顏　蕾，徐梅珍(綜述)，孔　磊(審校)

(1.山東大學附屬省立醫(yī)院內(nèi)分泌科，濟南 250012； 2.山東大學醫(yī)學院臨床醫(yī)學院，濟南 250000)

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循環(huán)微RNA在2型糖尿病及糖尿病前期中的意義

顏蕾1△，徐梅珍2△(綜述)，孔磊1※(審校)

(1.山東大學附屬省立醫(yī)院內(nèi)分泌科，濟南 250012； 2.山東大學醫(yī)學院臨床醫(yī)學院，濟南 250000)

摘要：微RNA(miRNA)是一類普遍存在的小分子RNA,通常在轉(zhuǎn)錄后水平抑制靶基因的表達。miRNA參與了多種疾病的基因調(diào)控并與糖尿病病程的發(fā)展有關。糖尿病是最常見的內(nèi)分泌代謝疾病，糖尿病前期是指一種異常的血糖狀態(tài)，特征為糖耐量減低和(或)空腹血糖受損。糖尿病前期在最終進展為顯性2型糖尿病(T2DM)之前，可以持續(xù)相當長的時間，目前關于循環(huán)miRNA在T2DM及糖尿病前期中的作用仍需大量研究證實。

關鍵詞：糖尿病，2型；微RNA；糖尿病前期

糖尿病是最常見的內(nèi)分泌代謝疾病，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民生活水平的提高，它已成為危害公眾健康的主要疾病之一。1993年我國調(diào)查地區(qū)居民糖尿病患病率僅為0.19%，至1998年已增至0.32%，2003年增至0.56%，至2008年已高達1.07%，約是1993年的6倍[1]。據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計，我國2010年20~79歲人群中的糖尿病患者為4 316萬人，患病率為4.5%；推測到2030年，患病率將達到5%[2]。2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)占所有糖尿病患者的80%，目前全世界約有1.5億人罹患T2DM，預測今后20年內(nèi)這一數(shù)字還將增加1倍[3]。因此必須采取有效的措施來遏制糖尿病發(fā)病率不斷上升的趨勢。

微RNAs(miRNAs)是一組內(nèi)源性、功能性的非編碼小RNA片段，長度為21～23個堿基對。成熟的miRNA通過與信使RNA基于堿基互補配對原則結(jié)合，抑制信使RNA的翻譯，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達[4]。自從發(fā)現(xiàn)miRNA以來，已經(jīng)證實在包括T2DM的多種人類疾病中，miRNA具有重要意義，而且表現(xiàn)出與健康狀態(tài)不一致的異常表達譜。現(xiàn)就miRNA在T2DM中檢測的意義綜述如下。

1在T2DM中發(fā)現(xiàn)的miRNA類型

在諸如惡性腫瘤等領域中，很容易經(jīng)由手術等外科途徑獲得大量的組織標本用于miRNA的檢測與研究，得到的研究結(jié)果又可以回饋至臨床。但在對T2DM的研究中，臨床組織標本(特別是胰腺組織的標本)極難獲得，因此雖然miRNA在T2DM中的研究已不少見，多數(shù)研究仍限于利用細胞系或動物模型的體外實驗。已被報道與T2DM相關的miRNA包括miR-301a[5]、miR-15a[6]、miR-143[7]、miR-33a[8]、miR-9[9]、miR-124a2[10-11]、miR-375[12]、miR-29[13]、miR-30d[14]、miR-34a和miR-146[15]等。

2miRNA研究的新趨勢：循環(huán)miRNA在T2DM中的意義

最新研究發(fā)現(xiàn)miRNA也存在于人的循環(huán)血液中，能從外周血檢測到，而且穩(wěn)定性與重復性均滿意[16]。與信使RNA不同的是，miRNA非常穩(wěn)定，甚至能抵御RNA酶的消化作用[16-18]。這一特性使外周血miRNA有望成為惡性腫瘤及其他疾病中新的非創(chuàng)傷性標志物[19-20]。正因為在T2DM研究中，臨床組織標本很難獲得，而針對組織標本(如胰腺)的研究結(jié)果也難以直接應用于臨床，因此循環(huán)miRNA在T2DM中的臨床應用前景對于T2DM患者具有更為顯著的意義。最近已開始出現(xiàn)個別循環(huán)miRNA在T2DM中的研究的報道[21-22]。

Zampetaki等[21]在miRNA芯片檢測結(jié)果的基礎上，挑選出13個miRNA，在來自Bruneck人群研究的80例T2DM患者及80例健康對照者中進行驗證，結(jié)果13個miRNA中有12個與T2DM顯著相關(miR-24、miR-21、miR-20b、miR-15a、miR-126、miR-191、miR-197、miR-223、miR-320、miR-486、miR-150、miR-28-3p)；第二輪驗證中，在全部822例Bruneck人群中，miR-126預測T2DM的意義最為顯著；利用顯著性最高的5個miRNA(miR-15a、miR-126、miR-320、miR-223、miR-28-3p)來區(qū)分T2DM與健康對照者，靈敏度與特異度分別為70%和92%。

Kong等[22]在前期工作中，對T2DM發(fā)病過程中7個T2DM相關miRNA(miR-9、miR-29a、miR-30d、miR-34a、miR-124a、miR-146a、miR-375)在臨床病例外周血中的表達及臨床意義進行了研究。研究包括3組研究對象，分別為初發(fā)T2DM患者(newly diagnosed T2DM，n-T2DM)、初診糖尿病前期患者以及糖耐量正常(normal glucose tderance，NGT)的T2DM易患個體(T2DM-susceptible individuals with NGT，s-NGT)[22]。

存在于循環(huán)細胞(包括血細胞和循環(huán)的單個核細胞)中的miRNA與循環(huán)miRNA略有不同。Karolina等[23]利用miRNA芯片檢測全血中miRNA的表達，檢測對象包括14例空腹血糖受損(impaired fasting glucose，IFG)患者、21例T2DM患者及15例健康對照者，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-144、miR-192、miR-29a在IFG中升高，并在T2DM中進一步升高；miR-146在IFG與T2DM中均降低；而miR-150和miR-320則在IFG中降低，在T2DM中升高；miR-182和miR-30d則正好相反。

Caporali等[24]發(fā)現(xiàn)一個與糖尿病性血管內(nèi)皮細胞功能受損相關的miR-503在11例伴有嚴重肢體缺血癥狀的T2DM患者的血漿中含量升高。該miRNA在上述其他幾項研究中未被發(fā)現(xiàn)，提示它可能是T2DM中活動性缺血的標志。

3miRNA在糖尿病前期中的研究現(xiàn)狀

糖尿病前期是指一種異常的血糖狀態(tài)，特征為糖耐量減低(impaired glucose tolerance，IGT)和(或)IFG。IFG的診斷標準為空腹血糖為5.6～6.9 mmol/L；IGT的診斷標準為葡萄糖耐量試驗時2 h血糖為7.8～11.0 mmol/L[25]。美國糖尿病協(xié)會最新更新的指南中建議將糖化血紅蛋白處于5.7%～6.4%的個體也歸于糖尿病前期[26]。

對糖尿病前期患者采取干預措施，在防治T2DM中具有重要意義。首先，糖尿病前期的發(fā)病率極高，美國目前有糖尿病患者2400萬，糖尿病前期患者則超過5700萬[27]，2010年，我國20~79歲的人群中，單純IGT的患病率為6.9%，遠高于糖尿病的患病率[1]，可見糖尿病前期的患病人數(shù)較糖尿病患者更多，增加的趨勢也更為明顯；其次，糖尿病前期患者發(fā)展為顯性T2DM的風險遠遠高于健康者，其中IFG合并IGT者又遠高于單純IFG和單純IGT患者[28-29]。如無任何干預措施，絕大多數(shù)糖尿病前期患者最終都將發(fā)展至顯性T2DM。最后，在糖尿病前期進行干預(包括生活方式干預和藥物干預)，可以有效延緩甚至逆轉(zhuǎn)進展至顯性T2DM的進程。多個大規(guī)模臨床研究的結(jié)果已經(jīng)證實，積極的生活方式干預可以將IGT進展至顯性糖尿病的比例減少50%左右[30-31]。

糖尿病前期是從糖尿病易感者到顯性T2DM的病理發(fā)展過程，在最終進展為顯性T2DM之前，可以持續(xù)相當長的時間，平均8～10年[32]；對于一個新發(fā)現(xiàn)的糖尿病前期患者，很難準確判斷該患者是處于糖尿病前期的早期階段，還是已經(jīng)接近進展到顯性T2DM；判斷糖尿病前期患者的病程是否仍然可逆，不僅有助于深入理解糖尿病前期的分子生物學基礎，更具有重要的臨床意義。

目前的研究通常試圖篩選某些miRNA作為T2DM的標志物。除了這一傳統(tǒng)思路，能否以T2DM相關miRNA的表達來判斷糖尿病前期患者的病理進展過程及轉(zhuǎn)歸？

關于循環(huán)miRNA在糖尿病前期中的研究，目前僅見Kong等[22]所在課題組已發(fā)表的文章，他們研究發(fā)現(xiàn)，7個T2DM相關miRNA表達水平在n-T2DM組顯著升高；而在初診糖尿病前期患者組，這7個miRNAs的表達與s-NGT組類似，差異無統(tǒng)計學意義。這一結(jié)果表明，當T2DM易患者發(fā)展到糖尿病前期的早期階段，雖然血糖水平已經(jīng)異常，外周血中T2DM相關miRNA的表達水平與表達譜尚未發(fā)生明顯改變，其改變應該是發(fā)生于糖尿病前期進展至初發(fā)T2DM之間的某個時間點。同時該結(jié)果也表明，作為從正常血糖到顯性T2DM之間過渡階段的糖尿病前期，從基因表達改變的角度來說，應該是更接近于血糖正常者，而與顯性T2DM差異有統(tǒng)計學意義。這也能夠解釋為何在糖尿病前期的干預措施能夠非常有效地逆轉(zhuǎn)顯性糖尿病的發(fā)生。

4小結(jié)

糖尿病目前已成為我國的常見病、多發(fā)病，糖尿病及其并發(fā)癥已嚴重危害患者的生存質(zhì)量，并且其危害在糖尿病前期階段已然存在。miRNA作為一種新興標志物，其研究在腫瘤領域已有長足的進步。而糖尿病相關的循環(huán)miRNA作為一種鑒別糖尿病病程進展的新興標志物同樣受到研究者的密切關注，如何通過miRNA的表達情況明確患者由糖尿病前期轉(zhuǎn)變?yōu)轱@性糖尿病的發(fā)展情況仍需深入的探討及研究，同時其在臨床領域的具體應用還有待進一步發(fā)展。

參考文獻

[1]中華人民共和國衛(wèi)生部.2010中國衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒[M]. 北京：中國協(xié)和醫(yī)科大學出版社, 2010.

[2]International Diabetes Federation. IDF Diabetes atlas, 6th edition[M/OL]. Brussels, Belgium: International Diabetes Federation, 2013. http://www.idf.org/diabetesatlas.

[3]Wild S,Roglic G,Green A,etal.Global prevalence of diabetes: estimates for the year 2000 and projections for 2030[J].Diabetes Care,2004,27(5):1047-1053.

[4]Ji J,Wang XW.New kids on the block: diagnostic and prognostic microRNAs in hepatocellular carcinoma[J].Cancer Biol Ther,2009,8(18):1686-1693.

[5]Panguluri SK,Tur J,Chapalamadugu KC,etal.MicroRNA-301a mediated regulation of Kv4.2 in diabetes: identification of key modulators[J].PLoS One,2013,8(4):e60545.

[6]Sun LL,Jiang BG,Li WT,etal.MicroRNA-15a positively regulates insulin synthesis by inhibiting uncoupling protein-2 expression[J].Diabetes Res Clin Pract,2011,91(1):94-100.

[7]Jordan SD,Krüger M,Willmes DM,etal.Obesity-induced overexpression of miRNA-143 inhibits insulin-stimulated AKT activation and impairs glucose metabolism[J].Nat Cell Biol,2011,13(4):434-446.

[8]Wijesekara N,Zhang LH,Kang MH,etal.miR-33a modulates ABCA1 expression, cholesterol accumulation, and insulin secretion in pancreatic islets[J].Diabetes,2012,61(3): 653-658.

[9]Plaisance V,Abderrahmani A,Perret-Menoud V,etal.MicroRNA-9 controls the expression of Granuphilin/Slp4 and the secretory response of insulin-producing cells[J].J Biol Chem,2006,281(37):26932-26942.

[10]Baroukh N,Ravier MA,Loder MK,etal.MicroRNA-124a regulates Foxa2 expression and intracellular signaling in pancreatic beta-cell lines[J].J Biol Chem,2007, 282(27):19575-19588.

[11]Lantz KA,Vatamaniuk MZ, Brestelli JE,etal. Foxa2 regulates multiple pathways of insulin secretion[J].J Clin Invest,2004,114(4):512-520.

[12]Poy MN,Eliasson L,Krutzfeldt J,etal.A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion[J].Nature,2004,432(7014):226-230.

[13]He A,Zhu L,Gupta N,etal.Overexpression of micro ribonucleic acid 29, highly up-regulated in diabetic rats, leads to insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes[J].Mol Endocrinol,2007,21(11):2785-2794.

[14]Tang X,Muniappan L,Tang G,etal.Identification of glucose-regulated miRNAs from pancreatic {beta} cells reveals a role for miR-30d in insulin transcription[J].RNA,2009,15(2):287-293.

[15]Lovis P,Roggli E,Laybutt DR,etal.Alterations in microRNA expression contribute to fatty acid-induced pancreatic beta-cell dysfunction[J].Diabetes,2008,57(10):2728-2736.

[16]Chen X,Ba Y,Ma L,etal.Characterization of microRNAs in serum:a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases[J].Cell Res,2008,18(10):997-1006.

[17]Gilad S,Meiri E,Yogev Y,etal.Serum microRNAs are promising novel biomarkers[J].PLoS One,2008,3(9):e3148.

[18]Mitchell PS,Parkin RK,Kroh EM,etal.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2008,105(30):10513-10518.

[19]Huang Z,Huang D,Ni S,etal.Plasma microRNAs are promising novel biomarkers for early detection of colorectal cancer[J].Int J Cancer,2010,127(1):118-126.

[20]Jackson DB.Serum-based microRNAs: are we blinded by potential?[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2009,106(1): E5.

[21]Zampetaki A,Kiechl S,Drozdov I,etal.Plasma microRNA profiling reveals loss of endothelial miR-126 and other microRNAs in type 2 diabetes[J].Circ Res,2010,107(6):810-817.

[22]Kong L,Zhu J,Han W,etal.Significance of serum microRNAs in pre-diabetes and newly diagnosed type 2 diabetes: a clinical study[J].Acta Diabetol,2011,48(1):61-69.

[23]Karolina DS,Armugam A,Tavintharan S,etal.MicroRNA 144 impairs insulin signaling by inhibiting the expression of insulin receptor substrate 1 in type 2 diabetes mellitus[J].PLoS One, 2011,6(8):e22839.

[24]Caporali A,Meloni M,Vollenkle C,etal.Deregulation of micro-RNA-503 contributes to diabetes mellitus-induced impairment of endothelial function and reparative angiogenesis after limb ischemia[J].Circulation,2011,123(3):282-291.

[25]Garber AJ,Handelsman Y,Einhorn D,etal.Diagnosis and management of prediabetes in the continuum of hyperglycemia—When do the risks of diabetes begin? A consensus statement from the American College of Endocrinology and the American Association of Clinical Endocrinologists[J].Endocr Pract,2008,14(7):933-

946.

[26]American Diabetes Association. Diagnosis and classification of diabetes mellitus[J].Diabetes Care,2008,30 Suppl 1:S42-47.

[27]Centers for Disease Control and Prevention. Number of people with diabetes increases to 24 million[N/OL].CDC Newsroom,2008-06-24.http://www.cdc.gov/media/pressrel/2008/r080624.htm.

[28]Nathan DM,Davidson MB,DeFronzo RA,etal.Impaired fasting glucose and impaired glucose tolerance: implications for care[J].Diabetes Care,2007,30(3):753-759.

[29]Gerstein HC,Santaguida P,Raina P,etal.Annual incidence and relative risk of diabetes in people with various categories of dysglycemia: a systematic overview and meta-analysis of prospective studies[J].Diabetes Res Clin Pract,2007,78(3):305-312.

[30]Knowler WC,Barrett-Connor E,Fowler SE,etal.Reduction in the incidence of type 2 diabetes with lifestyle intervention or metformin[J].N Engl J Med,2002,346(6):393-403.

[31]Tuomilehto J,Lindstrom J,Eriksson JG,etal.Prevention of type 2 diabetes mellitus by changes in lifestyle among subjects with impaired glucose tolerance[J].N Engl J Med,2001,344(18):1343-1350.

[32]Bertram MY,Vos T.Quantifying the duration of pre-diabetes[J].Aust NZ J Public Health,2010,34(3):311-314.

The Research of Circulating MicroRNA in Type 2 Diabetes and Pre-diabetes

YANLei1,XUMei-zhen2,KONGLei1.

(1.DepartmentofEndocrinology,ProvincialHospitalAffiliatedtoShandongUniversity,Jinan250012,China; 2.CollegeofClinicalMedicine,ShandongUniversitySchoolofMedicine,Jinan250000,China)

Abstract：MicroRNAs(miRNAs) are a family of small nonprotein-coding RNAs.They inhibit the expression of target gene at post-transcriptional level.MiRNAs are involved in gene regulation of various diseases and related with the diabetes development.Diabetes is the most common endocrine metabolic disease.Pre-diabetes refers to a state of abnormal blood glucose,characteristics of reduced glucose tole-rance and/or impaired fasting glucose. Pre-diabetes,before eventually developed to overt type 2 diabetes can last a long time.But more studies based on large population are needed to identify the role of circulating miRNA in type 2 diabetes and pre-diabetes.

Key words：Diabetes mellitus,type 2; MicroRNAs; Prediabetic state

基金項目：國家自然科學基金(H0712/81100569)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.03.035

中圖分類號：R-1； R587.1

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)03-0477-03