miRNA在原发性肾小球疾病诊断及治疗中应用的研究进展①

于 瑶 刘建华 吴丽娜 （中国医科大学附属盛京医院，沈阳 110004）

原发性肾小球疾病已经成为重要的公共卫生问题，根据病理类型不同，临床常见的原发性肾小球疾病有IgA肾病、特发性膜性肾病、微小病变性肾病等，病情发展到后期都会发生肾脏纤维化，若未能及时干预，最终将发展为终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD），只能采取透析或肾脏移植治疗，给患者本人、家庭及社会带来巨大负担。

微小RNA（microRNA，miRNA）是目前研究最广泛的一种非编码RNA（noncoding RNA，ncRNA），miRNA与长链非编码RNA（long non-coding RNA， lncRNA）、环状RNA等ncRNA共同作用调控各水平基因表达，参与器官发育、疾病发生等机体的生理和病理过程。本文将对miRNA在原发性肾小球疾病中的作用进行综述。

1 miRNA概述

miRNA是一类由内源基因编码的，长约19～ 25个核苷酸的单链RNA分子。原始miRNA在核中经RNA聚合酶Ⅱ与Drosha加工为pre-miRNA，经Exportin-5转运，在细胞质中被RNaseⅢ家族成员Dicer裂解，变成长约22 nt的双链体miRNA，与 Argonaute（Ago）蛋白结合到RNA诱导沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC）中，由于双链体两条链顶端热力学稳定性不同，最终仅一条链作为成熟miRNA保留下来［1-2］。miRNA通过抑制翻译并加速靶标mRNAs的降解以沉默基因表达，起到转录后调节作用［3］。一个miRNA可以有多个靶基因，也存在多个miRNAs拥有相同的靶基因，交织成 一个复杂的基因调控网络。NAKAGAWA等［4］和RUDNICKI等［5］利用微阵列技术对肾脏组织标本进行了miRNA和mRNA表达谱分析，共鉴定出55种差异表达的miRNAs，其中miR-30d、miR-532-3p、miR-140-3p、miR-190、miR-206与肾脏功能进行性降低有关，表达下调的miRNAs对应的靶mRNA参与炎症反应、细胞凋亡及信号转导。细胞外miRNA通过囊泡、外泌体或与Ago2载体结合等形式存在并发挥作用，具有较高的稳定性，具备作为生物标志物的潜力［6-8］。

2 miRNA与原发性肾小球疾病

2.1 生物标志物作用 近年来研究人员应用高通量手段揭示了健康人和原发性肾小球疾病患者间、不同类型原发性肾小球疾病患者间miRNA表达谱的差异，再从中挑选出具有代表性的miRNA作为生物标志物以辅助临床诊断、反映疾病分期、评估病情活动或缓解、预测治疗反应等［9-10］。如miR-204、miR-152-5p、let-7b和miR-148b在IgA肾病中特异表达，可作为IgA肾病的诊断标志物，miR-30a-5p水平可反映IgA肾病的治疗效果［11-14］。miR-30a-5p、miR-490、miR-17、miR-451和miR-106a能够作为局灶节段性肾小球硬化（FSGS）的诊断标志物，同时也能反映疾病是否处于活动期［14］。尿液中miR-10a、miR-30d、miR-3613-3p和miR-4668-5p含量可提示肾脏损伤的严重程度［15-16］。相较于肾脏组织标本，体液标本在临床上获取方便，因此体液miRNA作为生物标志物辅助诊断、监测病情和预后有更大的应用空间。

2.2 参与肾脏纤维化 几乎所有的原发性肾小球疾病进展到后期都会发生肾脏纤维化，发生固有细胞损伤和丢失、炎症细胞浸润、成纤维细胞活化增殖、细胞外基质堆积、肾小管萎缩塌陷等改变。miRNA作用于各种信号通路促进或抑制纤维化进展，如TGF-β相关的TGF-β/Smads经典信号通路［17］。LIAO等［18］研究表明，miR-140-5p直接靶向转化生长因子β受体1（TGFBR1）抑制TGF-β1/Smad信号通路发挥肾脏保护作用。miR-21作用于PTEN/Akt通路，miR-206作用于JAK/STAT通路，miR-199a-3p作用于p53/SOCS7/STAT3通路等均在一定程度上改变了肾脏纤维化进程［19-21］。除此之外miR-382下调热休克蛋白60，降低肾组织抗氧化能力，促进肾小管间质纤维化［22］。miR-4709-3p和靶标CALM3影响细胞内钙离子水平参与纤维化［23］。miR-21-5p、miR-199a-5p、miR-150-5p和miR-214-3p的表达与IgA肾病肾脏纤维化相关，外泌体miR-200b含量随纤维化进展而降低，可用miRNA水平表示肾脏纤维化程度［24-26］。促进或抑制相关miRNAs表达也为未来延缓甚至逆转纤维化进程提供可能。

2.3 在治疗中的应用 目前原发性肾小球疾病的治疗主要为应用血管紧张素转换酶抑制剂等的保守治疗和免疫抑制治疗。免疫抑制剂又分为类固醇激素类、烷化剂类如环磷酰胺、钙调神经磷酸酶抑制剂类如他克莫司和环孢素A，以及B淋巴细胞表面抗原CD20的单克隆抗体——利妥昔单抗等。钙调神经磷酸酶是T细胞活化的关键酶，钙调神经磷酸酶抑制剂能够阻断钙调神经磷酸酶的信号传导途径及促炎细胞因子产生，起到保护足细胞的作用。研究表明TGF-β通过Smad信号通路下调miR-30，miR-30s靶向钙调神经磷酸酶蛋白PPP3R1阻止钙调神经磷酸酶的活化，维持足细胞骨架完整。利用miR-582-5p与PPP3R1基因单核苷酸多态性不同等位基因的亲和力差异改变PPP3R1表达，可增强他克莫司和环孢素A对足细胞的保护作用［27-28］。研究者也在寻找新型治疗方法，比如在体外实验中使用脑源性神经营养因子下调miR-134表达，增强miR-132信号传导能促进LIM域激酶1（Limk1）的翻译和磷酸化，促进足细胞骨架合成，修复损伤的足细胞［29］。虽然将miRNA用于治疗的研究还处于初级阶段，但可为临床治疗原发性肾小球疾病提供新思路。

3 miRNA在不同肾小球疾病中的作用

3.1 miRNA与膜性肾病 膜性肾病好发于成年人，是一种自身免疫性肾病，表现为肾小球上皮下免疫复合物沉积，磷脂酶A2受体（phospholipase A2 receptor，PLA2R）、1型 血 小 板 反 应 蛋 白7A域（THSD7A）等足细胞抗原对膜性肾病的发生发展发挥重要作用［30-31］。miRNA通过多种途径参与IMN，例如：①细胞损伤。miR-193a抑制下游WT1和PODXL两种蛋白表达破坏足细胞稳定性，造成足细胞损伤［32］。IMN患者尿液中miR-193a表达上调，WT1和PODXL表达下调，联合检测尿液标本三者的含量可用来评估IMN的发病和预后［33］。miR-378a-3p靶向肾小球基底膜基质成分肾连蛋白（nephronectin，NPNT），通过与整合素α8β1结合导致足细胞形态改变，细胞骨架重排，细胞凋亡［34］。miR-193-3p靶向RAS癌基因家族成员RAB1A与细胞自噬相关［35］。血浆miR-217显著下调，靶向肿瘤坏死因子超家族成员11（TNFSF11）导致细胞凋亡［36］。细胞损伤导致滤过屏障被破坏，肾小球硬化。②细胞周期停滞。miR-195-5p靶向磷酸酶PP2C家族成员PPMIA，PPMIA对M1型单核细胞向巨噬细胞分化和TGF-β1/SMAD3通路介导的肾纤维化均有负调控作用［37-38］。miR-328-5p调节BRSK1表达可能 通 过PI3K/Akt通路影响细胞周期，let-7a-5p、let-7c-5p、miR-107、miR423-5p靶向细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂1A（CDKN1A）和原癌基因MYC导致细胞周期停滞，细胞周期G2/M停滞会使肾病发生慢性化和纤维化［39-41］。③炎症反应。let-7a-5p、let-7c-5p、miR-107靶向IL-6调控炎症反应影响IMN发病。miR-217受X染色体失活特异转录物（lncRNA XIST）负向调控，使miR-217的靶标Toll样受体4（TLR4）表达增加，促进足细胞凋亡，通过抑制XIST减轻对miR-217的抑制作用可延缓膜性肾病进展［42］。

3.2 miRNA与IgA肾病 IgA肾病是最常见的肾小球疾病，肾小球系膜区存在以IgA为主的沉积物，也被认为是一种自身免疫性疾病。已知的发病机制中较为核心的是与IgA1异常糖基化相关的免疫损伤机制，半乳糖缺陷IgA1（galactose-deficient IgA1，Gd-IgA1）作为自身抗原被抗体识别，引起一系列免疫反应，包括关键酶β-1，3-半乳糖基转移酶（β-1， 3-galactosyltransferase 1，C1GALT1）、半乳糖基转移酶伴侣蛋白（Cosmc）、T淋巴细胞、B淋巴细胞等成分［43-45］。miRNA参与调控IgA1异常糖基化，如在IgA肾病患者外周血单核细胞（PBMC）中miR-98-5p上调，可能靶向趋化因子3（CCL3），提高IL-6水平，降低C1GALT1表达，miR-148b过表达直接靶向C1GALT1下调［46］。miR-133a和miR-133b靶向影响调节性T细胞（regulatory T cells，Treg）发育和功能的重要调控因子FOXP3，抑制Treg分化。miR-21上调诱导辅助性T细胞17（Th17）极化，miR-155下调导致Th2、Th17增加，Th1、Treg减少，T细胞亚群的这种变化会抑制Cosmc表达，影响IgA1糖基化［47］。类似可上调Gd-IgA1的miRNAs还有miR-320、miR-374b等［48-49］。miRNA还通过调节炎症反应参与IgA肾病的发生发展，如miR-29b-3p调控周期蛋白依赖性激酶6表达，影响核转录因子-κB（NF-κB）活化，增强炎症反应，促进IgA肾病发生［50］。miR-200bc/429簇调控肿瘤坏死因子样细胞凋亡弱诱导剂及其受体成纤维细胞生长诱导因子14系统，miR-233靶向炎症小体NLRP3均可抑制下游炎症因子释放，减轻IgA肾病患者的炎症反应，具有特异性治疗IgA肾病的潜力［51-52］。

3.3 miRNA与局灶节段性肾小球硬化 FSGS主要由足细胞损伤引起，是最容易发展为ESRD的肾小球病变类型。miR-206和miR-193a抑制Wilms'肿瘤基因（WT1），影响足细胞稳态调节剂足萼糖蛋白、NPHS1基因等表达，引发级联反应造成足细胞损伤［32，53］。miR-135a/b通 过 抑 制 糖 原 合 酶 激 酶3β（GSK3β）表达来激活Wnt/β-catenin信号传导，破坏足细胞骨架，诱导足细胞功能障碍［54］。在小鼠试验中蛋白激酶P38和转录因子CCAAT增强子结合蛋白β（C/EBPβ）刺激上调lnc-RNA LOC105374325，使miR-34c和miR-196a/b下调，上调BCL-2相关X蛋白（Bax）和Bcl-2同源拮抗/杀伤蛋白（Bak）水平，引起足细胞变性损伤，导致FSGS发生。激活补体片段C3a/p38/XBP-1s途径可诱导肾小管细胞中lncRNA LOC105375913表达，降低miR-27b含量，增加FSGS患者肾小管细胞中锌指转录因子水平，诱导肾小管间质纤维化［55］。更多的是生物标志物相关研究，例如miR-186水平与FSGS患者蛋白尿程度相关，miR-125b和miR-186能反映类固醇激素对FSGS的治疗效果，尿液miR-196a含量可提示FSGS预后等［56-57］。

3.4 miRNA与微小病变肾病 微小病变肾病（minimal change disease，MCD）是儿童原发性肾病综合征最常见的病理类型，光镜下无特殊改变，电镜下仅见足细胞足突消失，多为排除诊断，通常应用类固醇激素治疗有效［58］。miRNA在MCD中的应用主要是通过表达谱的差异与其他类型肾病鉴别，如与FSGS相比MCD患者血浆miR-30b/c、miR34b/c、miR-342及尿液miR-1225-5p明显上调，而血清miR-192和miR-205表达下调［10，59］。miR-499可降低小鼠足细胞的钙调神经磷酸酶信号活性，减轻足细胞损伤，改善MCD相关症状，具有治疗MCD的潜力［60］。

4 结语

目前确诊各类肾小球疾病的“金标准”仍然是肾脏穿刺活检，但在临床应用中存在创伤较大、耗时较长、取材局限容易漏诊（尤其对于FSGS）、复查可能性低等弊端，需寻找操作简便，同时灵敏度高、特异性强的体液标志物来提高诊疗效率，miRNA的应用为临床带来了更多可能。部分miRNAs可作为辅助诊断肾脏疾病的标志物，且能反映疾病的严重程度。但现阶段关于miRNA在原发性肾小球疾病治疗领域的研究相对较少，这与肾小球疾病多应用激素、免疫抑制剂等非特异性治疗方法有关。此外，由于目前技术水平的局限，miRNA存在特异性不强等缺点，限制了其临床应用，希望随着后续研究的深入和新技术的开发，miRNA能够为原发性肾小球疾病的诊疗带来新的突破。