急性腎損傷相關miRNA的研究進展

寧莉，魏殿軍

(天津醫科大學第二醫院，天津300211)

急性腎損傷(AKI)是一類腎功能快速喪失的臨床危重癥，病死率高達60.3%。由于缺乏早期預測、分級評估及監測療效的特異性指標，往往錯失早期診斷和干預的最佳時機。微小RNA(miRNA)是在真核生物中發現的一類內源性、具有調控功能的單鏈非編碼RNA，在基因轉錄和翻譯水平參與調控細胞多種生理過程[1]。miRNA組織特異性強，容易放大信號通路，平均半衰期長達5 d[2]，能被反復冷凍、解凍，且以一個非常穩定的形式存在于血液和其他體液(包括尿液)中[3]，其臨床檢測可操作性強。近年研究發現，miRNA參與了AKI凋亡、炎癥反應、缺血再灌注(I/R)損傷、血管生成和纖維化修復的表達調控，與AKI的發生、發展、預后密切相關，被認為是AKI的早期生物學標志物。目前已知的與AKI有關的miRNA有miR-21、miR-24、miR-122、miR-126、miR-210、miR-34a、miR-494、miR-92a、miR-205等，它們參與了不同病因導致的AKI的發生、發展、預后調控，對臨床醫生早期干預和治療具有重要意義。本文從AKI的病因和發病機制等不同方面對miRNA目前的研究進展做一綜述。

1 與AKI病因相關的miRNA

1.1 藥物因素相關的miRNA 藥物是導致AKI的首位病因(占40%)，其中化療藥物腎毒性危害極大?；熕幬镯樸K可通過加速DNA損傷反應和激活p53，進一步導致AKI腎小管發生損傷和細胞凋亡。而p53可調控細胞周期進程和細胞凋亡，被激活后可導致大量的腎小管細胞凋亡，病情加劇和發病時間的延長則出現組織壞死。同時，AKI時的低氧因素亦誘導p53的腎毒性作用加強。miR-34a在順鉑導致的AKI中起著保護細胞作用，可調節p53誘導的腎毒性作用，保護細胞不受損傷[4]。動物實驗研究發現，順鉑作用后，在小鼠腎小體和腎小管均檢測到miR-34a的表達，而應用p53抑制劑Pifithrin-α和進行p53基因敲除后，miR-34a均不表達。這表明p53-miR-34a途徑激活在順鉑所致AKI中起著關鍵作用[5]。若抑制miR-34a表達，則細胞凋亡增加，存活減少[6]。

1.2 手術后相關的miRNA 手術相關因素是導致AKI的第二位病因，其中，心血管手術(多見于冠狀動脈旁路移植術和心臟瓣膜手術)后發生AKI的比例最高，且死亡率較高。血漿miR-21水平與成人心臟手術后發生嚴重AKI及其他不良后果有關，可作為預后的潛在標志物。研究證實，尿液和血漿miR-21水平檢測可用于心臟手術后患者預后判斷，且尿液較血漿的miR-21水平預測作用更好[7]。AKI時，miR-21升高伴隨miR-155降低， 二者作為轉化潛在指標，在腎臟損傷和組織修復過程中起關鍵作用[8]。

I/R是移植術后腎損傷和AKI的一個主要表現。在腎臟I/R損傷的保護和恢復階段，除了miR-21外，miR-17-5p和miR-106a也被激活，導致出現腎I/R損傷[9]。Lee等[10]研究顯示，I/R損傷后，小鼠血漿和腎臟組織中miR-714、miR-1188、miR-1897-3p、miR-877和miR-122的表達均增高，且與腎臟組織學變化和肌酐水平相關。Wilflingseder等[11]研究了移植術后發生AKI患者的20個mRNA，發現mir-182-5p和miR-21-3p發生特異性變化，其中miR-182-5p是移植后AKI特異表達新的一個調節因子，與AKI密切相關，認為檢測mir-182-5p對早期診斷AKI和篩選供體有十分重要的意義。

1.3 與慢性腎臟病相關的miRNA 慢性腎臟病(CKD)、心血管疾病、高血壓、貧血等是發生AKI的高危易感因素。腎臟損傷后，哺乳動物均具有固有的修復能力，而高危AKI患者的腎功能修復過程效率低下，往往容易變成慢性腎臟疾病。利用高分辨率技術如RNA序列分析和對腎臟特定細胞內的轉錄分析，結果顯示，在損傷和修復過程中，miRNA的表達發生變化，是CKD的可能促進因素，可作為新的治療靶點和生物學標志物用于臨床，為AKI的干預治療提供更多的靶目標[12]。

2 與AKI發病機制相關的miRNA

2.1 miR-494 轉錄激活因子3(ATF3)是一種參與細胞反應過程的適應性反應基因。AKI時miRNA-494表達升高，后者可抑制ATF3表達，從而促進炎癥反應，導致腎小管細胞的凋亡和壞死[13]。動物實驗也證實,小鼠AKI時miRNA-494表達增高，可顯著抑制ATF3表達和促進腎臟I/R后炎癥介質如IL-6、單核細胞趨化蛋白-1和P-選擇素的釋放，從而加劇細胞凋亡，降低腎功能。

2.2 miR-24 miR-24過度表達可誘導細胞發生凋亡和功能變化，而沉默miR-24基因可改善凋亡和恢復細胞功能。Lorenzen等[14]經過細胞分類分析，發現I/R后腎血管內皮和柱狀上皮細胞能特異性表達miR-24。miR-24可通過刺激血管內皮細胞和柱狀上皮細胞的凋亡，促進腎缺血性損傷。體外實驗發現，缺氧條件下可誘導血管內皮和柱狀上皮細胞表達miR-24。動物研究顯示，I/R腎損傷前沉默miR-24基因后，則小鼠存活率增加，腎功能顯著改善，細胞凋亡減少，小管柱狀上皮損傷和炎癥細胞浸潤減輕。

2.3 miR-210 miR-210是腎臟組織自身表達的一類miRNA，其靶基因為Eph-A3蛋白及Ephrin家族和其相關受體。體外實驗研究顯示，缺血、缺氧狀態下血管內皮細胞miR-210表達水平升高[15]。I/R動物模型中，腎組織在缺氧刺激后，miR-210表達同樣增加[16]。研究顯示，miR-210是AKI患者預后的獨立影響因子，可預測病死率，是28 d患者生存率的獨立、強有力預測因子，血清miR-210水平與AKI患者28 d內的生存率呈反比。然而，miR-210水平增加可能是機體自我保護機制的一種表現，體內miR-210的變化可能受到多個參數的影響，如組織表達的變化、miRNA相關合成酶的變化等。同時，miR-210增加也受多種不良因素的刺激，患者病情越重，不良因素越復雜，表達影響也越大。因此，關于miR-210能否反映AKI患者預后的問題尚需更多研究進一步證實。

2.4 miR-92a miR-92a是miR-17-92家族成員，與血管生成關系密切。Bonauer等[17]研究發現，小鼠后肢缺血損傷模型miR-92a表達明顯增加，損傷后1～3 d達到最高。體外血管內皮細胞和體內缺血模型(后肢缺血和心肌梗死模型)中，miR-92a過表達可阻斷血管生成。相反，抑制miR-92a的表達可促進血管生成，且miR-92a靶基因ITGA5(又稱α5 Integrin、α5 整合素，其為整合素家族成員之一)蛋白表達也隨之發生改變。因此，miR-92a是缺血性疾病中的缺血誘導靶向血管相關因子，可能通過參與血管新生的信號途徑，促進血管生成[18]。吳玨等[19]研究發現，小鼠腎I/R損傷模型中腎組織miR-92a的表達上調，提示miR-92a可能參與缺血性腎組織損傷的血管新生調控，其機制有待進一步探討。

2.5 miR-126 作為血管特異性miRNA，miR-126可調節動員造血干或祖細胞，促進血管再生。動物實驗顯示miR-126過度表達可促使小鼠皮下植入人工基底膜后形成的新血管數量增加。I/R損傷時小鼠可過度表達miR-126，通過促進血管的完整性保護腎臟、預防腎損傷。miR-126可顯著降低尿素氮水平、體質量，抑制組織纖維化和損傷，這種保護作用與皮質髓質交界處出現高密度毛細管網和骨髓來源的內皮細胞數量增加有關[20]。

2.6 miR-205 AKI時腎小管細胞的氧化損傷和內質網(ER)應激都起關鍵作用。Lorenzen等[13]研究發現，氧化損傷和ER應激時分別有8個和10個 miRNA發生特異性表達變化，其中miR-205表達顯著降低。miR-205是抑制細胞氧化損傷和腎小管細胞發生ER應激的關鍵基因，它通過抑制脯氨酸羥化酶1( PHD1)和減少細胞內活性氧(ROS)起負調節作用。體外研究顯示，降低miR-205表達可增加細胞的氧化損傷和ER應激反應損傷；相反，增強miR-205表達可誘導細胞內活性氧ROS和抑制產生抗氧化劑酶。雖然miR-205表達增加時，細胞本身沒有發生生長或形態的改變，但在氧化或ER應激條件下其生存能力可部分恢復。

總之，miRNA可能在AKI發病機制和組織修復過程中發揮關鍵作用，并可作為一個無創、敏感的標志物，在AKI的診斷、預后和治療方面都發揮重要的研究價值和應用前景，有望成為診斷AKI新的生物學標志物，并可能成為治療AKI的新靶點，可拓展AKI創新性診斷思路和治療方法，有著廣闊的發展前景。但其作為AKI標志物的具體miRNA種類還需要進一步研究。