研究來證明ncRNA 對PE 的診斷和預(yù)測價值，ncRNA 用于PE 診斷方面的應(yīng)用仍在深入探索中。

PE 作為最嚴重的妊娠特發(fā)性疾病之一，是導(dǎo)致胎兒和母親死亡的重要因素。目前，對于PE 唯一有效的治療方法就是娩出胎兒和胎盤，同時嚴格監(jiān)管患者，包括密切觀察母體和胎兒的狀況，控制血壓，預(yù)防子癇。目前沒有能穩(wěn)定或逆轉(zhuǎn)PE病理過程的治療手段，研究者不斷探索ncRNA 作為PE 治療方法的可行性。一些lncRNA 可以作為ceRNA 結(jié)合miRNA，拮抗PE 發(fā)展，如LINC00511可以降低胎盤中miR-29-3p 的表達，影響滋養(yǎng)層細胞的增殖、遷移和侵襲[78]。Lnc RNA GHET1 過表達也可以恢復(fù)PE 孕婦胎盤缺氧狀況下細胞的侵襲和遷移能力[79]。有實驗發(fā)現(xiàn)，外泌體中H19 作用于滋養(yǎng)層細胞，可通過調(diào)節(jié)H19/let-7b/FOXO1 軸促進FOXO1 表達，促進滋養(yǎng)層細胞侵襲、遷移并抑制其凋亡，未來或可作為PE 的治療手段之一[32]。

3 結(jié)語

綜上所述，PE 是一種嚴重的妊娠期并發(fā)癥，可能造成母親和胎兒嚴重損傷甚至死亡。ncRNA是一類具有調(diào)節(jié)真核基因表達功能的非編碼RNA，與多種疾病的發(fā)病都有密切聯(lián)系，部分ncRNA 的表達差異提示了其對PE 的發(fā)生發(fā)展具有重要作用。對這些ncRNA 作用的探究有助于更加深入了解PE 的發(fā)病機制和病理過程，也有助于發(fā)現(xiàn)潛在的生物標志和治療靶點，探尋出更加高效的早期預(yù)測、診斷和有效治療的方法。

作者貢獻黃楚菁：文章的初稿撰寫、調(diào)查研究、規(guī)范分析；高原：選題總體構(gòu)思、方法設(shè)計與監(jiān)督指導(dǎo)；彭紅梅：文章的監(jiān)督指導(dǎo)、審讀和修訂 。

利益沖突所有作者聲明不存在任何利益沖突。