MicroRNA在腹膜透析中的研究進(jìn)展*

李雪，鄒循亮

[遵義醫(yī)科大學(xué)第五附屬（珠海）醫(yī)院 腎 內(nèi)科，廣東 珠 海 5 19000]

近年來，終末期腎病患者人數(shù)逐年增多。腹膜透析是終末期腎病患者連續(xù)性腎臟替代治療的方式之一。相關(guān)研究[1]表明，腹膜透析的早期生存率（1 年或2 年）及長期生存率（5 年）與血液透析相當(dāng)。由于腹膜透析能夠更好地保護(hù)殘余腎功能[2]，節(jié)約患者醫(yī)療經(jīng)費(fèi)，減輕政府財(cái)政支出，且接受腹膜透析的患者具有更高的健康相關(guān)的生活質(zhì)量[3]，所以具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來的研究表明，進(jìn)行性腹膜纖維化是導(dǎo)致腹膜透析失敗的最主要原因，而腹膜透析相關(guān)性腹膜炎是腹膜纖維化一個(gè)主要的惡化因素。因此，解決腹膜透析相關(guān)性腹膜炎及腹膜纖維化有助于推廣腹膜透析。MicroRNA（miRNA）屬于非編碼RNA 的一種，在炎癥及纖維化過程中的重要性越來越受到關(guān)注。相關(guān)研究[4]表明，miRNA 不僅可通過正、負(fù)調(diào)節(jié)影響炎癥的啟動(dòng)、擴(kuò)散和消退，還與心臟、腎臟、肝臟、肺等多個(gè)臟器的纖維化相關(guān)[5]。因此，miRNA有望成為接受腹膜透析患者的生物診斷標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)。

1 miRNA與人類疾病的關(guān)系

miRNA 是由約22 個(gè)核苷酸分子組成的非編碼序列[6]，可通過阻抑mRNA 翻譯或裂解mRNA 在轉(zhuǎn)錄后水平發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[7]。越來越多的證據(jù)表明，miRNA 與人類疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，如：心血管疾病、阿爾茨海默病、癌癥等[8]。

在診斷方面，由于miRNA 在血液、體液及組織中均可以被檢測(cè)到，其可能成為一種非侵入性、高敏感的診斷方法。腹膜活檢是診斷腹膜透析患者腹膜纖維化的有效工具，但獲取腹膜具有侵襲性和難度。有研究表明，體液中的細(xì)胞外miRNA是評(píng)價(jià)和診斷疾病的很有前途的生物標(biāo)志物[9]。檢測(cè)少量miRNA 比檢測(cè)大量mRNA 能提供更多關(guān)于腫瘤發(fā)育譜系和分化階段的信息[10]。miRNA 不僅可作為預(yù)測(cè)的生物標(biāo)記物，評(píng)估和監(jiān)測(cè)某種治療方法對(duì)疾病可能的獲益程度，還可以作為預(yù)后的生物標(biāo)志物，預(yù)測(cè)疾病病程[11]。

在治療方面，多種miRNA 已被證實(shí)與炎癥及纖維化相關(guān)。相關(guān)研究表明，microRNA-155 可調(diào)節(jié)多種炎癥性疾病[12]；microRNA-29 水平降低與多個(gè)器官（包括心臟、肝臟、腎臟和皮膚）及系統(tǒng)性硬化中的纖維化有關(guān)，表明這是一種核心的“纖維化miRNA”[13]。LI 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中microRNA-146a 水平升高可以抑制NF-κB 介導(dǎo)的炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)miRNA 能夠靶向抑制多種致癌途徑[15]。盡管目前miRNA 療法的出現(xiàn)尚未轉(zhuǎn)化為美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的候選藥物用于醫(yī)療干預(yù)，但候選藥物正在進(jìn)行臨床開發(fā)或處于1 期和2 期臨床試驗(yàn)階段[16]。

2 miRNA 在人腹膜透析流出液表達(dá)譜的變化

在腹膜透析治療的過程中，腹膜透析流出液來源細(xì)胞的miRNA 表達(dá)譜會(huì)有所改變，打破腹膜動(dòng)態(tài)平衡，造成腹膜功能的喪失。MicroRNA 表達(dá)譜的改變，可能會(huì)造成關(guān)鍵分子通路調(diào)節(jié)的改變，對(duì)腹膜的功能和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生持續(xù)影響。

XIAO 等[17]通過對(duì)腹膜透析流出液提取的腹膜間皮細(xì)胞進(jìn)行微列陣分析，與接受腹膜透析時(shí)間＜6 個(gè)月患者相比，腹膜透析＞6 個(gè)月患者有33 個(gè)miRNAs 上調(diào)，58 個(gè) m iRNAs 下調(diào)，microRNA-129-5p在接受腹膜透析＞6 個(gè)月患者的腹膜透析流出液中腹膜間皮細(xì)胞下調(diào)近9 倍。ZHANG 等[18]檢測(cè)了腹膜透析＜1 個(gè)月和＞6 個(gè)月患者腹膜透析流出液中腹膜間皮細(xì)胞microRNA-589 的含量，結(jié)果顯示，與＜1 個(gè)月患者相比，腹膜透析＞6 個(gè)月患者中microRNA-589 的含量明顯下調(diào)。ZHANG 等[19]檢測(cè)了腹膜透析患者間皮細(xì)胞microRNA-200c 的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，腹膜透析＞6 個(gè)月組患者microRNA-200c 的表達(dá)低于腹膜透析起始組患者。在一個(gè)納入110 例患者的研究中，與腹膜透析起始組比較，超濾衰竭組的 m icroRNA-15a、microRNA-21 和 m icroRNA-192的 m iRNA 顯著上調(diào)，而 m icroRNA-17、microRNA-30和microRNA-377 在組間表達(dá)相似[20]。另有研究證明，長期接受腹膜透析的患者，microRNA-21 和microRNA-31 的表達(dá)比剛開始接受腹膜透析患者顯著增加[21]。microRNA-302c 在長期腹膜透析患者流出物的間皮細(xì)胞中下調(diào)，且microRNA-302c 表達(dá)與上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial mesenchymal transition,EMT）和結(jié)締組織生長因子（connective tissue growth factor, CTGF）表達(dá)呈負(fù)相關(guān)[22]。MicroRNA-17-5p 在存在明顯超濾問題患者的腹膜透析流出液中表達(dá)下調(diào)，且其水平與低氧誘導(dǎo)因子缺氧誘導(dǎo)因子1-α（hypoxia-inducible factor 1-alpha, HIF-1α）mRNA 和血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）mRNA 水平呈負(fù)相關(guān)[23]。

在人腹膜透析流出液中上調(diào)的miRNA 可能參與調(diào)控加速腹膜功能的喪失、結(jié)構(gòu)的改變，而表達(dá)下調(diào)的miRNA 可能對(duì)維持正常腹膜功能及結(jié)構(gòu)存在保護(hù)作用。臨床或許可以通過監(jiān)測(cè)腹膜透析患者初期腹膜透析流出液中miRNA 表達(dá)的變化來預(yù)測(cè)患者的超濾功能，以及腹膜透析治療持續(xù)時(shí)間。然而到目前為止，研究主要采用基于文獻(xiàn)的miRNA 候選方法，從少量患者來源的樣本中得出結(jié)論[24]。因此，研究腹膜透析治療過程中miRNA的表達(dá)仍是了解腹膜細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和腹膜透析失敗機(jī)制的一個(gè)有前途的研究領(lǐng)域。

3 miRNA與腹膜透析相關(guān)性腹膜炎的關(guān)系

腹膜透析相關(guān)性腹膜炎是腹膜透析重要的并發(fā)癥之一，不僅可以促進(jìn)腹膜纖維化的發(fā)展，亦是腹膜透析患者死亡的一個(gè)重要因素。miRNA 在炎癥過程和炎癥性疾病中起著重要的負(fù)反饋?zhàn)饔?。通過靶向啟動(dòng)先天免疫反應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，以及直接靶向編碼特定炎癥介質(zhì)的mRNA，miRNA 可以對(duì)隨后的炎癥反應(yīng)程度產(chǎn)生重要影響[25]。

自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎患者腹膜透析流出液的microRNA-223 的表達(dá)明顯升高，這可能有助于區(qū)分炎癥與非炎癥性腹水[26]。MicroRNA-223 可能存在促炎作用，對(duì)早期診斷腹膜炎可能存在意義，但對(duì)于診斷細(xì)菌性炎癥是否有意義尚不明確。有研究發(fā)現(xiàn)，microRNA-21 與腹膜透析流出液中炎癥因子有相關(guān)性[21]。SHANG 等[27]研究表明，過表達(dá)microRNA-15a-5 可以通過與血管內(nèi)皮生長因子A 的mRNA 直接結(jié)合，抑制其表達(dá)，從而通過此途徑抑制高糖或晚期糖基化終末產(chǎn)物誘導(dǎo)的人腹膜間皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，從而抑制人腹膜間皮細(xì)胞中炎癥因子的表達(dá)。因此，誘導(dǎo)microRNA-15a-5 在體內(nèi)過表達(dá)，可能會(huì)減少腹膜透析液對(duì)腹膜細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥影響，進(jìn)而成為延緩腹膜纖維化進(jìn)程的治療靶點(diǎn)。zeste 同源物2 增強(qiáng)子EZH2 可以增加組蛋白 H3 的第 27 個(gè)氨基酸 H3K27 在 microRNA-142 基因啟動(dòng)子上的三甲基化，從而抑制其表達(dá)，進(jìn)而使炎癥因子及纖維化蛋白水平上調(diào)[28]。賈磊等[29]發(fā)現(xiàn)microRNA-216a-5p 可通過靶向高遷移率蛋白B1參與表皮葡萄球菌感染致腹膜透析相關(guān)性腹膜炎的發(fā)生。

MicroRNA-15a-5、microRNA-142 可能存在抑制炎癥的效應(yīng)，而 microRNA-216a-5p、microRNA-223、microRNA-21 可能具有促炎效應(yīng)。在腹膜透析相關(guān)性腹膜炎中miRNA 可直接或者間接地發(fā)揮作用，這將會(huì)引導(dǎo)臨床更好更快地對(duì)其進(jìn)行特異性的診斷及治療，減少患者對(duì)廣譜抗生素的暴露，使更多患者從急性腹膜炎中恢復(fù)，減少炎癥因子對(duì)腹膜功能的損害，從而延長腹膜透析作為連續(xù)性腎臟替代治療的時(shí)間。關(guān)于miRNA 和腹膜透析相關(guān)性腹膜炎關(guān)系的研究還較少，不同miRNA 對(duì)于炎癥效應(yīng)大小的影響及病原體感染的類型還未可知。

4 miRNA與腹膜纖維化的關(guān)系

腹膜纖維化是腹膜透析患者退出腹膜透析的主要并發(fā)癥，目前還沒有針對(duì)腹膜纖維化的生物標(biāo)志物及治療方法。大量研究表明，腹膜纖維化與EMT 存在密切關(guān)系。目前miRNA 與腹膜纖維化的主流研究是關(guān)于腹膜間皮細(xì)胞的EMT 過程，其他調(diào)控腹膜纖維化途徑與miRNA 的關(guān)系研究甚少。由于人類與腹膜透析實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的基因序列并不全是保守的，現(xiàn)在大部分基于動(dòng)物模型完成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果需待臨床試驗(yàn)考證。以下闡述一些目前研究過的抗腹膜纖維化和促腹膜纖維化的相關(guān)miRNA。

4.1 抗纖維化miRNA

XIAO 等[17]的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) microRNA-129-5p 可以直接靶向SIP1和SOX4基因的3'UTR，并抑制其轉(zhuǎn)錄后活性，其過表達(dá)可改善TGF-β1誘導(dǎo)的EMT，表明 TGF-β1/microRNA-29-5p/SIP1 或 SOX4 的新途徑可能在腹膜透析的EMT 和纖維化過程中發(fā)揮重要 作 用 。 ZHANG 等[18]發(fā) 現(xiàn) 經(jīng) TGF- β1處 理 的HMrSV5 細(xì)胞中，microRNA-589 水平降低，轉(zhuǎn)染microRNA-589 前體，使其過表達(dá)，可逆轉(zhuǎn)TGF-β1誘導(dǎo)的EMT，表明microRNA-589 在人腹膜間皮細(xì)胞中可介導(dǎo)TGF-β1誘導(dǎo)的EMT。MicroRNA-302c 的過表達(dá)可以通過下調(diào)CTGF 緩解TGF-β1誘導(dǎo)的EMT及腹膜纖維化，提示可能存在一條新的TGF-β1/microRNA-302c/CTGF 通路，在腹膜透析的EMT 和纖維化過程中發(fā)揮重要作用[22]。

HIF-1α 和 VEGF 在 microRNA-17-5p 和 3'UTR的介導(dǎo)下可以相互調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)控腹膜纖維化[23]。TGF-β1/Smad2 是 VEGF 的下游信號(hào)，VEGF 可能是microRNA-15a-5p的靶基因，過表達(dá)microRNA-15a-5p可逆轉(zhuǎn)腹膜纖維化，microRNA-15a-5p/VEGF 通路可能是預(yù)防腹膜透析患者腹膜纖維化的潛在靶點(diǎn)[27，30]。 苦 參 堿 可 能 通 過 microRNA-29b 和microRNA-129-5p 通路，以劑量依賴方式抑制脂多糖誘導(dǎo)的腹膜間皮細(xì)胞EMT[31]。MicroRNA-153-3p是人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞抗甲基乙二醛誘導(dǎo)的腹膜纖維化大鼠EMT 的關(guān)鍵分子，可能通過直接靶向Snai1 發(fā)揮其有益作用[32]。SI 等[33]發(fā)現(xiàn)，高糖酵解是EMT 和腹膜纖維化形成的原因，這種異常的代謝狀態(tài)可以通過調(diào)節(jié)腹膜中的miRNA 來糾正；該實(shí)驗(yàn)還表明，與單獨(dú)的miRNA 相比，過表達(dá)microRNA-26a、microRNA-200a、抑制 microRNA-21a 的 AAV1-miRNA三聯(lián)體獲得了更可靠的治療效果，包括顯著抑制高糖酵解和改善了腹腔液誘導(dǎo)的小鼠腹膜纖維化，從而推測(cè)microRNA-26a、microRNA-200a 在腹膜透析過程中起抗腹膜纖維化的作用。

miRNA 不僅可調(diào)節(jié)下游信號(hào)分子，還可以與其他非編碼RNA 相互作用。MicroRNA-296-3p 可以與lncRNA AK089579 競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合，間接增強(qiáng)腫瘤抑制基因DOK2 的表達(dá)，這反過來又抑制了Janus 激酶2/轉(zhuǎn)錄激活子3（JAK2/STAT3）信號(hào)通路的激活，從而抑制了腹膜間皮細(xì)胞的EMT、遷移和侵襲[34]。MicroRNA-454 過表達(dá)可能通過靶向STAT3 阻止晚期糖基化終末產(chǎn)物誘導(dǎo)的腹膜間皮細(xì)胞的EMT[35]。利用超聲- 微泡介導(dǎo)系統(tǒng)將microRNA-29b 和microRNA-30a 表達(dá)載體導(dǎo)入到動(dòng)物模型中，成功地誘導(dǎo)了2 種基因在腹膜中的高表達(dá)，并且抑制了PDF 誘導(dǎo)的腹膜纖維化[36-37]。E-鈣黏蛋白是維持上皮細(xì)胞表型的關(guān)鍵蛋白，microRNA-200a 通過靶向腹膜間皮細(xì)胞中的E 盒結(jié)合鋅指蛋白1/2（zinc finger E-box binding homeobox 1/2, ZEB1/ZEB2），對(duì)TGF-β1誘導(dǎo)的腹膜上皮細(xì)胞EMT 具有負(fù)性調(diào)節(jié)作用，能夠改善腹膜透析大鼠的腹膜纖維化和腹膜功能惡化[38-39]。而 microRNA-200c 通過靶向 ZEB2 和 Notch1可以改善EMT 及腹膜纖維化，microRNA-200c 的缺失可以促進(jìn)腹膜透析相關(guān)的腹膜纖維化[40]。

4.2 促纖維化miRNA

在經(jīng)TGF-β1誘導(dǎo)的人腹膜間皮細(xì)胞中，microRNA-21 表達(dá)上升，且程序性細(xì)胞死亡因子4（programmed cell death 4, PDCD4） 、 PDZD2、S100A10、成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor, FGF）18 及MATN2 可能是其調(diào)控腹膜纖維化的重要靶點(diǎn)[21]。ZHANG 等[41]研究發(fā)現(xiàn)，芹菜素可以通過microRNA-34a 調(diào)節(jié)腹膜纖維化，使用microRNA-34a 抑制劑處理后可觀察到EMT 的相關(guān)生物標(biāo)志物下降，但其具體機(jī)制尚未完全闡明且還需要進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

MicroRNA-145 可通過抑制FGF10 活性促進(jìn)腹膜纖維化發(fā)展過程中的EMT，而抑制microRNA-145 促進(jìn)了FGF10 的表達(dá)并逆轉(zhuǎn)了EMT[42]。MicroRNA-30b通過與骨形成蛋白-7 的3'UTR 結(jié)合，直接靶向并抑制骨形成蛋白-7，參與了大鼠腹膜細(xì)胞的EMT[43]，可能促進(jìn)了腹膜纖維化。YANG 等[44]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染VDR shRNA 能夠加劇腹膜間皮細(xì)胞的EMT 過程，當(dāng)用高糖處理時(shí)，microRNA-23 表達(dá)明顯上調(diào)。增強(qiáng)microRNA-23 表達(dá)可通過靶向維生素D 受體加重高糖誘導(dǎo)的EMT，表明microRNA-23 可能通過靶向維生素D 受體在高糖誘導(dǎo)的腹膜透析患者EMT 中起促進(jìn)作用。

CHE 等[45]研究發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)高糖刺激的腹膜間皮細(xì)胞中，血清反應(yīng)因子（serum response factor,SRF）可與microRNA-199a-5p/microRNA-214-3p 基因簇啟動(dòng)子結(jié)合，利用SRF 抑制劑可沉默microRNA-199a-5p和microRNA-214-3p，并減輕高糖腹透液誘導(dǎo)的腹膜損傷和纖維化，揭示了一個(gè)介導(dǎo)腹膜透析纖維化的新的SRF-microRNA-199a/microRNA-214-E-鈣黏蛋白/claudin-2 軸，表明microRNA-199a-5p 和microRNA-214-3p 可能是促腹膜纖維化miRNAs。

5 小結(jié)

miRNA 在維持腹膜功能及結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著重要的作用。隨著接受腹膜透析治療時(shí)間的延長，可在患者的腹膜透析流出液中檢測(cè)到表達(dá)譜的變化。改變相關(guān)miRNA 的表達(dá)可以調(diào)控炎癥因子的表達(dá)及EMT 進(jìn)程，進(jìn)而影響腹膜纖維化，表明miRNA 可能成為腹膜纖維化的診斷標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)。目前關(guān)于miRNA 與腹膜透析相關(guān)性腹膜炎的關(guān)系研究較少，不同類型病原菌的感染與miRNA 表達(dá)譜變化的關(guān)系尚不清楚，miRNA 具體通過哪些通路調(diào)控炎癥因子的表達(dá)還需進(jìn)一步研究。為了盡快找到防治及診斷腹膜透析相關(guān)性腹膜炎及腹膜纖維化的方法，還需要進(jìn)一步研究人類與動(dòng)物模型miRNA 的相關(guān)性，將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與臨床試驗(yàn)相結(jié)合，使更多的患者從腹膜透析中獲益。