环状RNA在狼疮肾炎患者中的研究进展

周娅丽，朱庆焕，邓丹琪

（昆明医科大学第二附属医院皮肤性病科，云南 昆明 650101）

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种常见的临床慢性系统性自身免疫性疾病，其发病率约为30/10 万—150/10 万，主要影响育龄期女性，男女比例约为1 ∶9［1］。目前其病因及发病机制未明确，遗传、环境和激素在SLE 的发病中都发挥重要作用［2］。狼疮肾炎（lupus nephritis，LN）是SLE 最严重的并发症之一，也是SLE 患者发病和死亡的主要危险因素之一，特别是在病情活动或严重的SLE 患者中，部分可能进展为终末期肾病，给患者及其家庭带来巨大的痛苦和经济负担［3］。LN患者的诊断和监测目前仍然依赖于肾活检，使患者暴露于各种风险，且不能提供疾病预后的纵向信息，随着研究技术的进步，基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学技术的广泛应用，逐渐发现了一些具有应用前景的LN 生物标志物［4］。近年研究表明环状RNA（circular RNA，circRNA）参与了许多疾病的发生发展过程，例如神经系统疾病、自身免疫性疾病、心血管疾病和肿瘤等，其表达与炎症、疾病风险、严重程度和疾病复发具有较强的相关性，同时还可用作疾病的诊断和治疗预后分子生物标志物［5，6］。目前对于circRNA 在狼疮肾炎患者的作用也有相关研究，并且有望作为此类疾病诊断标志物或治疗靶标。本文将对circRNA 在LN 患者中表达及其机制研究的新进展进行综述。

1 circRNA 的生物学功能

circRNA 是一类客观存在于生物体内的非编码RNA 分子，其由外显子或内含子反向剪接形成的具有闭合环状结构，在不同物种中具有高度保守性，但在不同组织、不同发育阶段和不同疾病中又具有其特异性。由于其没有5'帽子结构或3'poly（A）结构，circRNA 能够不受RNA 外切酶的影响，因此比大多数线性RNA 稳定［7］。circRNA 可作为竞争性内源 性RNA（competitive endogenous RNAs，ceRNA）调控基因转录，参与多种疾病的发病过程，同时其衍生的假基因可以插入基因组［8］。目前已被证实circRNA 功能主要包括：①circRNA 可以作为微小RNA（microRNA 或miRNA）海绵，靶向吸附结合miRNA，竞争性抑制miRNA 对下游mRNA 的调控作用；② circRNA 还可与RNA 结合蛋白（RNAbinding protein，RBP）结合并影响其功能和易位；③充当转录调节因子调控基因转录；④ 翻译功能：某些circRNA 调节转录并编码蛋白质［9］。有研究发现circRNA 通过结合双链 RNA 激活蛋白激酶R（dsRNA-activated protein kinase R，PKR），作 为PKR 激活剂在抗病毒及系统性红斑狼疮的先天免疫中发挥重要作用［7，10］。还有研究表明在肾脏分泌的外泌体中还发现了circRNA［11］，表明circRNA 不仅在肾脏疾病的进展中起关键作用，而且还可能作为新的具有潜力的诊断生物标志物和治疗靶标［12］。

2 circRNA 在狼疮肾炎中的表达情况

LN 患者与健康对照者的circRNA 表达谱存在明显差异。Ouyang 等［13］通过芯片分析5 例LN、5 例SLE 不合并LN，以及5 例健康对照血浆中差异表达的circRNA，结果发现与SLE 不合并LN 组、健康对照组相比，血浆circRNA_002453 在LN 组的表达升高，差异有统计学意义。崔思婉［14］通过收集LN患者及对照组肾脏组织，进行高通量测序后发现73个表达上调和86 个表达下调的circRNA，其中hsa_circ_0007379 显著下调。Zhang 等［15］发现LN 患者肾组织中hsa_circ_0123190 表达明显降低。Luan［16，17］通过收集LN 患者肾脏活检组织和正常人肾的RNA深度测序分析差异表达的circRNA，一共发现有171个差异表达2 倍以上的circRNA，其中39 个circRNA是首次确定，在LN 中显著上调的有环状RNA 人白细胞抗原C（circular human leukocyte antigen C，circHLA-C），还发现在下调程度最高的circRNA 是编码在线粒体基因组中circMTND5。Guo 等［18］使用微阵列分析评估了SLE 患者肾活检样本中异常的circRNA 表达。LN 患者肾脏中部分circRNA 的表达显著低于对照组，尤其是circ_0007059，同时进行RT-qPCR 进行验证表明LN 样本中circ_0007059 的水平低于健康对照。鉴于circRNA 的稳定性，这些异常表达的circRNA 可能可以作为LN 的生物标志物，以提高LN 早期诊断的敏感性及特异性，表1 总结了与LN 相关的表达。

表1 与狼疮肾炎相关的环状RNA

3 circRNA 作为竞争性内源RNA 在狼疮肾炎中的作用

circRNA 可作为竞争性内源RNA，具有miRNA海绵的功能，能够吸附与人类疾病相关的靶miRNA并阻断其功能，从而影响包括自身免疫性疾病在内的人类疾病的发生发展［22］。circRNA 通过海绵miRNA 参与各种疾病的发病。Luan 等［16］发现miR-150 与LN 患者的肾脏慢性指数呈正相关，后进行生物信息学分析预测发现miR-150 受circHLA-C 的调控，并且与circHLA-C 有完美匹配位点，同时发现LN 患者肾脏miR-150 与circHLA-C 呈负相关趋势，circHLA-C 可能通过吸附miR-150 参与狼疮肾炎的发病［20］。Zhang 等［15］通过二代测序（next generation sequencing，NGS）识别3 例未治疗LN 患者和3 例正常对照组肾脏组织的不同表达的环状RNA，通过qRT-PCR 验证发现hsa_circ_0123190 可能作为ceRNA，海 绵 化hsa-miR-483-3p 来 调 节APLNR 的表达参与LN 的发病。Guo［18］用I 型干扰素（interferon，IFN）处理肾系膜细胞（RMCs）和HEK293 细胞以诱导肾炎细胞模型中的LN 表型，IFN 处理降低了circ_0007059 的表达，表明circ_0007059 参与了LN进展。同时还发现circ_0007059 作为miR-1278 的海绵，miR-1278 可以靶向SHP-1 的3 个非翻译区域。circ_0007059 通过抑制miR-1278/SHP-1/STAT3 信号传导保护细胞活力并减少肾炎细胞模型中的炎症，但该实验主要在动物模型身上完成，还需要体内实验进一步证实。Luan 等［17］研究者发现circMTND5 在人肾组织和HK-2 肾小管细胞中作为MIR6812 的海绵，以及circMTND5/MIR6812/UCP2 通路参与LN 肾线粒体损伤和肾纤维化。LN 患者的肾脏病变包括肾小球、肾小管、肾间质和肾血管等，狼疮肾炎的病理分型中包括了节段硬化性肾小球肾炎，Cui 等［23］发现通过circZNF609 海绵miR-615-5p 参与局灶节段性肾小球硬化的发病机制，但还需进一步实验验证在LN 患者中的作用。TIAN［19］等研究后首次阐明了雌性NZB/WF1 小 鼠LN 发 育 中 的circRNA 分 析 和circRNA、miRNA 相互作用，发现了mmu_circRNA_34428 可以在LN 进展中发挥重要作用，但还需要进一步体内实验证明。

4 circRNA 在狼疮肾炎中的潜在临床价值

近年来，尽管LN 患者的治疗取得了较大的进展，糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂的使用使得LN的预后已经取得极大改善，但仍有10%左右的LN患者发展为终末期肾病，给患者和社会带来沉重的负担。因此，早期诊断及阐明LN 的发病机制，对改善LN 患者的治疗和预后至关重要［24］。circRNA 已被发现可能是诊断各种疾病的理想生物标志物，在肝癌、胃癌、心血管疾病等疾病中的发病及病情发展中有一定的应用价值［25，26］。随着研究的不断深入，逐渐发现部分circRNA 也有可能是LN 患者的生物标志物，提示circRNA 在狼疮肾炎中具有潜在的临床价值。

崔思婉［14］通过KEGG 通路富集分析发现hsa_circ_0007379/miR-7977/NR4A1 调控网络通过在PI3K/Akt、MAPK 信号通路上发挥作用进而参与LN 的发病，推想hsa_circ_0007379 的低表达与miR-7977 的竞争性结合减弱，下调NR4A1 的表达，通过PI3K/Akt 和MAPK 信号通路影响LN 的发病。qRT-PCR 验证发现与对照组相比，LN 患者的肾脏组织hsa_circ_0007379表达水平下调、NR4A1mRNA 表达水平下调、miR-7977 表达水平上调；hsa_circ_0007379 的表达水平与LN 患者的肌酐水平、24h 尿蛋白、肾小球滤过率、LN 的活动性指数、慢性化指数、SLEDAI 评分和红细胞沉降率无明显相关性，但NR4A1 的表达水平与白细胞和补体C3 呈正相关。Luan［16］发现circHLA-C在LN 中显著上调，并且与患者的24h 尿蛋白、血肌酐水平、新月体肾小球在总肾小球中的百分比和肾脏活动指数显著正相关。Ouyang QQ［13］等分析发现血浆上调的circRNA_002453 与LN 肾损害相关，其与24h 蛋白尿、肾脏SLEDAI 评分呈正相关，可反映LN 肾损害，ROC 分析表明，血浆circRNA_002453的曲线下面积为0.906［95%CI（0.838-0.974），P＜0.001］，用来区分LN 患者和对照组（无LN 的SLE 患者、类风湿性关节炎患者和健康对照者），敏感度为0.900 和特异度为0.841，可能可作为LN 新的诊断性的生物标记物。Zhang［15］等发现LN 患者外周血hsa_circ_0123190 表达下调，与血清肌酐水平呈负相关，提示其可能参与了LN 患者的肾损伤。ROC 曲线分析结果表明，区分LN 患者和正常组时外周血中hsa_circ_0123190的曲线下面积（AUC）为0.900（95%CI 0.7659-1.034，P=0.0025）。hsa_circ_0123190 区 分LN 患者和对照组的最大约登指数（敏感性和特异性）为70%（90%和80%），相应的临界点为0.6773，故外周血中的hsa_circ_0123190 可能是一种新的有前景的诊断和无创LN 患者的生物标志物。虽然目前还缺乏circRNA 在LN 中更多的分子机制的证据，但未来的研究将确定和阐明circRNA 在LN 中的功能，并最终有助于诊断和治疗。

5 总结与展望

LN 是造成SLE 患者的早期发病死亡和致残的重要危险因素之一，也是终末期肾病的主要病因之一。近年来，circRNA 作为RNA 领域最新的研究热点，凭借其结构稳定和生物学功能多样等特点在LN 中的作用引起了研究者的极大关注，研究发现LN 患者的血液、细胞或组织中均存在差异表达的circRNA，这些circRNA 可能通过多种机制调控固有免疫或适应性免疫应答进而参与疾病的发生发展。此外，circRNA可能也可作为LN 患者诊断和治疗的生物标志物之一。目前与LN 相关的circRNA 研究主要集中在寻找和鉴定差异表达的circRNA 等描述性研究上，其海绵作用如何最大调控靶基因与miRNA 之间的竞争，以及基因的多元化仍是目前亟待解决的难题。将circRNA 作为LN 诊断和治疗的靶点仍然有着较大的潜在价值，未来需要进一步深入探索。今后研究重点可能将着重于circRNA 在LN 疾病发生发展的具体作用机制，这将为理解LN 的发病机制，开发诊疗新靶点提供巨大帮助。