miR-30c在脂类代谢相关疾病中的研究进展

郝佳欣，王志刚，杨天竹，张祎

(哈尔滨医科大学(大庆)医学检验与技术学院，黑龙江 大庆 163319)

脂质代谢紊乱可导致多种代谢综合性疾病，包括肝脂肪变性、脂肪组织功能障碍、糖尿病以及肥胖症等[1]。肝脂肪沉积是肝纤维化、肝硬化等酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)的早期阶段。在肝病的诊断方面，血丙氨酸转氨酶和天冬氨酸转氨酶的活性是评价肝脏损伤的最常用指标，但无法判断肝病的类型和肝损伤的程度；肝脏组织病理检查是评估肝纤维化的金标准，但属于有创性检查，患者接受度低；肝脏弹性成像是无创检查且应用广泛，但肝脏弹性检测成功率易受肥胖等因素影响，导致检测的准确率较低[2]。因此，寻找新的生物标志物和治疗药物迫在眉睫。微RNA(microRNA，miRNA/miR)可通过基因沉默来调控细胞的增殖、分化及凋亡，在肝脏疾病的发生发展发挥重要作用。但目前应用单一miRNA检测或分期脂类代谢相关疾病的报道较少。传统脂类代谢相关疾病标志物的诊断效果不佳，而miRNA可作为ALD的特异性诊断靶点且具有显著优势。现就miR-30c在脂类代谢相关疾病中的研究进展予以综述。

1 miR-30家族概述

miRNA是近年来发现的一种非编码小RNA，遍布整个基因组[3]。其主要通过与靶基因的3′非翻译区完全或不完全结合降解靶基因或抑制其翻译过程。miRNA作为代谢同源性调节的关键调节剂，参与代谢综合征的病理生理过程[4]。miR-30家族是一类重要且具有多种生物学功能的家族，miR-30家族由miR-30a、miR-30b、miR-30c、miR-30d和miR-30e组成，而miR-30c又分为miR-30c-1和miR-30c-2。miR-30家族由位于人类第1、6和8号染色体上的6个基因编码，其中人类染色体1编码miR-30c-1和miR-30e，人类染色体6编码miR-30c-2和miR-30a，人类染色体8编码miR-30b和miR-30d[5]。miR-30c-1和miR-30c-2由其单链RNA前体酶剪切加工而来，由前体3′端加工而来的成熟miR-30c-5p的序列为UGUAAACAUCCUACACUCUCAGC、miR-30c-1-3p的序列为CUGGGAGAGGGUUGUUUACUCC、miR-30c-2-3p的序列为GUGGGAGAAGGCUGUUUACUCU，这些miRNA在5′端附近共享相同的种子序列GUAAACA，但在3′端附近有不同的补偿序列，从而导致miR-30家族成员靶向不同的基因和通路，发挥多种生物学功能[6]。多种疾病的发生发展与miR-30家族成员对下游靶基因水平的调控有关[7]。

2 miR-30c的生物学功能

作为miR-30家族的一员，miR-30c在多种生理病理过程中具有潜在作用。miR-30c被公认为细胞增殖、分化、代谢和凋亡过程中的多功能调节因子[8]。脓毒症引起的急性肾损伤是住院患者常见的并发症。研究发现，miR-30c-5p表达减少可通过负调节硫氧还蛋白相互作用蛋白的表达，促进肾小管上皮细胞凋亡，加重脓毒症模型小鼠的肾脏损伤；miR-30c-5p过表达则可减少硫氧还蛋白相互作用蛋白的表达，进而抑制核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3、凋亡相关斑点样蛋白和胱天蛋白酶1的表达以及炎症细胞因子的分泌，减少肾小管上皮细胞凋亡，从而减轻肾脏损伤[8]。另外，miR-30c-5p过表达还可通过减少自噬相关基因5的表达，减弱细胞毒性和晶体细胞黏附，抑制肾结石的形成[9]。

此外，miR-30c-5p对心肌缺血再灌注损伤也具有保护作用。过表达miR-30c-5p可提高心肌细胞存活率、减少乳酸脱氢酶释放和心肌细胞凋亡，同时还伴有p53表达下调[10]。miR-30c还是一种抑癌分子，在多种肿瘤癌组织中低表达，并在肿瘤的发生、侵袭、转移过程中起重要作用[6]。如miR-30c-5p可抑制大鼠肿瘤坏死因子-α等炎症细胞因子的表达[11]。研究发现，肝癌SMMC-7721细胞及HepG2细胞的侵袭和迁移能力均与miR-30c的表达水平呈负相关，miR-30c通过与早反应蛋白2的3′非翻译区特异性结合，导致早反应蛋白2的表达水平降低，进而影响细胞的侵袭和迁移能力[12]。在多发性骨髓瘤细胞中，miR-30c持续低表达，并与B细胞淋巴瘤/白血病9基因的3′非翻译区特异结合，影响多发性骨髓瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭、耐药以及肿瘤干细胞形成的能力[13]。以上研究均证明，miR-30c是生物体重要的调节因子。

3 miR-30c与脂类代谢相关疾病的关系

3.1miR-30c与高脂血症和动脉粥样硬化的关系 高脂血症是动脉粥样硬化和代谢性疾病的主要危险因素，动脉粥样硬化是心脏病发作、脑卒中和心源性猝死最重要的诱因[14]。增加脂蛋白清除率或抑制脂蛋白的产生均可降低血浆胆固醇水平。他汀类药物和前蛋白转化酶抑制剂均可通过增加脂蛋白清除率降低低密度脂蛋白胆固醇水平[15]。但他汀类药物无法最大限度地降低低密度脂蛋白胆固醇水平，且高剂量应用还可导致肌无力[16]。载脂蛋白B水平升高是高脂血症的诱发因素，且其表达水平受载脂蛋白B和微粒体三酰甘油转运蛋白(microsomal triglyceride transfer protein，MTP)影响。MTP与新合成的载脂蛋白B相互作用，协助成熟脂蛋白的形成，这也是降低血浆胆固醇水平的另一途径[16]。而MTP抑制剂则可增加血浆转氨酶水平并引起肝脏脂肪变性[17]。因此，研发降低血浆脂质水平的新方法以及最大限度地避免不良反应的新药物迫在眉睫[18]。

此外，miR-30c可通过减少富含三酰甘油的载脂蛋白的合成与分泌，减轻高脂食物喂养小鼠的高脂血症和动脉粥样硬化，miR-30c与MTP信使RNA的3′非翻译区特异性结合，导致MTP信使RNA降解，进而导致MTP信使RNA的活性和载脂蛋白B水平降低；同时，miR-30c还可靶向脂质合成相关基因(如溶血磷脂酰甘油酰基转移酶1)，避免脂肪变性[15]。有研究在不影响三酰甘油和血糖水平的情况下，向瘦素及瘦素受体缺乏的高胆固醇、高血糖小鼠肝内注射miR-30c，结果发现，小鼠血浆总胆固醇水平和极低密度脂蛋白/低密度脂蛋白水平分别降低28%和25%；此外，miR-30c还可显著降低高脂食物喂养小鼠的血浆胆固醇水平和动脉粥样硬化，但对血浆三酰甘油、葡萄糖和转氨酶水平则无影响；进一步研究表明，miR-30c通过降低肝MTP活性和减少脂质合成，导致小鼠血浆胆固醇水平下降[19]。

内皮功能障碍在动脉粥样硬化发生发展中起关键作用[20]，而细胞炎症和死亡是心血管疾病(包括动脉粥样硬化)形成过程中必不可少的致病原因[21]。在动脉粥样硬化过程中，焦亡是炎症细胞死亡的一种形式[22]。此外，类受体家族Pyrin结构域的激活也可通过不同的信号通路促进动脉粥样硬化。氧化低密度脂蛋白可剂量依赖性地增加人主动脉内皮细胞乳酸脱氢酶的释放，氧化低密度脂蛋白处理的人主动脉内皮细胞miR-30c-5p表达受到抑制，而miR-30c-5p富集则可保护人主动脉内皮细胞免受氧化低密度脂蛋白引起的焦亡；此外，加入miR-30c-5p还可抑制氧化低密度脂蛋白激活的核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3的表达[23]。miR-30c-5p通过靶向人主动脉内皮细胞中的叉头框转录因子O3，在细胞焦亡中发挥重要作用，为动脉粥样硬化的治疗提供了新途径[24]。

脂类的吸收主要有两种方式：①由中链、短链脂肪酸构成的三酰甘油经乳化后吸收，并经门静脉入血；②由长链脂肪酸构成的三酰甘油与载脂蛋白、胆固醇等结合形成乳糜微粒，经淋巴入血。脂肪合成后，需要与载脂蛋白、胆固醇等结合成极低密度脂蛋白，再通过血液运送至肝外组织储存或利用[25]。miR-30c可影响载脂蛋白B的水平，因此脂质的吸收和合成后利用均受miR-30c调控。miR-30c可通过影响脂质的吸收和合成利用缓解高脂血症和动脉粥样硬化，因此有望成为治疗高脂血症和动脉粥样硬化的靶点。

3.2miR-30c与糖尿病相关疾病的关系 由糖尿病直接导致的心肌细胞损伤且无内皮功能障碍，称为糖尿病心肌病[26]。生物信息学与生物化学实验均显示，过氧化物酶体增殖物激活受体γ协同刺激因子-1β是miR-30c的直接靶点之一，过表达miR-30c可提高小鼠葡萄糖利用率，减少心肌活性氧类的生成和心肌脂质积累，从而减轻小鼠心肌细胞凋亡和心功能障碍[27]。糖尿病肾病是糖尿病最严重的并发症之一，其特点为糖尿病期间患者肾功能的慢性丧失，目前糖尿病肾病已成为终末期肾衰竭的主要原因[28]。上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)和肾纤维化是糖尿病肾病的主要特征，在肾纤维化组织和高葡萄糖刺激的肾小管上皮细胞中miR-30c-5p表达下调、Janus激酶1表达上调，过表达miR-30c-5p可抑制肾小管上皮细胞高葡萄糖诱导的EMT和肾纤维化，下调miR-30c-5p表达则可逆转此现象[29]。

在高葡萄糖糖处理的肾小管上皮细胞中，人肺腺癌转移相关转录本1表达上调、miR-30c表达下调，导致核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3表达上调和肾小管上皮细胞焦亡[30]；同时，Opa 相互作用蛋白5反义RNA1的表达也上调，而Opa相互作用蛋白5反义RNA1可促进高葡萄糖刺激的肾小管上皮细胞细胞EMT和肾纤维化，还可通过与miR-30c-5p结合诱导糖尿病肾病患者EMT和肾纤维化[31]。以上研究均证实，miR-30c可抑制高糖诱导的肾纤维化，为糖尿病肾病的治疗提供了新的治疗策略。

3.3miR-30c与ALD和非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)的关系

3.3.1miR-30c与ALD的关系 ALD是指长期大量饮酒引起的肝损伤，也是最普遍的慢性肝病类型。ALD的发展过程为早期的肝脏脂肪沉积→脂肪性肝炎→肝纤维化→肝硬化→肝癌[32]。脂肪变性是大量饮酒的早期反应，其特征为脂肪沉积在肝细胞中。纤溶酶原激活物抑制物1和参与成骨细胞分化的酪氨酸激酶受体2是miR-30c的潜在靶点，在人多能脂肪干细胞分化过程中，纤溶酶原激活物抑制物1和酪氨酸激酶受体2表达下调，而纤溶酶原激活物抑制物1和酪氨酸激酶受体2共沉默可增加脂质沉积以及脂肪细胞分化标志物的表达；然而，低水平的酪氨酸激酶受体2可诱导干细胞分化为脂肪细胞，miR-30c过表达可通过下调过氧化物酶体增殖物激活受体γ、CD36等脂肪生成关键基因的表达，调节脂肪生成[18]。另外，miR-30c还参与纤维重构过程。miR-30c在肝纤维化患者的血清和肝硬化患者肝组织中的表达均下调；同时，miR-30c还可显著抑制转化生长因子-β信号转导通路，而转化生长因子-β可诱导肝纤维化过程；另外，细胞外基质的重要调节因子转化生长因子-β2是miR-30c在肝纤维化中的潜在靶基因[33]。以上研究表明，miR-30c在ALD中发挥重要作用，是一个潜在的生物因子。

3.3.2miR-30c与NAFLD的关系 NAFLD是肝实质中脂肪过度累积造成，而非饮酒所致。据估计，全世界约10亿人受到NAFLD的影响，NAFLD患病率为6.3%～33%[34]。蛋白激酶是一种主要的代谢调节剂，可阻断脂肪合成酶的转录，增加脂肪酸的氧化[35]。蛋白激酶是能量状态降低的重要细胞传感器，可磷酸化目标蛋白，减缓关键生物合成的速率，促进能量产生，因此，许多蛋白激酶激活化合物对脂肪肝有良好的疗效[36]。二甲双胍即是蛋白激酶激活化合物之一，可通过激活蛋白激酶减少肝脂肪变性和脂肪酸氧化[37]。

调节脂肪变性的化合物主要包括棕榈酸、化合物C(作为诱导剂)和二甲双胍(作为抑制剂)等。研究发现，敲除人肝细胞miRNA加工酶可导致脂质沉积增加，而脂质沉积时的miR-30c异位恢复可导致与脂肪酸代谢相关的基因发生变化，进而导致神经酰胺持续减少、线粒体活性增强、β氧化加剧；此外，miRNA还可通过调节蛋白激酶等脂肪酸代谢相关生物合成基因的表达维持NAFLD的模拟环境，而蛋白激酶表达减少则进一步导致肝细胞中的脂肪酸沉积增加；进一步研究发现，瘦素受体缺乏模型小鼠肝脏和NAFLD受试者血浆中的miR-30c表达均下调，表明miR-30c可作为抗高脂血症和相关代谢疾病的潜在靶点[38]。

综上，肝脏miR-30c的生物合成在脂质代谢中具有重要作用，可通过调控脂质代谢相关通路的表达影响胆固醇等脂质化合物的合成。miR-30c可调控蛋白激酶的表达，而蛋白激酶则可通过提高胰岛素敏感性，间接降低脂质及血糖水平，表明肝脏miR-30c可作为NAFLD治疗的一条潜在途径。

4 小 结

miRNA以稳定形式存在于血浆和血清样品中，这一特性使其适宜作为检验标本。此外，还可从其他细胞外液(包括唾液、尿液和粪便)中分离出miRNA。由于无须侵入性程序即可轻松获得，临床miRNA检测应用前景广阔。虽然miR-30c在肝脏代谢的调节中起核心作用，但miR-30c作为治疗剂仍面临许多问题。因此，未来还需充分了解单个miRNA在脂类相关代谢疾病中的作用机制，同时进一步明确肝细胞系和原代肝细胞中miR-30c与脂类代谢疾病的关系，为未来脂类代谢疾病的治疗提供新思路。