非编码RNA在腹膜间皮细胞上皮间质转化中的研究进展

张容嘉，王 莉，陈 瑾

(1.川北医学院，四川南充637100；2.四川省医学科学院·四川省人民医院肾内科，四川 成都 610072)

腹膜透析(peritoneal dialysis，PD)是终末期肾脏病患者的肾脏替代治疗方式之一。据估计，全世界接受PD的患者约占全球透析患者的11%，PD全球年增长率为8%，超过血液透析的增长率(6%～7%)[1]。近年来，我国PD使用率逐年上升，占透析治疗的15%～20%[2]。然而，长期PD引起的腹膜功能丧失、超滤失败已成为患者退出PD的主要原因。在PD患者的腹膜活检结果显示，腹膜纤维化患病率在PD中期十分普遍[3]。目前研究发现上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是导致腹膜纤维化的核心步骤，特点是腹膜间皮细胞失去上皮细胞表型而出现成纤维细胞特征[4]，最终导致腹膜功能障碍。非生物相容性透析液、高糖、葡萄糖降解产物及糖基化终末产物、高渗、低PH以及反复发作的炎症反应参与了腹膜间皮细胞功能和生物学特征的改变。然而，腹膜间皮细胞EMT的机制在很大程度上仍不清楚。

越来越多的证据表明，非编码RNAs(ncRNAs)代表了另一个重要的表观遗传机制，在腹膜间皮细胞EMT过程中也可起重要调控作用。根据ncRNAs包含编码功能性肽的小型开放阅读框的大小，ncRNAs分为：①小的非编码RNAs(<200 bp),包括microRNAs(miRNAs)和PIWI-interacting RNAs(piRNAs)；②长链非编码 RNA (lncRNAs, >200 bp),包括基因间长非编码RNA (lincRNAs)、环状RNA (circRNAs)、天然反义转录物 (NATs) 和增强子RNAs (eRNAs)[5]。miRNA是目前在腹膜间皮细胞EMT中研究最广泛的ncRNA，在多项体内和体外腹膜纤维化模型的研究中强调了它们作为治疗靶点和疾病生物标志物的潜力。lncRNA在腹膜纤维化中的作用仍不清楚，有研究表明，在腹透液诱导的小鼠腹膜纤维化模型中发现了数百个lncRNAs的差异表达，这表明lncRNA可能参与调节腹膜间皮细胞EMT。此外，CircRNA被证明参与心脏、肝脏和肺脏等器官的纤维化，遗憾的是，目前还未搜寻到CircRNA参与腹膜间皮细胞EMT的相关报道。本文将集中讨论miRNA和lncRNA对腹膜间皮细胞EMT的研究进展。

1 miRNA参与腹膜间皮细胞EMT进程

miRNA是高度保守的 20～40 个核苷酸的小ncRNA，最早于1993年在秀丽隐杆线虫中首次被发现，是基因表达的关键转录后调节因子，通过与靶标mRNA 的 3′-非翻译区(3′-UTR)结合，从而降解 mRNA 转录本或阻断蛋白质翻译[6]。近年来，多项研究表明miRNA参与调控腹膜间皮细胞EMT过程。

1.1 miRNA在腹膜间皮细胞EMT中发挥抑制作用在腹膜间皮细胞EMT中，miRNA不仅能通过调控TGF-β1/Smad信号通路参与调节纤维化，还可以与Snail、ZEB1/2、Notch1、性别决定相关基因簇4(Sox4)、结缔组织生长因子(CTGF)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)、血管内皮生长因子A(VEGFA)等的3′UTR靶向结合,抑制EMT进程。miRNA-29能改善小鼠腹膜纤维化，Yu等发现在含4.25%葡萄糖腹透液诱导的小鼠PF模型中，通过超声微泡介导系统输送miRNA-29表达质粒至腹膜，可显著抑制腹膜组织TGF-β1/Smad3信号通路表达，抑制腹膜间皮细胞EMT，预防PF[7]。1.1miR-9-5p在TGF-β1刺激人腹膜间皮细胞表达上调，miR-9-5p靶向抑制TGF-βⅡ型受体(TGFBR2)和TGF-β1诱导的NADPH氧化酶4(NOX4) mRNA表达，减少了TGF-β1诱导的α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、胶原Ⅰ型蛋白(Collα1)和纤维连接蛋白(FN)等纤维化标志蛋白产生，抑制腹膜间皮细胞EMT[8]。miR-30a在持续非卧床腹膜透析(CAPD)腹膜纤维化患者中显著下调，过表达miR-30a可阻断TGF-β1诱导的Snail表达上调，抑制腹膜间皮细胞EMT[9]。miR-153-3p在甲基乙二醛(MGO)诱导的大鼠PF模型中通过与Snail的3‘UTR区结合而抑制Snail蛋白表达，减轻大鼠腹膜纤维化[10]。

在转录后的过程中，miR200家族能调控ZEB蛋白的表达。miR-200a通过靶向ZEB1/2(deltaEF1/ SIP1)抑制TGF-β1诱导的大鼠PF[11]；通过腹腔注射miR-200a，能降低高糖透析液诱导的大鼠腹膜胶原体积分数，预防腹膜功能障碍[12]。miR-200c通过靶向ZEB2和Notch1抑制腹透液诱导的小鼠PF[13]。miR-129-5p与腹膜间皮细胞EMT和纤维化呈负相关，在长期PD患者和TGF-β1诱导的腹膜间皮细胞中，miR-129-5p通过靶向SIP1和Sox4调节E-钙黏蛋白(E-cadherin)和波形蛋白表达，抑制腹膜间皮细胞EMT[14]。CTGF水平升高，改善腹膜间皮细胞EMT和纤维化[15]。有研究发现50μg/ml AGEs作用24 h可成功诱导腹膜间皮细胞EMT并激活STAT3表达，miR-454-3p通过下调STAT3表达改善腹膜间皮细胞中AGEs诱导的EMT[16]。miR-15a-5p在PD患者和高糖刺激的腹膜间皮细胞中表达显著下调，VEGFA表达增加；过表达miR-15a-5p通过抑制VEGFA表达，改善腹膜间皮细胞EMT[17]和大鼠腹膜纤维化[18]。

1.2 miRNA在腹膜间皮细胞EMT中发挥促进作用部分miRNA在腹膜纤维化组织或腹膜间皮细胞中高表达，与调控EMT相关的程序性细胞死亡因子4(PDCD4)、血清反应因子(SRF)、成纤维细胞生长因子(FGF10)、骨形态发生蛋白-7(BMP-7)、维生素D受体(VDR)等结合，促进EMT进展。miR-21在TGF-β1及透析液刺激的腹膜间皮细胞中，通过抑制PDCD4的表达促进腹膜间皮细胞EMT[19]。此外，有研究显示透析流出物中miR-21水平与基线和一年后的4小时腹透液/血肌酐比值(D/P4)和肌酐的转运面积系数(MTAC)相关，随着PD时间的延长，透析流出液中miR-21水平升高，尤其是在即将发生腹膜功能衰竭的患者中[20]。miR-199a-5p/214-3p在高糖刺激的腹膜间皮细胞表达增加，通过靶向紧密连接蛋白2和E-cadherin抑制表达，促进腹膜间皮细胞EMT；在PD大鼠模型中，miR-199a-5p和miR-214-3p表达能被SRF抑制剂沉默，减轻大鼠腹膜损伤和纤维化[21]。miR-145在TGF-β1诱导的腹膜间皮细胞及透析液刺激的大鼠PF模型中表达上调，通过靶向抑制FGF10促进腹膜间皮细胞EMT[22]。miR-30b在MGO诱导的大鼠纤维化模型中，通过与BMP-7的3‘UTR结合起负调控作用，抑制BMP-7表达，促进大鼠腹膜间皮细胞EMT[23]。抑制miR-23表达可以上调高糖刺激的腹膜间皮细胞中VDR表达，改善腹膜间皮细胞EMT[24]。miR-34a在高糖诱导的小鼠PF模型中表达水平显著升高；加入芹菜素处理后miR-34a表达受到抑制，减轻了小鼠腹膜间皮细胞EMT和纤维化[25]。

关于miR-589对腹膜纤维化的研究出现了矛盾的结论。Zhang等发现miR-589过表达可以抑制TGF-β1刺激后腹膜间皮细胞EMT[26]。而另一项研究则发现MiR-589可能通过激活腹腔巨噬细胞中的环氧化酶-2(COX-2)，介导腹膜结构改变，发挥促纤维化作用[27]。

综上，MiR-200a、MiR-15a-5p、MiR-30a，MiR-129-5p、MiR-302c、MiR-200c、MiR-29b、MiR-153-3p、MiR-9-5p、MiR-454-3p在腹膜间皮细胞纤维化模型中表达降低，并且它们的过表达抑制了腹膜间皮细胞EMT过程；此外，MiR-145、MiR-21、MiR-199a-5p、MiR-214-3p、MiR-30b、MiR-23、MiR-34a等作用则恰恰相反，研究表明它们的过表达促进腹膜纤维化进展。

2 LncRNA参与腹膜间皮细胞EMT进程

LncRNAs被定义为超过200个核苷酸的转录本，占据了人类基因组的很大一部分，通常缺乏蛋白质编码能力。lncRNAs可以通过转录、转录后和表观遗传机制调控基因表达[5]。目前关于LncRNA在腹膜透析的相关研究还不多。Xin等在透析液诱导的小鼠PF模型中发现，127个lncRNAs表达上调，105个lncRNAs表达下调。在差异表达的lncRNAs中，通过qRT-PCR验证了9个lncRNAs，与正常对照组相比，其中lncRNA AV310809、uc007eib.1、AK142426和ENSMUST00000053838表达增加，而lncRNA uc007dlv.1、AK080622、AK089579、BC049991和uc008pwj.1表达减少[28]。

在腹膜纤维化组织中表达上调的lncRNA AV310809能通过激活 Wnt2/β-catenin信号通路促进TGF-β1诱导的腹膜间皮细胞EMT[29]。此外，lncRNA AK089579 能够通过竞争性结合miR-296-3p，上调miR-296-3p靶基因酪氨酸激酶2(DOK2)表达，从而抑制 Janus激酶2(JAK2)/STAT3 信号通路的激活，抑制腹膜间皮细胞EMT[30]。Zhi等人在5/6肾切除术建立的尿毒症PD大鼠模型中证实，LncRNA 6030408B16RIK能与miR-326-3p竞争性结合并上调WNT1诱导信号通道蛋白2(WISP2)的表达，沉默lncRNA 6030408B16RIK能通过miR-326-3p使依赖WISP2的Wnt/β-catenin信号通路失活，对超滤失败的尿毒症 PD 大鼠发挥抗纤维化作用[31]。这些研究证明了lncRNA参与了PD相关PF的进程。

3 小结

在过去的几年中，多个miRNAs被证实通过TGF-β1/Smad、Snail、ZEB1/2、Notch1、SOX4、CTGF、STAT3、VEGFA、PDCD4、SRF、FGF10、BMP-7、VDR等信号途径参与调节腹膜间皮细胞EMT进程，在PD相关PF的进展中起着重要作用，有望成为PF的诊断标志物和治疗靶点。此外，研究者还发现lncRNAs也参与调控腹膜纤维化，然而目前还缺乏CircRNA参与腹膜间皮细胞EMT的依据。尽管如此，我们还需要更多的基础和临床研究进一步阐释和发现这些ncRNA在EMT中的调控机制，从而指导ncRNA在PD相关PF的诊断和预测作为治疗靶点的价值。