妊娠期糖尿病中相关长链非编码RNAs 的研究

高晓梅，赵 蓉，李慧珍，廖 靖，李玉婷，周玉吉，黄金智

（1.广东医科大学研究生院，广东 湛江 524001；2.广东医科大学附属医院妇产科，广东 湛江 524001）

妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）是指在妊娠前未诊断出患有糖尿病，但在妊娠中、末期出现血糖水平较高的疾病[1]。GDM 是一种常见的妊娠代谢紊乱。有研究发现[2]，GDM 的患病率约为妊娠女性的7%。GDM 可同时对母体和胎儿产生较严重危害，母体血糖升高可致孕妇流产、早产的风险升高；母体血糖升高使胎儿血糖也相应升高，胎儿体内胰岛素反应性分泌增加，导致娩出巨大儿、畸形儿的风险增加，同时容易诱发阴道撕裂、肩难产和胎儿窒息等不良妊娠结局。另有研究表明[3，4]，GDM的孕妇产后罹患2 型糖尿病和心血管疾病的风险增加，预计20%～50%患GDM 的女性在10～20 年内就会患上2 型糖尿病，而其后代患远期代谢性疾病的风险比健康女性的后代增加了2～8 倍。GDM 是一种多因素所致的疾病，目前其常见的发病风险有肥胖、胰岛素抵抗、炎症等，但发病机制尚未完全阐明。因此，GDM 的早期诊疗意义重大，而明确GDM 可能存在的发病分子标记物和发病机制已迫在眉睫。长链非编码RNAs（long-non-coding RNAs，lncRNAs）是长度超过200 个核苷酸的一类非编码RNA。根据与附近具有编码蛋白能力基因的位置可将其分为基因间LncRNAs，反义LncRNAs，双向LncRNAs，内含子LncRNAs 以及增强子LncRNAs[5]。LncRNAs 几乎在人体所有组织中广泛表达。lncRNAs 不直接编码蛋白质，但在DNA 合成、基因表达、转录及转录后修饰等生物学过程中发挥重要作用[6-8]。目前一些研究已证实运动系统疾病、心血管系统疾病、消化系统疾病等多种疾病均与lncRNAs 的异常表达有关。为此，本文概述了lncRNAs 的生物学特征，综述了lncRNAs 在GDM 中的研究进展及分子调控机制，旨在为lncRNAs 作为GDM 发病的生物标志物及治疗的分子靶点的研究提供参考。

1 LncRNAs 在GDM 中的差异表达

Morán I 等[9]研究发现，lncRNAs 在人类胰岛中有上千余种表达，其中55%为特异性表达，并参与调节胰岛β 细胞发育和功能。在GDM 小鼠胎盘组织中，Huang C 等[10]研究发现，82%的lncRNAs 表达上调，这为lncRNAs 在GDM 孕妇的研究中提供了理论支持。与此同时，在人类胎盘中发现了许多具有调节作用的lncRNAs[11，12]。许多胎盘的lncRNA 通过调节滋养细胞分化、增殖与迁移参与了GDM 的发病[13]，并且在GDM 患者脐血中也发现了较多差异表达的lncRNA。Tang L 等[14]将GDM 患者和健康对照的胎盘样本进行对比，发现86 个lncRNA 上调，86 个lncRNA 下调，提示lncRNA 在GDM 中呈现不同的表达模式和潜在的作用。随着科学技术的不断发展，Cao M 等[15]利用微阵列技术发现，84 个mRNAs和256 个lncRNAs 在GDM 患者脐血外显体中的差异表达，且差异表达的mRNAs 与胰高血糖素信号通路（GDM 相关的重要途径）有关。以上研究说明了LncRNAs 在GDM 中的差异表达的更多可能性，也为以后其在GDM 中的研究提供更多新思路。

2 GDM 相关的失调lncRNAs 分型

2.1 lncRNA MALAT1 lncRNA MALAT1 是定位在11q13.1 染色体上的位点，其在哺乳动物体内具有高度保守性，参与调控生物进化过程[16]。lncRNA MALAT1 在糖尿病一系列并发症的发病过程中扮演重要角色，如lncRNA MALAT1 可以通过促进葡萄糖诱导的炎症介质影响内皮稳定性，从而可能参与糖尿病肾病、糖尿病视网膜病变和糖尿病性心肌病等病变的形成[17-20]，通过干预lncRNA MALAT1 的表达可能改善糖尿病并发症的发病情况，从而进一步改善糖尿病患者的生存率。妊娠期糖尿病是特定时期的一种糖尿病类型。Zhang Y 等[21]研究揭示，妊娠期糖尿病患者胎盘组织中lncRNA MALAT1 的表达明显高于正常孕妇，而通过siRNA 的干预可以下调lncRNA MALAT1 的表达，并发现其可能通过调节TGF-β/NF-κB 信号通路来抑制炎症发生和GDM 胎盘滋养细胞的增殖、侵袭和迁移过程。此外，在GDM妇女的血清中也发现LncRNA MALAT1 表达上调，而且其与LncRNA P21 和LncRNA H19 的表达呈正相关[22]，这也提示LncRNA P21 和LncRNA H19 的表达上调对于GDM 的发病可能也有潜在的影响。然而李丽等[23]研究发现，LncRNA MALAT1 在GDM孕妇血清中的表达下调，而且lncRNA MALAT1 表达下调的孕妇较易发生巨大儿、新生儿低血糖等不良妊娠结局，显然，在涉及LncRNA MALAT1 在GDM 孕妇血清中的相对表达量方面存在争议，该争议是否与GDM 患者血糖升高的严重程度有关，目前尚不明确，亟需进一步探索。

2.2 lncRNA MEG3 lncRNA MEG3 是定位于人类染色体14q.32.2 上的位点[24]，在很多人的卵巢、胰腺、肾上腺等[25]正常组织中均表达。现有的一些研究提示LncRNA MEG3 与糖尿病的发病有关，如LncRNA MEG3 通过作为miR-214 的竞争性内源性RNA 调控转录激活子4 的表达，促进肝脏胰岛素抵抗，同时它还可以通过激活叉头框蛋白1，增加葡萄糖6 磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的表达，促进糖异生，减少糖原合成，进而诱发糖尿病[26，27]。而在妊娠期糖尿病发病的相关研究中，Ye HH 等[28]研究发现，与健康对照组相比，GDM 患者的人脐静脉内皮细胞中lncRNA MEG3 过表达，这可能导致miR-370-3p 下调，AFF1 上调，进而通过抑制PI3K/AKT 通路影响GDM 的进程，为通过下调lncRNA MEG3 的表达延缓GDM 的进程提供了一定的实验基础。在GDM 孕妇血液及胎盘绒毛组织中也发现lncRNA MEG3 水平较正常孕妇明显上调，同时还发现上调LncRNA MEG3 可抑制胎盘滋养细胞的活力、迁移和侵袭，从而介导细胞凋亡，下调LncRNA MEG3 的表达则表现出相反的作用[29]。以上结果提示lncRNA MEG3 可能成为GDM 的一种新的诊断标志物和治疗靶点。

2.3 lncRNA H19 lncRNA H19 是定位于人染色体11p15.5 上的位点，是最早被鉴定的印迹基因之一，被报道与胰岛素的抵抗密切相关[27]。Gao Y 等[30]研究表明lncRNA H19 在2 型糖尿病患者和胰岛素抵抗的啮齿类动物的肌肉中表达下调，敲除lncRNA H19 可损害肌细胞胰岛素信号通路和葡萄糖摄取，从而导致血糖升高诱发糖尿病。此外，lncRNA H19是第一个被报道与GDM 相关的lncRNA，它主要通过改变胰岛细胞的细胞功能影响胰岛素分泌，从而参与GDM 的发病过程[31]。Su R 等[32]研究表明，lncRNA H19 参与了宫内高血糖脐带血DNA 甲基化的改变，这种改变在调节与胰岛素样生长因子2相关的基因中具有功能性作用，这也为lncRNA H19 和GDM 的甲基化之间的强相关性提供了证据，为GDM 的研究提供新的理论支持。

2.4 lncRNA MEG8 lncRNA MEG8 基因是定位于人14 号染色体和鼠12 号染色体上的位点，是最早在小鼠中发现的印记基因[33]。lncRNA MEG8 可能与糖尿病肾病的发病及进展有关。Zhang J 等[34]研究发现lncRNA MEG8 在糖尿病肾病中表达上调，其可能通过甲基化上调miR-770-5p 诱导糖诱导足细胞凋亡加剧糖尿病肾病的进展，这为糖尿病肾病的治疗提供了潜在的靶点。此外，Zhang W 等[35]研究发现孕前血浆lncRNA MEG8 水平高的患者妊娠期糖尿病的发生率高，监测妊娠女性lncRNA MEG8 的表达水平可以用于识别GDM 的高风险个体，预测GDM 患者的肾损伤，具有一定的临床预测意义。

2.5 lncRNA PVT1 lncRNA PVT1 是位于骨髓细胞增生原癌基因附近的长链RNA，定位于染色体8q 24 21 区，长度有1716nt[36]。lncRNA PVT1 可参与调节胰岛细胞分泌活动，进而参与调节血糖。Cheng Y等[37]研究发现敲除lncRNA PVT1 后可改善胰腺β细胞损伤，并可以通过调控miR-181a-5p 的表达增强胰岛素分泌能力，其有望成为糖尿病诊疗中的新型生物标志物。lncRNA PVT1 也有望成为GDM 的诊疗中的新靶点。Wang Q 等[38]研究发现lncRNA PVT1 在GDM 患者胎盘中的表达水平低于健康胎盘，并发现它可能通过PI3K/AKT 通路破坏滋养细胞功能。该研究为lncRNA PVT1 与滋养细胞功能之间的功能联系提供了证据，为GDM 发病的分子机制提供了新的见解，但该研究纳入的患者数量相对较少，在未来的研究中仍需增加病例量来进行验证。

2.6 lncRNA SOX2OT lncRNA SOX2OT 是定位于人类染色体3q26.3 的位点[39，40]。Ran G 等[41]研究发现GDM 的孕妇在入院当天lncRNA SOX2OT 表达水平显著升高，入院当天lncRNA SOX2OT 的高表达可将GDM 患者与健康对照组有效分离，所以lncRNA SOX2OT 可以预示GDM 及其不良事件的发生，但该研究仅探讨lncRNA SOX2O 在在治疗GDM 中的临床价值。此外，该研究还受限于缺乏SOX2OT 在GDM中的功能表征，所以未来的研究需要进一步探讨lncRNA SOX2OT 在GDM 的发生和发展中的作用。

2.7 lncRNA SNHG17 lncRNA SNHG17 位于20 号染色体p12 上，是某些宿主基因中重要的一员[42]。Li J等[43]研究发现，与正常妊娠女性相比，GDM 患者血浆中lncRNA SNHG17 下调，其低表达水平与GDM的高发病率密切相关。该研究发现，无论在低糖还是高糖条件下，SNHG17 的下调都可以抑制胰岛素生产细胞的生长，并减少胰岛素的分泌。但SNHG17在GDM 发病机制中的具体作用和机制尚不清，例如，SNHG17 是否通过参与某些葡萄糖摄取代谢途径，从而影响GDM 过程中胰岛素的分泌和释放，还有待进一步研究。

2.8 lncRNA OIP5-AS1 lncRNA OIP5-AS1 是一种进化保守的长链非编码RNA，位于染色质15q15.1，来自于OIP5 基因的反向转录[44]。此外，下调lncRNA OIP5-AS1 可能加速GDM 进展。Li Y 等[45]研究发现，与健康孕妇相比，GDM 患者LncRNA OIP5-AS1 的表达明显下降，提示LncRNA OIP5-AS1 的缺失与GDM 的加重有关，该研究为GDM 的发展提供了一个新的视角，是否可以通过上调LncRNA OIP5-AS1 来延缓GDM 的进展仍有待进一步研究。

2.9 lncRNA HOTAIR Rinn JL 等[46]研究发现lncRNA HOTAIR 位于人12 号染色体上。lncRNA HOTAIR 在胰腺组织中高表达，研究发现可以通过沉默lncRNA HOTAIR 来下调胰岛素转录的相关基因达到抑制胰岛素分泌的效果，沉默lncRNA HOTAIR 还可以抑制细胞增殖及阻止细胞周期进展，最终诱导胰腺β 细胞凋亡[47]，进而诱发糖尿病。此外，在GDM 孕妇血清中也发现lncRNA HOTAIR 高表达，ROC 曲线评价结果提示lncRNA HOTAIR 对GDM 具有较高的诊断价值[48]。因此，该研究可为临床应用中寻找新的诊断标志物提供依据。但该研究仅对lncRNA HOTAIR在GDM 孕妇和健康孕妇血清中的表达情况进行了初步的分析和解释，未进一步探索lncRNA HOTAIR的下游靶基因，应该在未来的相关研究中提出并制定解决方案以提高该研究的科学指导意义。

2.10 lncRNA XIST lncRNA XIST 位于人染色体Xq13.2，参与X 染色体失活的复杂调控机制之中，在失活的染色体中lncRNA XIST 同样表达[49]。研究发现[50]lncRNA XIST 的表达上调与GDM 发病有一定的关系，lncRNA XIST 在GDM 患者的血清中呈现过表达，且lncRNA XIST 的丰度伴随着空腹血糖的升高。因此，lncRNA XIST 水平升高可能参与GDM，并预示GDM 发病的高风险，但该研究的样本量较少，无法确定血糖升高程度是否会影响GDM 中lncRNA XIST的表达趋势，未来研究中可加大样本量以及建立样本的血糖浓度梯度以对上述问题进行解决。

3 总结

GDM 是一种常见的妊娠代谢紊乱，其发病机制亟待明确与细化。目前的研究已探索到肥胖、胰岛素抵抗、炎症是GDM 常见的发病因素，但LncRNAs与GDM 发病之间关系的研究相对较少，因此有待更多投入去深入探索。如通过过表达或者敲低某种或者某些特定的LncRNAs 分型来遏制或者延缓GDM 发病进展，这对于GDM 患者本身的产前、产后及其娩出儿来说具有深远意义，从而最终可能实现GDM 在临床应用中的诊疗新突破，此外，由于糖尿病与GDM 在治疗上有许多相似之处，GDM 的诊疗突破在糖尿病的诊疗中同样具有借鉴意义。