急性肾损伤相关miRNA的研究进展

宁莉，魏殿军

(天津医科大学第二医院，天津300211)

急性肾损伤(AKI)是一类肾功能快速丧失的临床危重症，病死率高达60.3%。由于缺乏早期预测、分级评估及监测疗效的特异性指标，往往错失早期诊断和干预的最佳时机。微小RNA(miRNA)是在真核生物中发现的一类内源性、具有调控功能的单链非编码RNA，在基因转录和翻译水平参与调控细胞多种生理过程[1]。miRNA组织特异性强，容易放大信号通路，平均半衰期长达5 d[2]，能被反复冷冻、解冻，且以一个非常稳定的形式存在于血液和其他体液(包括尿液)中[3]，其临床检测可操作性强。近年研究发现，miRNA参与了AKI凋亡、炎症反应、缺血再灌注(I/R)损伤、血管生成和纤维化修复的表达调控，与AKI的发生、发展、预后密切相关，被认为是AKI的早期生物学标志物。目前已知的与AKI有关的miRNA有miR-21、miR-24、miR-122、miR-126、miR-210、miR-34a、miR-494、miR-92a、miR-205等，它们参与了不同病因导致的AKI的发生、发展、预后调控，对临床医生早期干预和治疗具有重要意义。本文从AKI的病因和发病机制等不同方面对miRNA目前的研究进展做一综述。

1 与AKI病因相关的miRNA

1.1 药物因素相关的miRNA 药物是导致AKI的首位病因(占40%)，其中化疗药物肾毒性危害极大。化疗药物顺铂可通过加速DNA损伤反应和激活p53，进一步导致AKI肾小管发生损伤和细胞凋亡。而p53可调控细胞周期进程和细胞凋亡，被激活后可导致大量的肾小管细胞凋亡，病情加剧和发病时间的延长则出现组织坏死。同时，AKI时的低氧因素亦诱导p53的肾毒性作用加强。miR-34a在顺铂导致的AKI中起着保护细胞作用，可调节p53诱导的肾毒性作用，保护细胞不受损伤[4]。动物实验研究发现，顺铂作用后，在小鼠肾小体和肾小管均检测到miR-34a的表达，而应用p53抑制剂Pifithrin-α和进行p53基因敲除后，miR-34a均不表达。这表明p53-miR-34a途径激活在顺铂所致AKI中起着关键作用[5]。若抑制miR-34a表达，则细胞凋亡增加，存活减少[6]。

1.2 手术后相关的miRNA 手术相关因素是导致AKI的第二位病因，其中，心血管手术(多见于冠状动脉旁路移植术和心脏瓣膜手术)后发生AKI的比例最高，且死亡率较高。血浆miR-21水平与成人心脏手术后发生严重AKI及其他不良后果有关，可作为预后的潜在标志物。研究证实，尿液和血浆miR-21水平检测可用于心脏手术后患者预后判断，且尿液较血浆的miR-21水平预测作用更好[7]。AKI时，miR-21升高伴随miR-155降低， 二者作为转化潜在指标，在肾脏损伤和组织修复过程中起关键作用[8]。

I/R是移植术后肾损伤和AKI的一个主要表现。在肾脏I/R损伤的保护和恢复阶段，除了miR-21外，miR-17-5p和miR-106a也被激活，导致出现肾I/R损伤[9]。Lee等[10]研究显示，I/R损伤后，小鼠血浆和肾脏组织中miR-714、miR-1188、miR-1897-3p、miR-877和miR-122的表达均增高，且与肾脏组织学变化和肌酐水平相关。Wilflingseder等[11]研究了移植术后发生AKI患者的20个mRNA，发现mir-182-5p和miR-21-3p发生特异性变化，其中miR-182-5p是移植后AKI特异表达新的一个调节因子，与AKI密切相关，认为检测mir-182-5p对早期诊断AKI和筛选供体有十分重要的意义。

1.3 与慢性肾脏病相关的miRNA 慢性肾脏病(CKD)、心血管疾病、高血压、贫血等是发生AKI的高危易感因素。肾脏损伤后，哺乳动物均具有固有的修复能力，而高危AKI患者的肾功能修复过程效率低下，往往容易变成慢性肾脏疾病。利用高分辨率技术如RNA序列分析和对肾脏特定细胞内的转录分析，结果显示，在损伤和修复过程中，miRNA的表达发生变化，是CKD的可能促进因素，可作为新的治疗靶点和生物学标志物用于临床，为AKI的干预治疗提供更多的靶目标[12]。

2 与AKI发病机制相关的miRNA

2.1 miR-494 转录激活因子3(ATF3)是一种参与细胞反应过程的适应性反应基因。AKI时miRNA-494表达升高，后者可抑制ATF3表达，从而促进炎症反应，导致肾小管细胞的凋亡和坏死[13]。动物实验也证实,小鼠AKI时miRNA-494表达增高，可显著抑制ATF3表达和促进肾脏I/R后炎症介质如IL-6、单核细胞趋化蛋白-1和P-选择素的释放，从而加剧细胞凋亡，降低肾功能。

2.2 miR-24 miR-24过度表达可诱导细胞发生凋亡和功能变化，而沉默miR-24基因可改善凋亡和恢复细胞功能。Lorenzen等[14]经过细胞分类分析，发现I/R后肾血管内皮和柱状上皮细胞能特异性表达miR-24。miR-24可通过刺激血管内皮细胞和柱状上皮细胞的凋亡，促进肾缺血性损伤。体外实验发现，缺氧条件下可诱导血管内皮和柱状上皮细胞表达miR-24。动物研究显示，I/R肾损伤前沉默miR-24基因后，则小鼠存活率增加，肾功能显著改善，细胞凋亡减少，小管柱状上皮损伤和炎症细胞浸润减轻。

2.3 miR-210 miR-210是肾脏组织自身表达的一类miRNA，其靶基因为Eph-A3蛋白及Ephrin家族和其相关受体。体外实验研究显示，缺血、缺氧状态下血管内皮细胞miR-210表达水平升高[15]。I/R动物模型中，肾组织在缺氧刺激后，miR-210表达同样增加[16]。研究显示，miR-210是AKI患者预后的独立影响因子，可预测病死率，是28 d患者生存率的独立、强有力预测因子，血清miR-210水平与AKI患者28 d内的生存率呈反比。然而，miR-210水平增加可能是机体自我保护机制的一种表现，体内miR-210的变化可能受到多个参数的影响，如组织表达的变化、miRNA相关合成酶的变化等。同时，miR-210增加也受多种不良因素的刺激，患者病情越重，不良因素越复杂，表达影响也越大。因此，关于miR-210能否反映AKI患者预后的问题尚需更多研究进一步证实。

2.4 miR-92a miR-92a是miR-17-92家族成员，与血管生成关系密切。Bonauer等[17]研究发现，小鼠后肢缺血损伤模型miR-92a表达明显增加，损伤后1～3 d达到最高。体外血管内皮细胞和体内缺血模型(后肢缺血和心肌梗死模型)中，miR-92a过表达可阻断血管生成。相反，抑制miR-92a的表达可促进血管生成，且miR-92a靶基因ITGA5(又称α5 Integrin、α5 整合素，其为整合素家族成员之一)蛋白表达也随之发生改变。因此，miR-92a是缺血性疾病中的缺血诱导靶向血管相关因子，可能通过参与血管新生的信号途径，促进血管生成[18]。吴珏等[19]研究发现，小鼠肾I/R损伤模型中肾组织miR-92a的表达上调，提示miR-92a可能参与缺血性肾组织损伤的血管新生调控，其机制有待进一步探讨。

2.5 miR-126 作为血管特异性miRNA，miR-126可调节动员造血干或祖细胞，促进血管再生。动物实验显示miR-126过度表达可促使小鼠皮下植入人工基底膜后形成的新血管数量增加。I/R损伤时小鼠可过度表达miR-126，通过促进血管的完整性保护肾脏、预防肾损伤。miR-126可显著降低尿素氮水平、体质量，抑制组织纤维化和损伤，这种保护作用与皮质髓质交界处出现高密度毛细管网和骨髓来源的内皮细胞数量增加有关[20]。

2.6 miR-205 AKI时肾小管细胞的氧化损伤和内质网(ER)应激都起关键作用。Lorenzen等[13]研究发现，氧化损伤和ER应激时分别有8个和10个 miRNA发生特异性表达变化，其中miR-205表达显著降低。miR-205是抑制细胞氧化损伤和肾小管细胞发生ER应激的关键基因，它通过抑制脯氨酸羟化酶1( PHD1)和减少细胞内活性氧(ROS)起负调节作用。体外研究显示，降低miR-205表达可增加细胞的氧化损伤和ER应激反应损伤；相反，增强miR-205表达可诱导细胞内活性氧ROS和抑制产生抗氧化剂酶。虽然miR-205表达增加时，细胞本身没有发生生长或形态的改变，但在氧化或ER应激条件下其生存能力可部分恢复。

总之，miRNA可能在AKI发病机制和组织修复过程中发挥关键作用，并可作为一个无创、敏感的标志物，在AKI的诊断、预后和治疗方面都发挥重要的研究价值和应用前景，有望成为诊断AKI新的生物学标志物，并可能成为治疗AKI的新靶点，可拓展AKI创新性诊断思路和治疗方法，有着广阔的发展前景。但其作为AKI标志物的具体miRNA种类还需要进一步研究。