張明

摘要：糖尿病腎病（DN）是最主要的一種糖尿病微血管并發(fā)癥，也是目前首位引起終末期腎?。‥SRD）的原因。因此其早期診斷對于減少DN的發(fā)生、延緩疾病進展和改善患者生活質量至關重要。DN目前的診斷主要依靠尿微量白蛋白檢測，但其檢測結果會受到多種因素的影響，具有較大的局限性。近年來有學者發(fā)現微小RNA（miRNA）和長鏈非編碼RNA（lncRNA）與DN和ESRD密切相關，可能有助于DN的早期診斷和疾病進展的預測。本文主要就miRNA及l(fā)ncRNA在糖尿病腎病中的作用機制及臨床診斷中應用進展作一綜述，以期為DN的早期診斷提供新的思路。

關鍵詞：糖尿病腎病;生物標志物;臨床診斷;微小RNA;長鏈非編碼RNA

中圖分類號：R587.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.21.017

文章編號：1006-1959（2020）21-0058-04

Abstract：Diabetic nephropathy （DN） is the most important type of diabetic microvascular complication and is currently the first cause of end-stage renal disease （ESRD）. Therefore， its early diagnosis is essential to reduce the occurrence of DN， delay disease progression and improve the quality of life of patients. The current diagnosis of DN mainly relies on urine microalbumin detection， but its detection results will be affected by a variety of factors， which have greater limitations. In recent years， some scholars have discovered that microRNA （miRNA） and long-chain non-coding RNA （lncRNA） are closely related to DN and ESRD， which may contribute to the early diagnosis of DN and the prediction of disease progression. This article mainly reviews the mechanism of miRNA and lncRNA in diabetic nephropathy and the progress in clinical diagnosis， in order to provide new ideas for the early diagnosis of DN.

Key words：Diabetic nephropathy;Biomarker;Clinical diagnosis;microRNA;Long non-coding RNA

隨著全球范圍內糖尿?。―M）患病人數的迅速增長和患者整體生存時間的延長，糖尿病相關慢性腎臟疾病的發(fā)生率也在不斷提高。據統(tǒng)計[1]，美國有接近50%的DM患者表現出微量白蛋白尿的癥狀，接近10%的患者出現大量白蛋白尿。而在我國有超過30%的DM住院患者合并腎臟損害[2]。目前無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，糖尿病腎?。―N）都已經成為慢性腎臟疾?。–KD）的首位病因。作為DM患者最常見的一種微血管并發(fā)癥，DN已經成為終末期腎?。‥SRD）最主要的原因，也是導致DM患者死亡的重要原因，嚴重影響患者的生存質量和生命啊健康。早期DM存在隱匿性，無典型臨床癥狀，診斷較為困難，很多患者確診時已經處于中晚期階段。一直以來，臨床都使用尿微量白蛋白作為DM診斷和病情進展評價的指標，但其受到其他因素影響較大，而且很多患者在出現微量蛋白尿之前就已經發(fā)現有腎小管萎縮、腎小球纖維化、腎間質纖維化等病理改變，因此尋找有效的DM早期診斷標志物就尤為重要。真核生物中被轉錄的基因組多達90%，但其中只有1%～2%能夠進行蛋白質編碼，剩余的絕大多數機會轉錄為非編碼RNA，包括微小RNA（MicroRNA/miRNA）和長鏈非編碼 RNA（LncRNA），二者都在生物體生命活動的調節(jié)中發(fā)揮著一定作用，同時其與DN之間的關系也越來越受到關注，可能會成為DN診斷和治療新的標志物和靶[3]。本文主要就miRNA及l(fā)ncRNA在糖尿病腎病中的作用機制及臨床診斷中應用進展作一綜述，以期為DN的早期診斷提供新的思路。

1微小RNA

miRNA是一種由約20個核苷酸組成的內源性表達的非編碼RNA，其可通過誘導信使RNA降解、阻斷蛋白質翻譯等方式對基因表達產生影響。miRNA可調控的蛋白編碼基因有60%左右，因此miRNA被認為在很多疾病的發(fā)生和發(fā)展中都有潛在作用[4]。研究顯示[5，6]，miRNA與DN的病理過程有關，其可通過調節(jié)DN發(fā)病過程中的多個不同信號通路對病程發(fā)展產生很大影響，包括轉化生長因子-β（TGF-β）、蛋白激酶B（Akt）、核轉錄因子-κB（NF-κB）等，通過這些信號通路，miRNA可參與到DN發(fā)病和發(fā)展中的多個環(huán)節(jié)，如系膜細胞增生肥大、細胞外基質生成、足細胞損傷、腎小管上皮細胞轉分化、腎間質纖維化等。對miRNA的研究不僅有助于了解DN發(fā)生發(fā)展復雜的機制，還使其有可能成為DN診斷潛在的生物標志物，體液中某些miRNA發(fā)生的特異性改變能幫助臨床對DN進行早期診斷和病情發(fā)展監(jiān)測。

有研究對美國DN患者miR-21表達情況進行分析發(fā)現，DN患者腎小球miR-21表達水平與患者腎功能降低和腎臟纖維化程度加重呈明顯正相關，其可通過磷酸酶和張力蛋白同源物（PTEN）-絲/蘇氨酸激酶受體7（Smad7）信號通路作用于腎臟而發(fā)揮作用[7]。還有學者[8]指出DN患者組織和血清miR-21變化與患者病程進展有關，而阻礙miR-21表達能使尿白蛋白、足細胞損傷、炎癥基因表達、腎臟纖維化等程度減輕。

2型糖尿?。═2DM）患者的血清miR-130b相比健康對照人群明顯降低，而合并腎臟功能損傷的患者其血清miR-130b進一步下降，且下降程度與患者病情嚴重程度呈明顯正相關。有研究顯示[9]，miR-130b能通過促進上皮間質轉化（EMT）參與DN的發(fā)生和發(fā)展，可將其作為DN患者腎小管纖維化程度的評估指標。

另有研究顯示[9]，T2DM合并微量蛋白尿（MAU）患者的尿液樣本中miR-192、miR-194、miR-215三種miRNA水平均與患者尿白蛋白、TGF-β水平等密切相關，其通過受試者工作特征曲線（ROC）分析發(fā)現miR-192能較為敏感地發(fā)現微量尿白蛋白患者，提示其在早期DN診斷方面有一定價值。Ma X等[10]研究顯示，DN患者血清中的miR-192也表現出與蛋白尿水平密切相關的變化，這說明血清中miR-192水平同樣能反映患者病變情況，而且相比尿液樣本檢測能更整體性地反映出患者機體病變情況。Peng H等[11]研究發(fā)現，合并MAU的T2DM患者尿液中miR-29a水平相比無蛋白尿患者明顯升高，其被指出在腎纖維化過程中具有一定的保護作用，可通過對膠原蛋白Ⅰ、Ⅳ基因的負調控降低其表達水平，從而能減少其在腎臟細胞外基質（ECM）中的聚集，說明早期miR-29a的高表達具有一定程度延緩病情進展的作用。

DN患者尿液中有多達16種miRNA表達出現異常，其中以miR-320c表達水平升高最為明顯[12]，因此其進一步指出miR-320c可以作為反映腎纖維化程度的一種標志物。季振中等[13]發(fā)現，DN患者相比單純T2DM患者其血清中miR-377表達水平明顯升高，其進一步研究指出miR-377能通過一直腎小球系膜細胞表達Smad2、Smad3和抑制超氧化物歧化酶（SOD）、p21活化激酶（PKA1）等基因的表達來使ECM和纖維連接蛋白（FN）增加，這明顯促進了腎小球硬化的發(fā)生和發(fā)展。

由此可見，腎臟組織中有多種miRNA的特異性表達，這種表達的異常可能與DN生理病理過程中的糖脂代謝異常、炎癥反應等密切相關，均在DN的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著總要作用，因此研究這些miRNA在腎臟組織和血液中表達水平的變化對DN的早期診斷和治療指導可能都具有一定價值。但目前DN中miRNA具體的作用機制還未完全闡明，仍需進一步對其在DN發(fā)病過程中的調控機制進行進一步深入研究，從而為DN的早期診斷、疾病發(fā)展程度判斷、療效和預后評估等方面提供新的方法。

2長鏈非編碼 RNA

LncRNA是缺乏特異的完整開放閱讀框架的無編碼蛋白質功能的RNA，其轉錄長度超過200個核苷酸。絕大多數的LncRNA和miRNA相似，都有5'端和3'端的結構，而且會經歷組蛋白修飾、剪切等過程。細胞核和細胞質中均可檢測到Lnc-RNA的表達，前者作用于染色質對基因表達進行調控，后者作用于mRNA對翻譯過程進行調控。作為細胞特異性基因表達的調節(jié)劑，LncRNA能通過調節(jié)轉錄、翻譯、mRNA剪切、轉錄后修飾等過程發(fā)揮其調節(jié)表觀遺傳、控制細胞周期、調節(jié)分化和免疫反應等生物學效應[14]。大量研究已經證實，一些LncRNA在DN的發(fā)生發(fā)展中有一定促進作用，如促進ECM積累、促進腎臟組織細胞表達炎癥因子、促進腎小球系膜細胞增殖等[15，16]。

動物實驗研究顯示[17]，DM動物模型中的LcnRNA-肺腺癌轉移相關轉錄子-1（MALAT1）表達明顯升高，其與糖尿病引起的微血管功能障礙有關，涉及到的機制包括Wnt信號通路的激活和促進HK-2細胞凋亡。Zhang M等 [18]研究顯示，LcnRNA-MALAT1能通過促進腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）、IL-1β等炎性因子表達來參與DM患者腎臟微血管功能障礙的過程中。LncRNA-MALAT1是首先被發(fā)現的LncRNA成員，也是目前在DN發(fā)病機制中研究最多的LncRNA，其涉及DN發(fā)病中的很多機制，對其表達水平的介入和干預能使足細胞損傷得到逆轉，可能對DN的靶向治療有重大意義，但對DN的診斷價值仍需大量臨床研究以證實。LncRNA-?；撬嵘险{基因1（LncRNA-TUG1）、lncRNA ENSRNOG00000037522被指出參與足細胞損傷過程中，前者與足細胞線粒體損傷有關，后者與足細胞上皮-間葉轉化有關[19]。Yan B 等[20]在糖尿病腎病小鼠中發(fā)現LncRNA-心肌梗死相關轉錄因子（MIAT）表達水平明顯降低，其表達水平與血清肌酐和尿素氮水平呈負相關。LncRNA-MITA能通過增強紅系核轉錄因子2相關因子2（Nrf2）表達來減少腎小管上皮損傷，其還被發(fā)現能通過調節(jié)內皮細胞的增殖和遷移來幫助血管損傷修復。Wang M等[21]研究發(fā)現，DN患者早期LncRNAENSMUST00000147869 、LncRNA CYP4B1-PS1-001的表達水平即可見明顯下降，但前者在系膜細胞中的過度表達能抑制細胞增殖和纖維化，而后者的過度表達同時還能降低PTEN和磷酸化Akt水平，進而抑制腎小球硬化的過程。Lnc-漿細胞瘤變異易位1（PVT1）是首個被發(fā)現了與腎臟疾病有關的LncRNA，其能通過促進與ECM相關的膠原蛋白、纖連蛋白mRNA、蛋白和TGF-β1等的表達來參與DN進 展[22]。除上述LncRNA外，MGC、H19、SIRT1等也被指出與DN有關，但這些LncRNA至今有無相互作用和具體相互作用的機制目前還不清楚[23]。

LncRNA的空間結構和生物學功能相比miRNA更為復雜，因此其對基因表達的調控相應也更為靈活和精確。以往認為核糖核酸酶的存在導致LncRNA無法穩(wěn)定存在于血漿中，但近年來越來越多的研究已經證實人體血漿和其他體液中均有LncRNA穩(wěn)定存在，其在疾病進展過程中的變化相比miRNA更具有特異性，可作為多種疾病診斷的生物學標志物。Li X等[24]對健康人和T2DM患者血液中的LncRNA表達水平進行檢測發(fā)現，血液中ENST00000550337.1的表達水平在健康人、T2DM和合并腎功能損傷的T2DM患者中存在明顯差異，其對T2DM和早期DN均有很高的診斷價值。Kato M等[25]研究發(fā)現，糖尿病小鼠近端腎小管上皮細胞的LncRNA相比miRNA更具有表達和時空特異性，提示相比miRNA，LncRNA可能更適合作為DN的分子標志物。陳桐等[26]對DM和DN患者血清LncRNA-生長停滯特異基因5（GAS5）表達變化進行檢測發(fā)現，DM和DN患者的LncRNA-GAS5表達水平相比正常對照組均明顯降低，而早DN患者中，血清LncRNA-GAS5的表達會隨著24h尿蛋白量的逐漸增加而上調，而且其水平還與患者的空腹血糖（FBG）和糖化血紅蛋白（HbA1c）呈明顯負相關，其進一步用ROC曲線下面積（AUC）對LncRNA-GAS5診斷DN的效能進行評價顯示LncRNA-GAS5/miR-21診斷DN的價值較好，可作為DN診斷的生物標志物。呂小萌等[27]對健康對照組、DM患者、DN患者的循環(huán)LncRNA表達譜差異進行檢測和分析發(fā)現，DM患者相比健康對照組有680個LncRNA表達下調，245個LncRNA表達上調;DN患者相比DM患者有813個LncRNA表達下調，45個LncRNA表達上調。其中表達下調的LncRNA-ARAP1-AS1和表達上調的LncRNA-ARAP1-AS2有望成為新的DM和DN診斷的生物標志物。就目前來說，雖然很多LncRNA已經被證實參與了DN的進展，但仍無LncRNA被應用于臨床DN的診斷中，然而相信隨著研究的不斷深入，LncRNA將對DN預防、診斷、治療和預后評價提供更多新的思路。

3總結

隨著對miRNA和LncRNA的進一步研究和遺傳學、分子生物學等內容的不斷豐富，二者與DN之間的關系和相關調控機制開始被初步認識和了解。但總體而言，DN中非編碼RNA的研究仍處于初始階段，不夠成熟和深入，其一定程度的序列保守性、豐富度和多種多種的參與表達調控的分子機制為學者們的深入研究帶來了很大的挑戰(zhàn)，但同時也提示非編碼RNA與DN研究存在巨大潛力，其所介導的基因表達調控網絡和作用機制有待進一步探索，因此其將有可能成為DN發(fā)病機制和生物標志物等方面研究的熱點。隨著生物信息學和高通量分析等新的測序技術的迅猛發(fā)展，更多包括非編碼RNA在內的與DN有關的新的生物標志物將會被發(fā)現，可能會對DN的早期預防、診斷和治療提供有重要臨床意義的新的突破口。

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收稿日期：2020-07-11;修回日期：2020-07-25

編輯/肖婷婷