miRNA與IgA腎病的研究進(jìn)展*

郭 艷，謝富華，王潤(rùn)秀

(贛南醫(yī)學(xué)院 1.2017級(jí)碩士研究生；2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院;3.第一附屬醫(yī)院，江西 贛州 341000)

IgA腎病(IgA nephropathy, IgAN )是全世界范圍內(nèi)最常見的原發(fā)性腎小球腎炎[1]。是一種緩慢進(jìn)展的疾病，30%～50%的患者在疾病診斷后20年內(nèi)發(fā)展至終末期腎臟病(end-stage renal disease，ESRD)[2]。IgAN的診斷需依賴腎活檢的免疫病理學(xué)檢查，然而腎活檢因其有創(chuàng)性和術(shù)后并發(fā)癥，可重復(fù)性不高。因此，需尋找一種更為靈敏的IgAN診斷的生物學(xué)標(biāo)志。微小RNA(miRNA)是一類長(zhǎng)度約為18～25個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA，它們?cè)趧?dòng)物體內(nèi)的序列高度保守，通過結(jié)合靶mRNA作為轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子，使靶mRNA翻譯抑制或降解[3]。而參與腫瘤、炎癥性疾病和自身免疫性疾病。近年研究發(fā)現(xiàn)miRNA廣泛參與IgAN的發(fā)病并與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，miRNA在體液中穩(wěn)定表達(dá)且易于檢測(cè)，可以作為IgAN的新型診斷方法，某些miRNA參與IgAN的發(fā)病環(huán)節(jié) ，對(duì)這些miRNA進(jìn)行干預(yù)同樣可以作為治療靶點(diǎn)。

1 IgAN概述

IgAN是一種自身免疫性疾病，也是我國(guó)導(dǎo)致慢性腎臟疾病(Chronic kidney disease, CKD)最常見的病因。大量研究證實(shí)遺傳因素參與IgAN的發(fā)病。首先，IgAN的發(fā)病率具有明顯的地區(qū)差異[4]。在東亞人發(fā)生率最高，而在非洲黑人中較為罕見[5]。而且IgAN具有家族聚集現(xiàn)象，親屬中有IgAN者發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)增加[6]。家族性IgAN約占IgAN發(fā)病的50%，并且家族性IgAN相對(duì)散發(fā)性IgAN具有更差的預(yù)后，更容易進(jìn)展為ESRD[7]。因此，IgAN分布的地區(qū)和種族差異可能與它的遺傳學(xué)因素有關(guān)。

一般認(rèn)為IgAN是一種系統(tǒng)性疾病，而不是一種原發(fā)性腎小球疾病，因?yàn)橛蒊gAN發(fā)展至ESRD者在進(jìn)行腎移植后疾病復(fù)發(fā)超過50%，而沉積在供體腎中的IgA移植到非IgAN者中，系膜區(qū)沉積的IgA在幾周后消失[8]。IgAN的發(fā)病或病情加重通常伴有上呼吸道或腸道的感染，有學(xué)者對(duì)系膜區(qū)沉積的IgA進(jìn)行檢測(cè)已經(jīng)證明其為含有粘膜型IgA1的J鏈，這些表明IgAN源于異常的粘膜免疫。近來研究表明在大部分IgAN患者扁桃體中存在球形幽門螺桿菌的定植，因此幽門螺桿菌可能作為IgAN發(fā)病的一種病原存在。IgAN發(fā)病主要涉及以下四個(gè)過程，一是循環(huán)中異常糖基化IgA1水平增加；二是循環(huán)中針對(duì)異常糖基化IgA1的自身抗體生成；三是形成致病性免疫復(fù)合物；四是免疫復(fù)合物在腎小球系膜區(qū)沉積，激活系膜細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)合成、細(xì)胞因子和趨化因子增殖和分泌，從而導(dǎo)致腎損傷[9]。其中，異常糖基化IgA1的產(chǎn)生被認(rèn)為是IgAN發(fā)病最重要的因素，直接導(dǎo)致了IgAN的發(fā)生，此外，異常糖基化IgA1及特異性抗體IgG血清水平與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)，并可預(yù)測(cè)疾病進(jìn)展[10]。

2 miRNA概述

miRNA是近年在真核細(xì)胞及病毒中發(fā)現(xiàn)的一類具有18～25個(gè)核苷酸的短鏈非編碼RNA，主要作用于翻譯后水平，通過與目的基因mRNA的3＇ UTRs區(qū)堿基互補(bǔ)配對(duì)，導(dǎo)致靶基因翻譯抑制或降解，在許多生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用[11-12]。包括增殖、分化、發(fā)育和細(xì)胞凋亡[13]。miRNA是一種短鏈非編碼RNA，可以從基因組上轉(zhuǎn)錄，不翻譯成蛋白質(zhì)，卻參與了編碼基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，并在蛋白質(zhì)翻譯過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2.1miRNA的生物合成miRNA首先通過RNA聚合酶Ⅱ在細(xì)胞核中完成轉(zhuǎn)錄，形成長(zhǎng)約1～3 kb的初級(jí)miRNA(pri-miRNAs)。然后在細(xì)胞核通過RNaseⅢ酶Drosha和雙鏈RNA結(jié)合蛋白Pasha切割成70～100個(gè)核苷酸長(zhǎng)的前miRNA(Pre-miRNA)。并在轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Exportin-5,6轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)，最后在另一種RNaseⅢ酶Dicer的作用下進(jìn)一步形成成熟的miRNA，這些成熟的miRNA能與其他蛋白質(zhì)結(jié)合在體液中穩(wěn)定存在。

2.2miRNA的生物學(xué)功能目前在人類中發(fā)現(xiàn)的miRNA已經(jīng)超過5 000種，它們可以靶向30%～80%的蛋白質(zhì)編碼基因[14]。是一種快速、靈敏的基因表達(dá)調(diào)節(jié)方式，廣泛參與細(xì)胞周期、細(xì)胞代謝、細(xì)胞凋亡和免疫反應(yīng)中。

3 miRNA在IgAN發(fā)病中的作用

3.1miRNA與異常糖基化IgA1的生成目前的研究普遍認(rèn)為異常糖基化IgA1是IgAN發(fā)病的始動(dòng)因素。IgA是人免疫球蛋白最豐富的種類，在粘膜免疫中具有顯著的作用。人類IgA分IgA1和IgA2兩個(gè)亞類[15]。經(jīng)活檢已證實(shí)參與IgAN發(fā)病的主要為IgA1。IgA1的糖基化過程主要涉及以下，多肽轉(zhuǎn)移酶(GALNT)將N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)與絲氨酸或蘇氨酸相連形成O糖苷。在β1,3半乳糖基轉(zhuǎn)移酶(C1GALTl)及其分子伴侶Cosmc(core I β3-Gal-T-specific molecular chaperone)的作用下將半乳糖結(jié)合到N-乙酰半乳糖胺，半乳糖基化的O-糖苷可以通過不同的方式唾液酸化或保持不含唾液酸的狀態(tài)。血清異常糖基化的IgA1生成增加被認(rèn)為是IgAN的主要發(fā)病機(jī)制之一。但目前對(duì)于糖基化異常IgA1的來源仍不清楚，大量研究均提示主要與C1GALTl及Cosmc的表達(dá)減少及活性降低有關(guān)。C1GALTl及其分子伴侶Cosmc是參與糖基化過程的主要蛋白。Cosmc對(duì)輔助C1GALTl折疊并確保其穩(wěn)定性和酶活性有著至關(guān)重要的作用[16]。IgAN患者B淋巴細(xì)胞中C1GALTl活性下降和a2,3-唾液酸轉(zhuǎn)移酶活性增加[17-19]，為是IgA1異常糖基化產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。對(duì)IgAN患者及正常人Cosmc及C1GALT1檢測(cè)提示IgAN患者Cosmc表達(dá)顯著下降，且與IgA1糖基化程度負(fù)相關(guān)，提示Cosmc表達(dá)下調(diào)與疾病發(fā)病及預(yù)后密切相關(guān)[16]。近年來大量實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)IgAN患者中miRNA的差異表達(dá)。Serino等研究表明在IgAN中miRNA-148b和Let-7b與C1GALTl表達(dá)降低相關(guān)，引起異常糖基化IgA1大量形成[20-21]。Hu S等證實(shí)miR-374b可以調(diào)節(jié)B淋巴細(xì)胞中PTEN和Cosmc的表達(dá)，PTEN是重要的抑癌基因，發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞周期的作用，因此，miR-374b的過表達(dá)可引起PTEN和Cosmc表達(dá)下降，促進(jìn) B淋巴細(xì)胞增殖和IgA1異常糖基化[22]。此外，Li C等的研究同樣發(fā)現(xiàn)miR-320在IgAN患者腎組織和尿液中顯著上調(diào)，并且證實(shí)miR-320直接靶向PTEN和Cosmc，引起B(yǎng)淋巴細(xì)胞增殖和IgA1異常糖基化[23]。這些miRNA可能直接作用于IgA1糖基化過程中的關(guān)鍵酶，通過對(duì)這些miRNA的干預(yù)，可為IgAN的治療提供一種新靶點(diǎn)。

先前的研究表明包括Treg細(xì)胞在內(nèi)的T淋巴細(xì)胞異常參與IgAN的發(fā)病，并且在IgAN患者中確切存在Treg細(xì)胞表達(dá)下降。Jin L W等人通過靶向FOXP3(Treg細(xì)胞發(fā)育和功能的標(biāo)志)研究miR-133a和miR-133b對(duì)IgAN中Treg細(xì)胞分化的影響，對(duì)IgAN患者和正常對(duì)照組外周血單核細(xì)胞miR-133a和miR-133b和FOXP3分析，證明了miR-133a和miR-133b通過調(diào)節(jié)FOXP3抑制Treg細(xì)胞分化，而參與IgAN的發(fā)病環(huán)節(jié)[24]。miR-155是T淋巴細(xì)胞亞群平衡和功能的重要調(diào)節(jié)因子，Yang L等證實(shí)miR-155在IgAN患者外周淋巴細(xì)胞中表達(dá)顯著下調(diào)導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞亞群失衡(Th2和Th17的增加以及Th1和Treg的減少)，最終抑制Cosmc基因表達(dá)并加重IgA1的異常糖基化[25]。

3.2miRNA與IgAN中的炎癥反應(yīng)對(duì)IgAN患者循環(huán)中存在的IgA1進(jìn)行糖基化分析提示大部分患者血清糖基化異常的IgA1水平升高。并且糖基化異常IgA1升高水平與IgAN預(yù)后不良相關(guān)。循環(huán)中高水平的異常糖基化IgA1可發(fā)生自身聚化成為聚合體。或者與血清中針對(duì)鉸鏈區(qū)的新抗原表位(糖基化缺陷的O糖苷)的特異性抗體IgG和IgA1(主要為IgG)結(jié)合。異常糖基化IgA1和抗聚糖特異性抗體形成循環(huán)免疫復(fù)合物(Circulating immune complexes，CIC)，這些免疫復(fù)合物在易感個(gè)體系膜區(qū)沉積并引發(fā)系膜細(xì)胞激活。導(dǎo)致系膜細(xì)胞增殖并釋放促炎及促纖維化介質(zhì)，這些介質(zhì)可以直接導(dǎo)致系膜增殖、足細(xì)胞損傷和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)生成，最終引起ESRD。細(xì)胞周期蛋白CDK6是細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白，可以通過磷酸化p65途徑加強(qiáng)NF-κB信號(hào)，增強(qiáng)炎癥反應(yīng)，Xing L N等證實(shí)miR-29-3p可以靶向抑制CDK6表達(dá)，IgAN差異表達(dá)miRNA中存在miR-29-3p表達(dá)下調(diào)，而引起CDK6過表達(dá)，導(dǎo)致IgAN發(fā)病過程中的炎癥反應(yīng)增強(qiáng)[26]。

4 miRNA與IgAN的診斷及預(yù)后

miRNA在體內(nèi)能以外泌體、蛋白結(jié)合微粒體及凋亡小體的形式存在于人體的體液(血清、血漿及尿液)中，這些miRNA形成的復(fù)合物在體液中極其穩(wěn)定，且存在于所有體液中，易于檢測(cè)，對(duì)這些差異表達(dá)的miRNA定量檢測(cè)可以為臨床診斷IgAN提供一種新方法 。

Wu等研究表明miR-148a-3p的血漿水平與腎小球?yàn)V過率(glomerular filtration rate，GFR)正相關(guān)，可以反應(yīng)IgAN的腎功能改善和疾病嚴(yán)重程度，并且miR-150-5p，miR-20a-5p和miR-425-3p在IgAN患者的外周血漿中顯著上調(diào)，對(duì)IgAN的診斷具有良好的特異性和敏感性[27]。Li等對(duì)IgAN患者血漿、尿液及腎內(nèi)miR-34a定量分析并與正常組對(duì)照，提示IgAN組明顯增高，并且與蛋白尿正相關(guān)[28]。 Hennino等研究表明miR-21-5p，miR-214-3p和miR-199a-5p參與IgAN過程中腎纖維化[29]。 miR-223與腎小球內(nèi)皮細(xì)胞活化有關(guān)[30]。對(duì)這些miRNA定量檢測(cè)可以用于IgAN的診斷及病情監(jiān)測(cè)。

miR-21是一種致癌基因，其在哺乳動(dòng)物中普遍存在，如脾臟、心臟、腎臟和腦，可以通過下調(diào)PTEN/Akt蛋白表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞增殖。Bao H等證實(shí)IgAN患者足細(xì)胞及腎小管細(xì)胞中miR-21表達(dá)增加，通過抑制miR-21可以防止足細(xì)胞和腎小管細(xì)胞纖維化的激活，因此，對(duì)miR-21干預(yù)可以給IgAN提供一種新的病因治療方法[31]。

尿沉渣中的miRNA表達(dá)穩(wěn)定且易于獲得，通過對(duì)尿中差異表達(dá)的miRNA定量檢測(cè)可以為IgAN的診斷提供一種非侵入性的方法。Duan等通過RT-PCR分析證實(shí)IgAN患者尿沉渣中miR-25-3p，miR-144-3p和miR-486-5p顯著高于正常對(duì)照組[32]。Wang等先后在IgAN患者腎活檢標(biāo)本及尿液中發(fā)現(xiàn)miR-146a和miR-155水平顯著升高，并且升高的程度與疾病嚴(yán)重性相關(guān)[33]；國(guó)內(nèi)學(xué)者[34]應(yīng)用RT-PCR檢測(cè)腎組織miR-155表達(dá)，并進(jìn)行體外試驗(yàn)，表明IgAN腎組織中miR-155表達(dá)上調(diào)，并可能通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號(hào)通路參與IgAN腎小管間質(zhì)纖維化。IgAN患者尿miR-200a、miR-200b、miR-429表達(dá)水平明顯低于正常對(duì)照，且與蛋白尿程度呈負(fù)相關(guān)[12]； 對(duì)IgAN患者腎內(nèi)miR-200家族、miR-205、miR-192表達(dá)進(jìn)行定量檢測(cè)，與非炎癥性腎小球硬化和腎癌患者進(jìn)行比較分析，結(jié)果提示IgAN患者腎內(nèi)表達(dá)miR-200c顯著下調(diào)，而miR-141、miR-205和miR-192的腎內(nèi)表達(dá)水平顯著上調(diào)；在這些差異表達(dá)的miRNA中miR-200c表達(dá)水平與患者蛋白尿呈負(fù)相關(guān)；miR-205與GFR負(fù)相關(guān)，與腎小管間質(zhì)瘢痕形成呈正相關(guān)；而腎小球瘢痕形成則與miR-192表達(dá)呈正相關(guān)[35]。

5 小結(jié)與展望

IgAN是一種全身性的自身免疫性疾病，是目前全世界最常見的原發(fā)性腎小球腎炎，同樣也是我國(guó)導(dǎo)致ESRD最常見的病因。IgAN的確診需依賴腎活檢的免疫病理學(xué)檢查，然而腎活檢因其有創(chuàng)性和術(shù)后并發(fā)癥，可重復(fù)性不高。目前對(duì)于IgAN的發(fā)病機(jī)制仍不十分清楚，治療主要為對(duì)癥降壓及減少尿蛋白，沒有針對(duì)病因的治療方法，因此需要進(jìn)一步研究揭開IgAN發(fā)病的面紗。越來越多的證據(jù)表明miRNA參與腎臟疾病的發(fā)病并影響其預(yù)后，miRNA在疾病中特異性表達(dá)，并且和疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)，因此對(duì)疾病特異miRNA檢測(cè)可以作為IgAN潛在的診斷指標(biāo)。某些miRNA可以通過作用于靶基因參與IgAN的發(fā)病，通過調(diào)控miRNA的表達(dá)同樣可以作為IgAN的潛在治療策略。然而，現(xiàn)有針對(duì)miRNA與IgAN的研究大多在于檢測(cè)miRNA差異表達(dá)作為一種分子生物學(xué)標(biāo)志， miRNA參與IgAN發(fā)病的具體機(jī)制有待進(jìn)一步闡明，從而為臨床治療IgAN提供一種新的靶點(diǎn)。