miRNA-192与糖尿病肾病的发病机制与治疗进展

刘 武，姜 赫，宋 双，张 诏

(山东中医药大学中医学院，山东 济南 250355)

糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)约占糖尿病患者的40%，是糖尿病患者发展至终末期肾病最常见的原因之一，并且在许多国家和地区，糖尿病肾病已成为导致终末期肾病的首要原因[1]。在2015年，国际糖尿病联合会(IDF)预估到2040年将有6.42亿人患有糖尿病，据报道称，有约30%的1型糖尿病患者及40%的2型糖尿病患者发展为糖尿病肾病，且最终有4.3%的1型糖尿病患者及40.5%的2型糖尿病患者将发展至终末期肾病，最终需要肾脏替代治疗[2, 3]。糖尿病肾病早期并没有明显的症状，实验室检查发现肾小球滤过率增高，而后逐渐出现微量白蛋白尿、蛋白尿及进行性肾功能减退，美国糖尿病学会(ADA)制定的“糖尿病诊疗标准”[4]要求对于糖尿病患者早期需实施尿白蛋白排泄和估算肾小球滤过率以筛查，以期早期发现，早期治疗。

微小RNA(microRNA)是一类参与基因转录后水平调控的内源性非编码单链小分子RNA，可在转录后水平控制基因表达，具有高度保守性、组织特异性及发育阶段特异性[5]。miRNA在不同的器官、组织的表达各异，其中miRNA192、miRNA194、miRNA204、miRNA215、miRNA216等在肾脏中高表达[6]。miRNA192是在肾皮质中特异性高表达的一种microRNA，越来越多的研究证实，miRNA192在各种肾脏疾病中的表达量变化显著，本文归纳了microRNA与糖尿病肾病发病机制之间的联系，miRNA192在糖尿病肾病中的主要研究进展，并在此基础上对糖尿病肾病的治疗进展进行综述。

1 糖尿病肾病的发病机制

1.1 炎症因子的介导

有文献指出[7]，慢性炎症被认为是糖尿病的发病机理，高血糖、血流动力学改变以及氧化应激通过激活转录因子NF-κB诱导炎症形成，单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)和其它趋化因子募集局部单核细胞/巨噬细胞M1促炎表型，驻留细胞和浸润性巨噬细胞均释放出炎性细胞因子，从而导致细胞损伤并促进炎症发生，驱动纤维化形成。而已有大量研究发现microRNA参与了炎症过程的调节。Rovira-Llopis等[8]通过对31名2型糖尿病患者观察发现，合并糖尿病肾病的患者血清中miRNA-31水平降低(P<0.001)，miRNA-31与TNF-α、IL-6以及黏附分子ICAM-1之间呈负相关，表明随着miRNA-31的降低，炎症逐渐恶化。Yao 等[9]通过链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病大鼠模型和葡萄糖诱导的小鼠足细胞模型中发现，miRNA-874的过表达能够显著减弱炎症反应，降低IL-6、TNF-α的水平，并且能够抑制足细胞中Toll样受体4的水平。Li等[10]发现在链脲佐菌素诱导的糖尿病肾病大鼠模型和葡萄糖诱导的小鼠足细胞模型中，miRNA-218过表达能够减轻肾脏损伤，降低IL-6、TNF-α、IL-1β和MCP-1的水平，通过双重萤光素酶报告基因测定法证实了miR-218靶向编码IKK-β的mRNA，调节NF-κB介导的炎症反应。

1.2 表观遗传学影响

基因与环境之间的复杂相互作用以及相关的表观遗传学因素可能在糖尿病中发挥作用，在控制了高血糖后，糖尿病患者肾脏仍有可能逐渐发生纤维化，向终末期肾病进展，这是由于细胞先前暴露于高血糖状态而涉及的表观遗传修饰，这种现象被称为"代谢记忆"[11]。表观基因组充当了遗传学与环境之间的桥梁，表观遗传密码修改了基因表达，从而确定了最终的表型[12]。作为对环境因素与病理状态(如饮食、运动、毒素、氧化应激、炎症、代谢变化)的应答，表观遗传修饰可以通过直接影响靶基因来改变疾病表型[13]。MicroRNA的表达受多种因素影响，其中就包括DNA甲基化以及组蛋白修饰的表观遗传修饰。miRNA的表达与表观遗传修饰之间存在着错综复杂的关系，它可以通过组蛋白去乙酰化酶、DNA甲基转移酶等多种表观遗传过程中的关键酶来直接控制表观遗传机制从而影响糖尿病的发生发展过程[14]。尽管对于表观遗传学与miRNA的表达与糖尿病肾病之间的关系研究尚少，但已有文献探讨了miRNA与表观遗传学的联系，证明miRNA的表达是表观遗传修饰的重要组成部分，表观基因组与miRNA调控环的失衡是糖尿病肾病发展进展的机制之一[14]。

2 miRNA192在糖尿病肾病中的作用机制

2.1 纤维化的调控作用

随着糖尿病肾病的进展，肾间质可出现不同程度的炎细胞浸润和纤维化，纤维化是肾脏疾病进行性发展是最终通路。Meng等[15]指出，miRNA192与肾脏纤维化有关，在慢性肾脏病小鼠模型中miRNA192的表达增加可以减少samd3介导的肾间质纤维化进程，miRNA192可以作为保护因素，发挥抗纤维化的作用。Wang等[16]研究发现TGF-β1可诱导细胞外基质(ECM)在近端管状上皮样细胞中的表达来调节miRNA192，现已被证实miRNA192的表达降低可以增加胶原蛋白I的表达而促进纤维化进程。Wang等[17]指出，肾脏内细胞外基质(ECM)沉积的增加是由纤维蛋白递质驱动的，包括TGF-β和结缔组织生长因子(CTGF)，TGF-β与上皮间充质转化(EMT)形态和表型改变有关，包括所有肾脏细胞类型中纤维生成的增加和肾小管细胞中的E-钙黏蛋白表达降低，在糖尿病大鼠的肾脏中，TGF-β可以通过降低miRNA192的表达靶向作用于近端小管上皮细胞(PTC)的ZEB1/2以及增强E-钙黏蛋白的表达，ZEB1、ZEB2是E-box结合蛋白，在EMT早期阶段发挥重要作用，而EMT是发展至肾间质纤维化的重要阶段，糖尿病环境似乎改变了肾脏中miRNA的表达，实验证明miRNA192/215和ZEB2在TGF-β/CTGF介导的E-钙黏蛋白表达中相关联。与前面所论相反的是，Kato等[18]发现miRNA192在链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠模型中呈高表达，在小鼠肾小球系膜细胞中发现TGF-β也可增加miRNA192的表达，smad相互作用蛋白(SIP1)是miRNA192的靶因子，miRNA192可以通过调控SIP1和δEF1编码mRNA以调控E-box-luc的活性，进而导致胶原蛋白II的增加，促进纤维化进程，在糖尿病肾病中，miRNA192可以在肾脏中通过下调E-box以上调TGF-β从而诱导胶原蛋白II的表达以促进纤维化的进展。对于miRNA192的研究仍在不断探索。

2.2 调节Na+ /K+ -ATP酶活性

Baker等[19]发现，与高血压患者相比，高血压肾病患者的肾活检标本中的miRNA192-5p水平更低，且达尔盐敏感性大鼠与高盐饮食大鼠相较于同类系大鼠相比，肾皮质中的miRNA192-5p含量更低。miRNA192靶向作用于ATP1B1蛋白，miRNA192的降低会导致ATP1B1的升高，进而影响Na+/ K+-ATP酶活性。Na+/ K+-ATP酶是一种存在于所有细胞中的跨膜离子转运蛋白，是由α亚基和在细胞膜中起递送和稳定α亚基作用的β亚基以及组织特异性辅助调节亚基组成的，Na+/ K+ -ATP酶 的β1亚基ATP1B1 不仅对于α亚基的功能是必需的，而且还是形成活性异二聚体的限制因素[20]，miR-192-5p表达降低导致ATP1B1升高，进而导致Na+/ K+ -ATP酶功能增强，最终可能导致高血压和肾脏损伤。

2.3 细胞周期的调控作用

Deshpande等[21]实验发现，在糖尿病db/db小鼠肾皮质中p53的表达量增加，而抑制miRNA192可以降低p53的表达，已有证据证明[22]，p53作为生命活动中的重要转录调控因子，在调控糖尿病肾病中的足细胞凋亡过程中起到了重要作用。P53可以与Bad蛋白相互作用，抑制Bad蛋白磷酸化过程，从而影响足细胞凋亡[23]。足细胞是肾小球固有细胞的重要组成部分，是肾小球滤过屏障的重要组成部分，而足细胞凋亡是足细胞减少的重要原因之一，通过miRNA192介导p53的表达以调控足细胞凋亡对于缓解肾脏疾病具有重要意义。

3 miRNA192在糖尿病肾病的治疗相关

3.1 降糖药物的治疗

对于糖尿病肾病或者最基础治疗即为控制血糖，包括胰岛素的应用及口服降糖药物，口服降糖药物包括：(1)促胰岛素分泌剂，包括磺脲类、格列奈类及二肽基肽酶4(DPP4)抑制剂；(2)胰岛素增敏剂，包括双胍类及噻唑烷二酮类；(3)α-葡萄糖苷溏抑制剂。近年来研究发现钠-葡萄糖协同转运蛋白2(sodium-dependent glucose transporters 2，SGLT-2)抑制剂可以抑制肾脏对葡萄糖的重吸收[24]，使过量的葡萄糖从尿液中排出，直接降低血糖，2015年美国糖尿病协会(ADA)及欧洲糖尿病研究协会(EASD)推荐SGLT-2抑制剂作为糖尿病的二、三线治疗药物，越来越多的实验证据证明，在人和糖尿病动物模型中，肾近曲小管葡萄糖吸收增加，肾小管葡萄糖转运是由钠依赖性葡萄糖转运蛋白SGLT1和SGLT2介导的，其中SGLT2起主要作用，SGLT2主要分布在肾脏近曲小管S1部位，据估计肾近曲小管葡萄糖转运的97%是通过SGLT2介导的[24-26]，Gorboulev等[26]通过敲除链脲佐菌素诱发的糖尿病小鼠的SGLT2基因发现，SGLT2基因的缺乏降低了高血糖及肾小球的超滤作用。microRNA在调节细胞周期、增殖与分化方面起到了重要作用，虽然尚未有研究指出miRNA192与SGLT2之间的联系，但Akuta等[27]发现，miRNA122有助于SGLT-2抑制剂改善非酒精性脂肪肝合并糖尿病患者，从而改善纤维化，6例患者在使用SGLT-2抑制剂后血清外泌体miRNA122的比值下降。上文提到miRNA192对细胞周期的调控以及抗纤维化方面具有重要作用，因此，对于SGLT2抑制剂是否能够通过调控miRNA192以缓解糖尿病肾病纤维化之间的联系有待深入研究。

胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂是目前临床上用于治疗2型糖尿病的药物，具有血糖相关性的降糖作用及修复胰岛β细胞的作用，还具有减重作用[28]。研究表明[29, 30]，利拉鲁肽能够通过激活PI3K-AKT途径抑制内皮细胞凋亡，改善内皮细胞障碍，同时PI3K-AKT途径有许多miRNA靶标，而miRNA192可以靶向作用于PI3K-AKT途径，对于GLP-1受体激动剂与miRNA192的关系有待深入研究。且miRNA192在T1DM中上调，能够抑制GLP-1的表达，抑制胰腺β细胞增殖和促进细胞凋亡来促进T1DM[31]。

3.2 盐皮质激素受体拮抗剂

盐皮质激素有多重配体，其中包括醛固酮和皮质醇等，而醛固酮是盐皮质激素的代表，可作用于肾远曲小管和集合管上皮细胞，并参与肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)在钠和钾的吸收中起到重要作用[32]。螺内酯属于第一代醛固酮受体拮抗剂，Ebadi等[33]研究指出螺内酯可以通过靶向调控miRNA192来减轻wistar大鼠的糖尿病肾病，螺内酯具有醛固酮拮抗作用及降低高血压作用，在缓解糖尿病肾病的高血压及蛋白尿症状均有较好的疗效，并可能具有神经保护作用，实验表明卡托普利、螺内酯以及他们的衍生物可以作为改善糖尿病肾病的潜在药物。Dong等[34]发现螺内酯可以通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号传导途径促进足细胞自噬，这与miRNA192能够靶向作用于PI3K-AKT途径是否存在一定联系仍需继续研究。

3.3 中医中药调节microRNA192

Cao等[35]发现黄芪甲苷Ⅳ具有抗糖尿病、抗纤维化、抗炎应激及抗氧化等作用，实验发现miRNA192能够调控黄芪甲苷Ⅳ对α-SMA、胶原蛋白I、E-钙黏蛋白等的影响。何思森等[36]发现六味地黄丸能够降低蛋白尿，改善肾组织病变，并且能够下调糖尿病大鼠肾组织中的TGF-β、胶原蛋白I、miRNA192的表达，以减少ECM的沉积，保护肾功能。冯献荣等[37]实验发现通心络胶囊能够降低KW/BW值，改善肾纤维化，降低糖尿病小鼠肾组织中miRNA192的表达，从而减轻糖尿病肾病的病理改变。唐丽萍等[38]临床观察发现糖尿病肾病患者的miRNA192表达显著高于正常人，应用降糖康肾汤能够降低TXNIP水平，升高TRX水平，改善肾功能。

4 展望

MiRNA192在肾脏中呈高表达，且在调控多种细胞信号通路中起到了重要作用，如TGF-β/smad通路、Wnt/β-catenin通路、PI3K/AKT通路等，通过介导纤维化进程及足细胞凋亡和对Na+的调控等，参与在疾病的转归之中。目前对于miRNA192与糖尿病肾病之间的研究越来越多，miRNA192在糖尿病肾病发展过程中起着重要的作用，而对于其在糖尿病肾病中的作用机制仍在不断探索中，miRNA192可以存在于血液、尿液及肾脏中，可以作为诊疗肾脏疾病的新型标志物，对于未来早期诊断糖尿病肾病及判断糖尿病肾病的预后具有重要意义。miRNA192在治疗糖尿病肾病方面具有巨大的潜力，研究一种特异性靶向miRNA192的药物，对于 miRNA192治疗糖尿病肾病具有重要意义，但这仍有待进一步研究。

糖尿病肾病是导致终末期肾病的重要因素之一，对于糖尿病肾病早期的诊断及治疗仍是目前极具挑战性的问题。对于糖尿病肾病的研究仍在不断进展，通过探究其发病机制以研制出新的治疗药物，缓解糖尿病肾病发展至终末期肾病的进程仍刻不容缓。