miRNA在子痫前期发病中的作用机制研究进展

姚申珅，杜鹃

(中国医科大学附属盛京医院，沈阳110004)

子痫前期(PE)是妊娠期特有疾病，是影响孕妇及胎儿生命安全的疾病，目前其发病机制不清[1]。微小RNA(miRNA)是一类具有组织特异性、发育阶段特异性和疾病特异性表达的非编码小RNA，参与基因转录后水平的调控,控制蛋白质表达[2]。PE患者的胎盘和血清中可检测到一些与正常孕妇存在差异性表达的miRNA，这些miRNA调控多种细胞及血管因子，参与了子痫前期的发生和发展[3]。现对PE相关miRNA及其在子痫前期发病机制中发挥作用的机制综述如下。

1 与PE有关的miRNA

在妊娠期间，众多miRNA在胎盘组织和血浆中表达，而在PE与正常孕妇的对比分析中，多种miRNA的表达具有差异性。有学者[4]对包括其自身研究在内的9篇独立研究进行了Meta分析，发现PE患者胎盘组织中差异性表达的miRNA至少有20个，与正常孕妇相比，其中11个表达降低，9个表达增加。他们还通过通过Ingenuity系统通路分析发现PE孕妇胎盘组织中表达上调的miRNA有6个 (miR-126, miR-141, miR-181a， miR-193b，miR-210，miR-451)，具有57个靶基因，包括MCL1、CTNNB1、ZFPM2和CLOCK；下调的miRNA有7个(miR-1，miR-101，miR-218，miR-223，miR-224，miR-30d，miR-363)，其靶基因数目高达358个，包括COL15A1、PIK3R1、CDK9、HSPD1和CTSC等。并有证据表明其参与控制细胞的增殖和侵袭[5]。

研究发现这些在胎盘中具有差异性表达的miRNA大多由19号染色体miRNA集簇(c19MC)编码[6]。c19mc集簇是灵长类动物特异的大型miRNA簇,跨越19号染色体19q13.41上约100 kb大小的核苷酸,含有46个miRNA基因,是目前发现的最大的人类miRNA基因簇。C19MC主要在胎盘滋养层细胞中表达。循环C19MC簇miRNA(miR-516-5p，miR-517，miR-520a，miR- 525和miR-526a)在妊娠期高血压患者或PE患者血浆中增高，提示这5种miRNA对于PE有预测作用[7]。有学者，在妊娠合并子痫前期的孕妇胎盘中检测证实15个C19M簇miRNA,其中11个(miR-515-5p,miR-517-5p,miR-518b,miR-518f-5p,miR-519a,miR-519d,miR-520a-5p,miR-520h,miR-524-5p,miR-525和miR-526a)表达下调。而且随着病程时间越长，mi RNA(miR-515-5p，miR-518b，miR-518f-5p，miR-519d和miR-520h)的下调越广泛。随后研究发现，妊娠前3个月中PE孕妇血浆C19MC簇 miRNAs表达上调(miR-517-5p，miR-518b，miR-520h)。MiR-517-5p上调显著对先兆子痫有最好的预测性能，灵敏度为42.9%，特异性为86.2%，阳性预测值为52.9%，阴性预测值为80.6%[8]。

2 与PE有关miRNA的作用机制

PE的发病机制不是任何单个分子或者信号通路的作用，是多基因、多分子、多信号通路共同作用的结果。PE患者胎盘及血浆中失调的miRNAs通过大量靶向基因参与滋养细胞侵袭障碍、促进血管内皮损伤等病理过程，促进PE的发生与发展。

2.1 参与滋养细胞侵袭障碍 很多PE相关miRNA的靶基因与妊娠滋养细胞的增殖和侵袭有关。如miR-210通过抑制其靶分子-受体酪氨酸激酶配体(EFNA3)和Homeobox-19的表达,降低滋养细胞侵袭性,抑制滋养细胞的迁移和浸润[9]；也可能诱导缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的表达,释放缺血缺氧因子的释放,诱导胎盘缺氧反应[10]；或通过过度刺激的STAT6/IL-4途径抑制免疫系统[11]。在这项研究中，miR-210通过抑制钾通道调节因子1(KCMF1)，促进滋养层细胞的侵袭和PE。研究分析表示,在HTR8/SVneo细胞中,缺氧显著增加了miR-210的表达,同时以时间依赖性方式抑制THSD7A的表达，证实THSD7A介导miR-210在HTR8/SVneo细胞中的侵袭抑制作用[12]。

据报道miR-17家族(miR-17、miR-20a 和 miR-20b)的靶基因包括多种血管生成因子，如HIF1-α、血管内皮生长因子A(VEGFA)、金属蛋白酶2(MMP2)、金属蛋白酶抑制剂2(TIMP2)、IL-8、TGF-β受体、EphrinB2和Ephrin B型受体4(EPHB4)[13]。HIF-1α是通过调节低氧反应性基因(包括VEGFA)的表达而对胎盘发育和缺氧敏感的转录因子表达产生影响，而MMP2和TIMP2对于调节细胞外基质降解在初始血管生成反应中起作用。TGF-β1通过VEGF介导的细胞凋亡诱导血管生成。EphrinB2属于Eph受体的Ephrin配体，而EPHB4属于Eph受体家族。有研究发现EFNB2和EPHB4参与了螺旋动脉重构的调控，可能是异常螺旋动脉发育的基础[14]。miR-17、miR-20a和miR-20b在人胎盘中有不同的调节作用。他们通过相同的“种子”序列调节滋养层细胞和内皮细胞中的EPHB4和ephrin-B2表达，表明它们在胎盘早期发育中发挥作用[15]。

miR-376c通过抑制活化素受体样激酶5(ALK5)和ALK7的表达,从而抑制TGF-β/Notch的信号传导,导致滋养层细胞增殖和侵袭的增加,诱发PE[16]。

2.2 调节血管生成因子，促进血管内皮损伤 众所周知，血管内皮的舒缩活动受多种因子共同调控，血管舒张和收缩因子血管内皮生长因子(VEGF)及其受体sFlt-1[17]、胎盘生长因子(PLGF，由胎盘滋养细胞分泌)、内皮素(sEng)等之间维持动态平衡，促进胎盘、蜕膜部位的血管生长、分化、迁移和浸润，维持血管内膜的完整性和胎盘血管的通透性。

有学者将24例子痫前期患者根据血浆溶性血管内皮生长因子受体-1(sFLT-1)表达高低分组，高sFLT-1表达组miR-195-5p、miR-16-5p和miR-19b-3p表达上调，其中miR-195-5p与sFLT-1的相关性最为显著,而在低sFLT-1表达组中miR-375表达水平高。研究还证实血清sFlt-1水平升高与血清游离VEGF和PlGF水平降低有关[18]。还有研究发现Flt-1和sFlt-1是miR-10的直接靶点[19]。研究发现抑制miR-10，sFlt-1和Flt-1都高度表达并与VEGF结合，进而干扰VEGF信号传导及促进血管生成。这表明miR-10对抑制抗血管生成及sFlt-1的产生是重要的。

有研究发现几种miRNA直接靶向血管生成因子，参与先兆子痫的发生与发展。例如，先兆子痫胎盘中miR-16、miR-26b、miR-29b、miR-181a、miR-195、miR-222和miR-335表达显着高于正常胎盘。这些miRNA的靶基因与血管生成因子如VEGF-A和PlGF有关。该研究揭示了miR-222、miR-335和miR-195分别靶向富含半胱氨酸的61(CYR61)、PLGF和VEGF-A。CYR61对血管完整性至关重要，其在先兆子痫胎盘中显着降低。此外，另一项研究表明VEGF-A和VEGF受体-1在先兆子痫胎盘细胞滋养层中的表达也下调[20]

此外，其他研究表明IGF-I在PE患者的血清和胎盘组织中降低[21]。有学者报道先兆子痫胎盘中miR-30a-3p的显着上调，并靶向调节IGF-1。使孕妇血清及胎盘组织中的IGF-1浓度下降，导致胎盘组织营养代谢及转运能力下降，并同时降低孕妇胎盘组织及血清中的NO水平，使血管舒张功能减弱，损伤血管内皮细胞,增加血管的通透性,参与PE的发生及发展。

miR-126是功能最强大的血管生成相关miRNA。研究发现miR-126直接靶向血管细胞黏附分子-1(VCAM-1)含EVH1结构域蛋白1(SPRED1)和磷酸肌醇-3-激酶，调节亚基2(PIK3R2)的30UTRs[22]。 VCAM-1是血管生成的刺激因子，而SPRED1和PIK3R2是VEGF途径的关键组分。SPRED1抑制RAF1激酶活性，抑制低ERK磷酸化，并作为最终结果减少与血管生成和血管完整性有关的VEGF信号传导。另外，miR-126调节VEGF(和其他生长因子信号传导)也通过靶向PIK3R2。 PIK3R2是一种抗血管生成因子和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3)激酶活性信号级联的负调控因子。通过靶向PIK3R2，PIK3R2降低PI3激酶活性和AKT，最终降低了VEGF信号传导。miR-126也调节EphrinB2和G蛋白信号调节因子5(RGS5)。EphrinB2是MAP激酶的抑制剂，是VEGF下游信号级联的组分。降低miR-126表达后，EphrinB2被上调，并且导致用于血管生成的MAP激酶信号传导途径降低。一项研究发现，当miR-126表达下调且RGS5蛋白抑制血管生成时，RGS5蛋白在内皮细胞中上调并减少ERK的磷酸化[23]。因此，miR-126在血管生成信号通路中具有关键作用。

有研究表明,目前临床中常用的PE预防药物阿司匹林 抑制核因子-κB(NF-κB)依赖的MIR155HG(miR-155宿主基因)表达，阻止miR-155生物合成的增加，并降低了培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中eNOS表达和NO / cGMP产生，减少血管内皮损伤与功能障碍。

PE的主要病理生理机制是胎盘期血管生成受损，细胞滋养细胞侵袭障碍以及子宫螺旋小动脉重铸不足。miRNA通过多种靶基因参与妊娠滋养细胞的增殖和侵袭，通过调节血管生成因子及其受体来干扰血管生成过程，参与子痫前期的发生及发展。

[1] Qu ZG, Li WH, Fu BQ. MicroRNAs in autoimmune diseases[J]. Biomed Res Int, 2014,15(8):18.

[2] Price NL, Ramirez CM, Fernandez-Hernando C.Relevance of microRNA in metabolic disease[J]. Crit Rev Clin Lab Sci, 2014,51(6):305-320.

[3] Etoni JS， Derr K， Pahl MC, et al. MicroRNA analysis in placentas from patients with preeclampsia: comparison of new and published results[J]. Hypert Preg， 2013，32(4)：321-339.

[4] Morales-Prieto DM,Chaiwangyen W,Ospina-Prieto S,et al.MicroRNA expression profiles of trophoblastic cells[J].Placenta，2012，33(9):725-734.

[5] Onker RB， Mouillet JF， Chu T， et al. The expression profile of C19MC microRNAs in primary human trophoblast cells and exosomes[J].Mol Hum Reprod， 2012，18(8)：417-424.

[6] Hromadnikova I，Kotlabova K，Ivankova K，et al. First trimester screening of circulating C19MC microRNAs and the evaluation of their potential to predict the onset of preeclampsia and IUGR[J]. PloS One, 2017,12(2):0171756

[7] Ura B,Feriotto G, Monasta L, et al. Celeghini Potential role of circulating microRNAs as early markers of preeclampsia[J]. J Obstet Gynecol, 2014,53(2):232-234

[8] Wang W， Liao XL, Kim T， et al. Preeclampsia Increases Angiogenic microRNAs (miR-17, 20a and 20b) in Human Placental[J]. Reproduct Sci,2011,18(3):79.

[9] Dong H， Yu C， Mu J， et al. Role of EFNB2/EPHB4 signaling in spiral artery development during pregnancy: An appraisal[J]. Mol Reprod Dev， 2016，83(1)：12-18.

[10] Wang W, Feng L, Zhang H, et al. Preeclampsia up-regulates angiogenesis-associated microRNA (miR-17, -20a, and -20b) that target ephrin-B2 and EPHB4 in human placenta[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2012,97(6):1051-1059.

[11] Fu GD, Ye G, Nadeem L, et al. MicroRNA-376c impairs transforming growth factor-beta and nodal signaling to promote trophoblast cell proliferation and invasion[J]. Hypertension, 2013,61(4):864

[12] Maynard S, Maynard SE, Min JY, et al. Excess placental soluble fms-like tyrosine kinase 1(sFlt1) may contribute to endothelial dysfunction, hypertension, and proteinuria in preeclampsia[J]. Clin Invest, 2003,111(18):649-658.

[13] Hassel D, Cheng P, White MP, et al. MicroRNA-10 regulates the angiogenic behavior of zebrafish and human endothelial cells by promoting vascular endothelial growth factor signaling[J]. Circ Res, 2012,111(11):1421-1433.

[14] Hu Y, Li P, Hao S, et al. Differential expression of microRNAs in the placentae of Chinese patients with severe pre-eclampsia[J]. Clin Chem Lab Med, 2009，47(8):923-929.

[15] Zhou Y, McMaster M, Woo K, et al. Vascular endothelial growth factor ligands and receptors that regulate human cytotrophoblast survival are dysregulated in severe preeclampsia and hemolysis, elevated liver enzymes, and low platelets syndrome[J]. Am J Pathol, 2002,160(4):1405-1423.

[16] Lam C, Lim KH, Karumanchi SA. Circulating angiogenic factors in the pathogenesis and prediction of preeclampsia[J]. Hypertension, 2005,46(7):1077-1085.

[17] Zhu XM, Han T, Sargent IL, et al. Differential expression profile of microRNAs in human placentas from preeclamptic pregnancies vs normal pregnancies[J]. Am J Obstet Gynecol, 2009,32(200):661-667.

[18] Halhali A, Doaz L, Avila E, et al. Decreased fractional urinary calcium excretion and serum 1,25-dihydroxyvitamin D and IGF-I levels in preeclampsia[J]. J Steroid Biochem Mol Biol, 2007,103(3-5):803.

[19] Fish JE,Santoro MM,Morton SU,et al.MiR-126 regulates angiogenic signaling and vascular integrity[J]. Dev Cell, 2008,15(4):272-284.

[20]Harris TA, Yamakuchi M, Ferlito M, et al. MicroRNA-126 regulates endothelial expression of vascular cell adhesion molecule 1[J]Proc Natl Acad Sci USA, 2008,105(22):1516-1521.

[21] Dong A, Shen J, Zeng M, et al. Vascular celladhesion molecule-1 plays a central role in the proangiogenic effects of oxidative stress[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2011,108(35):14614-14619.

[22] Yan T, Liu Y, Cui K, et al. MicroRNA-126 regulates EPCs function: Implications for a role of miR-126 in preeclampsia[J]. Cell Biochem,2013,114(9):2148-2159.

[23] Albig AR, Schiemann WP. Identification and characterization of regulator of G protein signaling 4 (RGS4) as a novel inhibitor of tubulogenesis: RGS4 inhibits mitogen-activated protein kinases and vascular endothelial growth factor signaling[J]. Mol Biol Cell, 2005,16(4):609-625.

[24] Kumar P，Luo Y，Tudela C，et al. The c-Myc Regulated microRNA (miR)-17～92 and miR-106a～363 Clusters Target CYP19A1 and hGCM1 to Inhibit Human Trophoblast Differentiation[J]. Mol Cel Biol, 2013,33(9):1782-1296.