MicroRNA在妊娠期糖尿病中的研究進展

宗菁　盧丹

【摘? 要】本綜述著重介紹了microRNA （miRNA）在妊娠期糖尿病（GDM）中的作用。miRNA是短而穩定的RNA序列，可以通過干擾信使RNA的翻譯來抑制蛋白質合成，發揮調控功能。它們已被證實與患有GDM婦女的血漿和胎盤失調，以及妊娠和分娩相關結果密切關聯。目前，miRNA對GDM的早期篩查意義尚不明確，仍需要進一步的實驗探究。

【關鍵詞】microRNA;妊娠期糖尿病;細胞外囊泡

【中圖分類號】R714?????? 【文獻標識碼】A????? 【文章編號】1004-7484（2020）09-0295-01

妊娠糖尿病是妊娠期母體特有的疾病。孕婦在妊娠前血糖正常，孕期血糖升高，該變化可能引起母體及胎兒的風險升高。在過去20年中，孕婦妊娠期糖尿病的發病率呈持續上升趨勢。妊娠期糖尿病的特征是進行性胰島素不敏感，并通過代償性的胰島素分泌增加來補償。GDM就發生在那些無法通過產生足夠的胰島素來補償胰島素敏感性的婦女中。此外，妊娠期糖尿病對母體及胎兒均會產生不良影響。對胎兒的影響主要表現為：胎兒畸形、巨大兒、肩難產、高胰島素血癥或低血糖癥、高膽紅素血癥。這些胎兒成年后發展為2型糖尿病和動脈粥樣硬化等新陳代謝疾病的風險增加，并且肥胖的風險也明顯升高。盡管目前的治療方法（飲食結構調整或胰島素治療）可有效預防或改善GDM的短期后果，但尚不清楚是否可以預防長期后果。

microRNA （miRNA）是內源性、非編碼、單鏈RNA，其序列約為22個核苷酸。作為基因表達的重要調節劑，miRNA通過與特定靶向mRNA的3'-非翻譯區（3-untranslated region ， 3'-UTR）結合，在生物過程中介導蛋白質編碼基因的轉錄后調控。除此之外，miRNA也可以與目標mRNA結合，促進蛋白質合成，或調節基因轉錄，維持核轉錄本穩定性和其他剪接事件，然后再重新導入細胞核。最重要的是，miRNA還可以輸出到細胞外空間，并通過局部作用在細胞間通訊中發揮作用（如旁分泌或自分泌）或遠處（內分泌或外分泌），其方式如同激素的分泌。實際上，miRNA幾乎存在于所有生物體液中，包括血漿，它們與各種載體（如脂蛋白、RNA結合蛋白、微囊泡）結合，顯示出高水平的穩定性，充分證明了它們作為生物標志物的潛在作用。

本綜述將描述miRNA生物學的基礎知識，并將重點放在miRNA在GDM患者中的表達情況，評估miRNA在母體代謝和胎兒發育中的潛在作用。

1. miRNA和GDM

越來越多的研究對miRNA和GDM之間的聯系進行了不同的闡述。例如，與孕周相近的對照組相比，GDM婦女的miR-29a和miR-222顯著降低。另一項研究中，GDM患者的外周血單核細胞中miR-1268和miR-181a的水平明顯降低，miR-181a被認為與脂肪組織功能障礙、肥胖相關疾病的發生有關。miRNA可能參與了GDM的發生，并在其他妊娠期并發癥中發揮作用，甚至一定程度上影響子代健康。

2.miRNA的作用機制

miRNA是短的單鏈RNA，長度約為20至24個核苷酸，從DNA轉錄而未翻譯成蛋白質。它們是mRNA轉化為蛋白質的有力且特異的抑制劑。在修飾染色質結構和維持基因組穩定中也起著關鍵作用，并且可以調節各種生理和病理過程，例如細胞生長、分化、增殖、凋亡和代謝。

懷孕期間，miRNA在胎盤功能中起關鍵作用，其在胎盤中的表達受環境因素（例如缺氧，信號傳導途徑和表觀遺傳修飾）的調節。miRNA不僅在局部胎盤中具有重要作用，還能作為包裝的細胞外囊泡從胎盤合體滋養層細胞輸出到母體循環中。細胞外囊泡是膜結合的、納米級（<300 nm）的囊泡，能夠特異性地與信號分子包裝在一起，并從胎盤釋放到母體血液中。它們包含胎盤特異性蛋白和miRNA，因此可以與母體來源的外泌體區分開。

細胞外囊泡調節近端和遠端靶細胞的活性，包括翻譯活性、血管生成、增殖、代謝和凋亡。這樣，細胞外囊泡實現了信號跨多個系統、甚至遠距離進行細胞間通信。妊娠期間，胎盤從妊娠開始的第6周就釋放外泌體（直徑40-120 nm的細胞外囊泡亞型）到母體循環中，并且其在母體血漿中的濃度在妊娠期間逐漸增加。

由于人類滋養層細胞產生的miRNA可以通過外泌體介導的途徑分泌到母體血漿或血清中，它們有潛力作為妊娠疾病的生物標志物，例如GDM，其中胎盤通過釋放炎癥因子和脂肪因子在胰島素抵抗的增強中發揮作用，可能揭示了通過外泌體傳遞信號的潛在機制途徑。基于血漿miRNA圖譜的無創生物標志物的實用性，值得進一步評估和優化，這一令人振奮的新研究領域應優先考慮。

3. miRNA對GDM子代的影響

GDM對胎兒的影響也很大，可能引起胎兒畸形、巨大兒或胎兒生長受限、新生兒胎肺發育不全，甚至引起子代成年后肥胖及代謝性疾病。

在分娩巨大兒的GDM患者中，發現了9個差異表達的miRNA，分別是：miR-508- 3p被上調，而miR-27a，miR-9，miR-137，miR-92a，miR-33a，miR-30d，miR-362-5p和miR-502-5p被下調。涉及到多種受影響的miRNA，可能是因為它們源自不同的靶組織，從而影響了miRNA的表達。這些發現提示miRNA可以作為早期干預和診斷的靶標，從而有效預防巨大兒的發生。

已有實驗證明，GDM婦女的嬰兒即使在出生時體重正常，在1個月大時就降低了靜息能量消耗和脂肪氧化。使用微陣列分析和文獻綜述鑒定了miRNA，并通過定量PCR（qPCR）進行了驗證，通過體外轉染實驗研究探索了miRNA對靶蛋白表達的影響，共發現7種miRNA參與這些調節作用。可以推測，miRNA可能參與并影響GDM婦女的后代，可能使后代在成年后易患代謝性疾病。當然，這需要進一步的隨訪觀察和研究。

4. miRNA的治療前景

GDM是一種常見的孕期疾病，會導致不良母兒結局風險增加。隨著生信技術的不斷發展，通過對GEO數據庫的分析，miRNA靶標信息顯示，GDM中，miRNA大部分被上調，miR-145-5p和miR-875-5p靶向的基因最多。他們和IL6、GCG、APOB和A1B的靶向基因被確定為調節網絡的關鍵組成。這些候選miRNA可以提供對GDM潛在機制的更深入了解，并且可以成為GDM發展和進步的重要組成部分。

胰島素抵抗和胰島β細胞功能失調與糖尿病密切相關，通常為2型糖尿病。Tang XW等探索了miR-335-5p通過下調GDM小鼠中的VASH1表達來激活TGF-β信號通路，從而改善胰島素抵抗和胰島β細胞的分泌。miR-222是雌激素誘導的GDM胰島素抵抗中雌激素受體α表達的潛在調節劑，可能是GDM的候選生物標志物和治療靶標。

GDM是一種典型的代謝性疾病，患有GDM的患者罹患心血管疾病的風險更高。據報道，多種miRNA參與了心肌損傷的調控。通過生物信息學分析手段，發現miR-873有望靶向胰島素樣生長因子結合蛋白2（IGFBP2），而熒光素酶測定法進一步證實了這一點。通過靶向IGFBP2抑制miR-873可能通過激活PI3K / AKT / mTOR軸來調節GDM大鼠的胰島素抵抗并減少心肌損傷，從而提供了阻止GDM進程的潛在手段。

5. 展望

妊娠期糖尿病在世界各地的患病率不斷增加，并且與后代肥胖和糖尿病等代謝性疾病的風險增加有關，這些疾病將會嚴重影響當代和后代的健康。根據世界衛生組織，它現在已成為國際關注的一部分，目前需要結合當代醫學使用創新策略來解決。GDM患者的miRNA表達情況引起了人們的極大興趣，它們可能成為新的、特異性的生物標記物，擴大我們對GDM病理生理學的理解，在診斷和治療上發揮作用。但考慮到妊娠是一個極為復雜的生理狀態，不同孕周時期具有不同的臨床特點，各類相關研究的實施仍需要縝密的思維和全方位的計劃，充分考慮孕周、年齡、BMI等混雜因素的影響。

作者簡介：

宗菁（1992-），女，漢，江蘇宜興，本科，住院醫師，研究方向：婦產科。

通訊作者：

盧丹，女，漢，江蘇靖江，博士，主任醫師，研究方向：婦產科。