苑佳奇，沈曉丹，張志鳳，丁海麥，張學(xué)明

(包頭醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014040)

MicroRNA (miRNA)是小型非編碼RNA，能夠通過抑制信使RNA(mRNA)翻譯或促進 mRNA 降解，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達。無數(shù)生理過程和病理的結(jié)果，包括癌癥，心血管和代謝疾病，高度依賴于miRNA[1]。微小核糖核酸(miRNA)在1993年首次在秀麗隱桿線蟲中觀察到Lin-4基因[2]，這一發(fā)現(xiàn)促進了微小核糖核酸的研究，并很快在脊椎動物和無脊椎動物中發(fā)現(xiàn)了更多的miRNA[3]。

大多數(shù)miRNAs是通過典型途徑合成的，其中miRNA基因通過RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生pri-miRNAs(具有多個發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的長轉(zhuǎn)錄物)。Pri-miRNAs由包含Drosha/DGCR8蛋白的微處理器蛋白質(zhì)復(fù)合物處理，導(dǎo)致產(chǎn)生稱為前miRNAs的較小前體分子。前miRNA通過核質(zhì)/細胞質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白Exportin5從細胞核輸出后，通過細胞質(zhì)中的Dicer蛋白進一步加工，產(chǎn)生短的雙鏈miRNA。成熟的miRNA引導(dǎo)RISC(一種含有Ago蛋白的復(fù)合物)靶向基因的mRNA，導(dǎo)致mRNA降解(miRNA具有完全互補序列匹配的mRNA)或翻譯抑制(mRNA中不完全互補序列匹配)。在非經(jīng)典途徑中，miRNAs可以在結(jié)合蛋白Drosha/DGCR8或Dicer非依賴性途徑中合成。短的前miRNA樣前體可以來自mitron、endo-shRNA、tRNA或其他非編碼RNA。在某些特殊條件下，前體可以用Ago2代替Dester進行加工，使其成熟為miRNA[4]。

1 腎足細胞與腎臟疾病的關(guān)系

腎單位是由腎小體和腎小管兩部分組成，腎小體又分為腎小球和腎小囊。腎小球又稱毛細血管球是病變最常見的發(fā)生部位。腎小球過濾屏障負責(zé)血液從傳入小動脈到鮑曼間隙的選擇性過濾。過濾屏障包括3層:腎小球上皮、基底膜和縫隙隔膜。足細胞維持腎小球過濾屏障，足細胞足突附著在腎小球基底膜(GBM)的腎小球毛細血管上，形成細胞間連接，在相鄰足突之間的界面上呈階梯狀結(jié)構(gòu)，形成縫隙隔膜過濾屏障，幫助維持正常的腎功能?？p隙隔膜是阻止蛋白質(zhì)進入尿液濾液的最后一道屏障。縫隙隔膜，這是一種重要的結(jié)構(gòu)，有助于連接相鄰的足部過程，并形成參與維持正常腎功能的過濾屏障。該區(qū)域的損傷與腎小球疾病的發(fā)生和發(fā)展有關(guān)[5]。有研究表明單個足細胞分子異常與蛋白尿和腎小球硬化之間存在因果關(guān)系。足細胞應(yīng)激細胞通常在健康狀態(tài)下保持體內(nèi)平衡。當(dāng)遇到生理壓力或病理刺激且當(dāng)壓力超過其補償能力時，它們可能會受到損傷。受損的足細胞會消失，從而失去結(jié)構(gòu)并擴散，導(dǎo)致過濾屏障功能降低。蛋白尿是足細胞受損的早期結(jié)果，也是腎臟疾病的早期癥狀。因此足細胞在腎臟疾病中具有關(guān)鍵作用。

2 miRNA對腎足細胞的影響

miRNA的表達改變，從而導(dǎo)致發(fā)病。近年來，miRNA對腎臟的生理和病理調(diào)節(jié)中的研究已經(jīng)成為一個重要的、具有潛力的研究領(lǐng)域。各種腎臟疾病中miRNA的鑒定和表征可能引起新診斷工具和治療干預(yù)的突破性發(fā)展。miRNA的表達導(dǎo)致足細胞損傷大體可分為兩類:一類與肌動蛋白動力學(xué)有關(guān)，肌動蛋白是足細胞足突的關(guān)鍵組成部分，肌動蛋白形成主要的細胞骨架，細胞骨架主要影響足突的結(jié)構(gòu)完整性，導(dǎo)致足細胞損傷；另一類與附著于基底膜有關(guān)，基底膜損傷可能導(dǎo)致足細胞分離時足細胞密度的損失[6]。

2.1腎足細胞中miRNA的表達 在膜性腎病中，miR-378a對結(jié)合蛋白(NPNT)具有特異性。NPNT定位于細胞外基質(zhì)，與miR-378a的表達具有相關(guān)性。轉(zhuǎn)化生長因子β誘導(dǎo)miR-378a的表達，導(dǎo)致NPNT表達的喪失。在斑馬魚模型中，敲除NPNT或表達miR-378a會導(dǎo)致水腫、足細胞足突消失和腎小球基底膜(glomerular basement membrane,GBM)改變[7]。研究表明糖尿病腎病(DN)db/db小鼠的miRNA-337表達增加，通過上調(diào)IL-6和IL-18水平導(dǎo)致足細胞損傷。IL-6是糖尿病腎病相關(guān)腎損傷的原因之一，其使腎小球內(nèi)皮細胞通透性增加、系膜細胞擴張、纖維連接蛋白上調(diào)和GBM增厚。IL-18 誘導(dǎo)腫瘤壞死因子TNF-a的產(chǎn)生，從而加重足細胞的損傷[8]。Drosha和Dicer是兩種RNAase Ⅲ酶，依次作用產(chǎn)生成熟的miRNA。miRNA生物合成中，足細胞特異性缺失Dicer導(dǎo)致糖尿病小鼠嚴重的腎損傷，在足細胞中，Dicer的選擇性失活導(dǎo)致足突消失、蛋白尿、腎小管間質(zhì)纖維化、腎小球硬化，最終可能因嚴重腎衰竭而死亡，這表明miRNA在DN的發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用[9]。此外，成年小鼠足細胞的誘導(dǎo)性Drosha缺失也導(dǎo)致腎小球疾病，也證明miRNA在維持正常足細胞功能中具有重要性[10]。miRNA-200c-3p在活化的情況下被內(nèi)皮祖細胞從腎小球內(nèi)皮細胞轉(zhuǎn)移到足細胞，可引起足細胞miR-200c-3p表達增加，導(dǎo)致足細胞血管內(nèi)皮生長因子產(chǎn)生減少，最終導(dǎo)致足細胞功能障礙[11]。miR-193a是足細胞分化和體內(nèi)平衡的主要調(diào)節(jié)因子， miR-193a上調(diào)抑制足細胞功能的主要調(diào)節(jié)因子WT1，WT1表達水平的降低導(dǎo)致其靶基因PODXL(足細胞粘蛋白)和NPHS1(腎蛋白)下調(diào)，引發(fā)整個足細胞穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的崩潰，足細胞足突廣泛消失，從而導(dǎo)致FSGS病[12]。miR-193a驅(qū)動的FSGS中，增加了高密度脂蛋白成分APOA1。APOA1可以促進膽固醇流出，也可引起足細胞損傷[13]。有研究表明Foxc2作為最早的足細胞標志，它在足細胞的分化、發(fā)育和成熟中具有突出的作用，在Foxc2敲除小鼠中，足細胞未能形成足突和隔膜，也不能分化，而Foxc2等位基因的缺失可導(dǎo)致嚴重的足細胞損傷和足細胞完整性必需基因的失調(diào)，由于Foxc2是一種非常重要的足細胞轉(zhuǎn)錄因子，并且高度參與足細胞分化，miR-548c-5p的去除影響FOXC2水平，進而影響足細胞分化過程[14]。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者足細胞miR-221的高表達，細胞外小泡(EVs)是近端小管細胞損傷的關(guān)鍵介質(zhì)，EVs的miR-221通過Wnt/β-連環(huán)蛋白信號傳導(dǎo)介導(dǎo)足細胞損傷。miR-221和Wnt/β-連環(huán)蛋白信號之間的聯(lián)系，表明miR-221的表達誘導(dǎo)β-連環(huán)蛋白核積累，最終導(dǎo)致近端小管細胞去分化[15]。小鼠足細胞中miR-30a-5p水平的降低導(dǎo)致足細胞凋亡和耗竭、GBM損傷和足突消失。此外，miR-30a負調(diào)節(jié)足細胞受體α(GRα)的表達，抑制miR-30a可以改善受損足細胞的類固醇反應(yīng)性，類固醇還能直接影響特化的腎足細胞的形態(tài)和細胞骨架特征，并改善其完整性和存活率，具有抗蛋白尿作用[16]。最近一種抑制糖尿病腎病的miRNA被報道，糖尿病足細胞功能障礙的增加加重了糖尿病引起的腎損傷。miR-26a-5p在糖尿病腎病中表達較低，而TLR4在糖尿病腎病中表達較高。降低TLR4和核因子κB的表達可抑制高糖(HG)誘導(dǎo)的足細胞損傷。這表明miR-26a-5p具有保護作用，將為臨床糖尿病腎病的預(yù)防提供了一個新的治療靶點[17]。

2.2miRNA在影響足細胞密度中的作用 在腎小球疾病中Stat3增加，miRNA-92a是一種Stat3的已知下游靶點，并證明miR-92a的上調(diào)可以特異性的控制足細胞中細胞周期調(diào)節(jié)因子p57的表達，因此miR-92a是足細胞靜止的潛在關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[7]。在糖尿病腎病中MiR-770-5p上調(diào)，TIMP3在糖尿病腎組織和HG誘導(dǎo)的足細胞中下調(diào)。miR-770-5p是HG處理的足細胞中TIMP3的靶點。miR-770-5p的敲除通過靶向HG處理的足細胞中的TIMP3，起到抑制足細胞凋亡和炎癥因子的釋放的作用，這表明miR-770-5p可能是糖尿病腎病治療的潛在治療靶點[18]。我們發(fā)現(xiàn)circ_0000285在糖尿病腎病小鼠模型和小鼠足細胞中顯著增加。circ_0000285在小鼠足細胞中過度表達，促進足細胞損傷。miR-654-3p被確定為circ_0000285的目標。通過敲除circ_0000285，足細胞中腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-6和白細胞介素-1β的蛋白水平受到抑制，miR-654-3p在足細胞炎癥細胞因子中具有相關(guān)作用，miR-654-3p的下調(diào)極大地誘導(dǎo)了足細胞的凋亡[19]。足細胞經(jīng)高水平葡萄糖處理后，TIMP3水平下調(diào)，其水平由HOXA-AS2正向調(diào)節(jié)，由miRNA-302b-3p負向調(diào)節(jié)。miRNA-302b-3p為結(jié)合HOXA-AS2的靶基因，TIMP3是miRNA-302b-3p的下游基因。高水平的葡萄糖治療可以上調(diào)足細胞中miRNA-302b-3p的水平，促進了足細胞中白細胞介素-1β和腫瘤壞死因子-α的水平。過度表達的miRNA-302b-3p對足細胞增殖能力具有抑制作用[20]。研究指出在人類樣本中，與健康對照組相比，糖尿病患者腎臟活檢組織中miR-21的表達增加。miR-21的下調(diào)通過靶向金屬蛋白酶抑制劑3(TIMP3)抑制鏈脲霉素(STZ)誘導(dǎo)的糖尿病腎病大鼠和高血糖處理的足細胞的糖尿病腎病進展，miR-21通過調(diào)節(jié)磷酸酶和張力素同源物(PTEN)導(dǎo)致足細胞功能障礙，使足細胞丟失。闡明了miR-21在糖尿病腎病進展中的新調(diào)節(jié)機制，并為糖尿病腎病治療提供了潛在的靶點[21]。據(jù)報道，發(fā)現(xiàn)HG損害了足細胞存活率，而miR-218轉(zhuǎn)染能夠提高足細胞存活率。在基于5-乙炔基-2′-脫氧尿苷(EdU)的增殖試驗中，我們發(fā)現(xiàn)HG水平損害足細胞增殖，而miR-218轉(zhuǎn)染能夠克服這種損害。因此表明miR-218過表達與足細胞增殖增強有關(guān)。miR-218能夠抑制由HG水平引起的足細胞凋亡是因為miR-218能夠破壞HG濃度處理足細胞中IKKβ/NF-κB途徑的激活以此來減少足細胞死亡、腎損傷和與糖尿病腎病相關(guān)的炎癥反應(yīng)。并進一步發(fā)現(xiàn)，miR-218介導(dǎo)這些保護作用的能力與其結(jié)合IKKβ基因的能力相關(guān)，阻止其翻譯，從而抑制炎癥性核因子κB途徑的激活[22]。研究表明，與對照組相比，阿霉素誘導(dǎo)的腎足細胞中miR-874-3p的表達水平顯著增加， miR-874-3p直接靶向甲硫氨酸亞砜還原酶B3 (MsrB3)，下調(diào)MsrB3的表達水平。MsrB3是一種含鋅酶，通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激和細胞凋亡在一些疾病中發(fā)揮重要作用。MsrB3阻斷后氧化應(yīng)激和細胞凋亡增加?？梢缘贸鼋Y(jié)論，阻斷miR-874-3p后，miR-874-3p的表達水平降低，MsrB3的表達水平升高，以抑制氧化應(yīng)激和細胞凋亡。因此miR-874-3p/MsrB3可能被認為是診斷和治療阿霉素誘導(dǎo)的腎足細胞損傷的新靶點[23]。研究發(fā)現(xiàn)，在免疫球蛋白A腎病(IgAN)中miR-27a-3p上調(diào)，miR-27a-3p通過直接靶向FosB蛋白來調(diào)節(jié)細胞凋亡、細胞增殖以及人足細胞和HK2細胞炎性細胞因子的釋放，誘導(dǎo)足細胞損傷。研究顯示miR-27a-3p有望為IgAN提供新的治療策略[24]。

綜上所述，多種miRNA誘導(dǎo)足細胞損傷與慢性腎病的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。腎小球疾病領(lǐng)域，尤其是足細胞病領(lǐng)域的最新科學(xué)交流和整合方法極大地提高了研究的深度，對導(dǎo)致足細胞病基因突變的進一步研究是必要的，miRNA穩(wěn)定性很好，常用作診斷marker ，可能為疾病的發(fā)病機制提供新的見解， 為各種足細胞疾病提供新的治療靶點，并指導(dǎo)我們理解潛在的治療靶點，這些靶點可能解決難治性腎病綜合征患者未滿足的需求。