先兆子癇與微小RNA關系研究進展

王麗麗

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院婦產科，黑龍江 哈爾濱 150000)

先兆子癇(PE)是妊娠期特有的常見病,發生在妊娠第20周以后，孕產婦在高血壓、蛋白尿的基礎上，還同時伴有多種其他高危病癥[1]，嚴重者則會致胎兒神經系統損傷或死亡。鑒于PE發病的嚴重危害，對具有患病風險的產婦進行早期診斷和有效管理，是提高產婦和胎兒存活率的重要保證。目前最常用的診斷方法是監測患者血壓和尿蛋白，但僅適用于PE發生后，不能作為早期診斷指標[2]。研究結果顯示PE患者胎盤、血清及血漿中微小RNA(miRNAs)具有較大差異，推測其在胎盤發育中可能具有重要的調節作用。因此本文對PE發病機制中miRNA的作用及與PE早期診斷的關系等進行具體闡述，以期對PE的早期診斷提供依據。

1 PE的發病機制

PE是一種全身性疾病，患者伴有內皮功能障礙和多器官功能衰竭，嚴重影響母嬰健康。此外，大量的研究顯示母親患有PE能夠增加新生兒及自身未來患心血管疾病的風險，患有PE的女性未來患心力衰竭的風險增加4倍，患冠狀動脈疾病的風險增加2倍，患中風的風險增加2倍，患心血管疾病的風險增加2倍[3-4]，同時也會增加未來罹患微量白蛋白尿和終末期腎病的風險[5]。然而到目前為止，PE的發病機制尚不明確，僅將其定義為一種由多種因素引起的妊娠綜合征，主要包括胎盤功能異常、免疫系統病變、炎癥激活增加、血管生成因子和抗血管生成因子失衡以及代謝異常等[6]。此外，孕婦的遺傳多樣性、體內脂質代謝和氧化應激異常也是導致PE的直接或間接因素[7]。隨著對PE病理機制的不斷研究，目前已使用乙酰水楊酸對高危婦女進行預防，具有一定的臨床效果[8]。雖然如此，但在PE的治療方面仍缺乏理想的方案，故終止妊娠仍然是治療PE的唯一有效方法[9]。目前多項研究發現，胎盤功能異常和免疫系統功能紊亂在PE的發病機制中具有重要作用[10]。PE的發病過程基本分為兩個階段。第一階段，胎盤植入不充分，導致胎盤灌注減少、胎盤細胞凋亡增加和滋養細胞碎片過度脫落等。第二階段，這些成分與抗血管生成因子、可溶性血管內皮生長因子受體(sFLT-1)一起被釋放到母體血循環中，引起全身性炎癥反應、內皮功能障礙和器官衰竭等。

2 妊娠初期miRNAs的表達

miRNAs是由大約22個核苷酸組成的單鏈非編碼RNA分子。miRNAs雖不編碼蛋白質，但卻參與調控基因的表達，miRNAs調控網絡在許多生理病理過程中發揮重要作用，如細胞增殖與黏附、血管生成、免疫細胞發育等[11]。

在整個妊娠過程中miRNAs能夠通過控制mRNA的表達對機體進行調控，從而為適應胎兒的發育做好準備。妊娠初期，胚胎植入體內的過程也與miRNAs的調控有關[12]，胚胎植入后，滋養細胞系開始分化。CUMAN等[13]發現，在囊胚植入失敗后，miR-661和miR-372表達上調。相反，在囊胚植入成功后，miR-142-3p呈現過表達現象[14]。這些研究結果表明，miRNAs可能參與了宮外孕和流產的發病過程。盡管通過實驗可獲得miRNAs的差異表達譜,但在臨床上的意義不大，主要原因可能是由于實驗操作的差異、方法的差異、miRNAs陣列面板的差異以及樣本存儲的差異等[12]。

妊娠初期，子宮內膜是胚胎能夠成功著床的關鍵因素。KRESOWIK等[15]發現miR-31在子宮內膜分泌中期呈現過表達狀態,可反向調控調節性T細胞轉錄因子FOXP3和穩態趨化因子CXCL12。CXCL12是一種子宮自然殺傷(NK)細胞的化學引誘劑，其作用可能是在子宮分泌期提供一個合適的免疫耐受環境[12]。miRNAs在胎盤中高度表達,致使胎盤在整個妊娠期發生巨大的生理變化[16]。雖然miRNAs在胎盤中的確切作用尚未確定，但胎盤釋放的miRNAs可進入母體循環，故在母體血清、血漿和胎盤組織中均可檢出。胎盤miRNAs的表達與妊娠期高血壓密切相關[17]。研究表明患有PE的試驗組與健康對照組在缺氧條件下培養的滋養細胞中miR-210表達均呈現明顯上升趨勢，尤其是在PE試驗組中[18]。而且目前研究還發現，在缺氧條件下培養的滋養細胞中參與血管生成以及免疫細胞發育的miRNAs表達嚴重失調[19]。因此，在正常妊娠和病理性妊娠的進程中miRNAs均發揮著一定的作用。

3 miRNAs在PE發病機制中的作用

2007年PINELES等[20]利用熒光實時定量PCR技術對正常和PE胎盤組織進行檢測發現，PE胎盤組織中miR-182和miR-210的表達與正常組織相比具有明顯差異，推測PE的發病過程可能與miRNAs表達失衡有關。隨后研究發現，妊娠過程中miRNAs對胎盤的形成及子宮的炎癥反應過程具有重要的調節作用[21]。

3.1 調節胎盤滋養細胞功能

PE患者胎盤功能異常的主要特征為滋養細胞侵襲能力不足，這是PE發病的主要根源。許多高水平表達的胎盤miRNAs是由來自父系遺傳的第19號染色體的C19MC簇編碼，是迄今為止發現的人類最大的miRNAs基因簇，主要在胎盤組織中表達，由46個miRNAs組成。雖然其具體作用尚不清楚，但由于其高表達水平，推測其對維持正常胎盤功能具有重要作用[22]。

多項研究表明，miR-210在PE患者胎盤和血漿中均過表達[23]，miR-210被認為是缺氧環境誘導的miRNAs,也是miRNAs研究熱點之一。PE患者胎盤的缺氧狀態導致氧化應激，進而導致胎盤組織中缺氧誘導因子1-α(HIF-1-α)上調，miR-210受HIF-1-α調節，進一步誘導缺氧。除此之外，有研究發現miR-210可以通過抑制靶分子——受體酪氨酸激酶配體Ephrin A3(EFNA3)和Homeobox-19的表達可以抑制滋養細胞的遷移以及侵襲。隨后，ANTON等[24]研究進一步證實miR-210可抑制滋養細胞的侵襲，推測其可作為PE診斷的一種新型血清生物標記物，幫助識別和監測高危孕婦。

激活素A受體ⅡA型(ACVR2A)基因也是受到miRNAs調控的基因之一。研究表明，miR-195可抑制ACVR2A，從而促進滋養細胞的侵襲[25]。VASHUKOVA等[26]發現,PE患者胎盤中miR-195表達水平降低導致ACVR2A水平的升高，從而抑制滋養細胞的侵襲和導致螺旋動脈重塑缺陷。還有研究發現，miR-299、miR-181a-5p和miR-134分別可與其相對應的靶基因[27-29]，例如組氨酸去乙酰化酶2、胰島素樣生長因子2、mRNA結合蛋白2(IGF2BP2)和整合素β相互作用來抑制滋養細胞的侵襲和遷移。在妊娠早期階段，miR-218-5p的表達上調，誘導絨毛外滋養細胞(EVT)向血管內型(enEVT)分化。BRKI等[30]發現，與健康對照組相比較，PE患者胎盤中的miR-218-5p表達明顯降低。GUO等[31]發現miR-133a-3p可通過BACH1/Nrf2/HO-1信號通路緩解氧化應激誘導的滋養細胞凋亡。另有研究顯示，在PE患者臍帶血中miR-133a-3p過表達與胎兒的血液循環集中度密切相關[32]。檢測發現PE患者胎盤組織中miR-29b的表達與對照組比較明顯上調；而miR-29b能夠與髓系細胞白血病序列1、金屬蛋白酶2(MMP2)、血管內皮生長因子A(VEGFA)和整合素β多個靶基因序列的3′-UTRs結合，直接誘導滋養細胞凋亡，抑制滋養細胞侵襲和血管再生。miR-30a-3p[33]以及miR-4421[34]也同樣可對滋養細胞進行調控，對PE發病過程有不可忽視的調節作用。

PE引起的缺氧狀態與PE患者體內一氧化氮合酶(eNOS)及NO濃度降低有關，而eNOS對于調節細胞通透性和維持內皮穩態具有很重要的意義[35]。研究發現，miR-222可誘導產生eNOS,但在PE患者的胎盤中發現miR-222表達水平下降[36]。miR-155能夠抑制促進細胞增殖的細胞周期蛋白D1的表達，可能對滋養細胞的增殖和侵襲具有抑制作用。此外，研究發現miR-155能夠降低人臍靜脈內皮細胞中內皮型eNOS的合成，從而抑制滋養細胞的侵襲[37]，這也可能是導致PE患者胎盤過度缺氧的原因。故推測miR-155是調節人臍靜脈內皮細胞eNOS表達和內皮依賴性血管舒張的重要因子，通過與eNOS mRNA的3′-UTR結合對eNOS產生抑制作用，故抑制miR-155表達可改善內皮功能障礙[38]。

3.2 調節血管生成

血管內皮生長因子(VGEF)是一種強有力的促血管生成因子，在血管生成特別是在內皮細胞增殖、侵襲和遷移中發揮關鍵性作用[39]，具有提高血管通透性及促進內皮細胞增殖等重要的生物學功能。VGEF能夠促進母體血管系統中NO和前列環素的產生[40]。研究表明，VEGF的正常表達是由多種miRNAs共同調控的，如PE患者miR-126下調能夠明顯降低VEGF的表達[41]；同時，miR-29b、miR-16和miR-155能夠抑制VEGFA的表達[42-43]，除抑制VEGFA表達外，miRNAs還可抑制滋養細胞侵襲和管狀細胞的形成，從而參與胎盤血管生成的調節。據報道，Ephrin-B2(EFNB2)對于血管生成具有調節作用，而miR-126、miR-20a、miR-17和miR-20b作為EFNB2的miRNAs調節因子，在PE中表達與正常組具有明顯差異[41,44]，這些miRNAs可通過失活EFNB2間接調控VEGF的表達。此外，研究表明在小鼠體內靶向敲除miR-126基因會使小鼠血管完整性和內皮細胞功能缺陷而引起全身性水腫、出血和部分胚胎死亡。PE患者滋養細胞中過表達的miR-346或miR-582-3p能夠明顯降低VEGF的表達水平[45]。miR-195-5p表達上調往往會抑制VEGF的表達，同時促進sFLT-1的表達[46]。沉默miRNAs合成過程中的RNaseⅢ核酸內切酶Dicer能夠降低lef-7f和miR-27b的表達，導致內皮細胞毛細血管萌發和小管形成活性顯著降低，提示miRNAs合成異常具有抑制血管生成的作用。

3.3 調節免疫系統功能

PE的發病可能與母體對胎兒抗原的排斥反應增加有關。在正常的妊娠狀態下，胎兒作為半同種移植物并不會被母體免疫系統排斥。有學者認為，滋養細胞抗原的低表達能夠減弱滋養細胞侵襲活性，引發PE。對PE患者胎盤組織分析發現，miR-181a呈現異常的過表達狀態，miR-181a表達升高能夠上調臍帶和蛻膜組織間充質干細胞中雙加氧酶、白細胞介素(IL)表達[47]。在PE發病過程中，異常高表達的miR-21能夠有效促進Th17細胞激活，增加IL-21和IL-17分泌量，可能引起免疫系統功能異常。miR-21過表達的同時也會降低人類白細胞抗原、活性氧自由基穩定性，降低人類白細胞抗原、活性氧自由基表達量[48]。通過轉染人工合成miR-141模擬序列的實驗發現，miR-141的增加使得滋養細胞分泌的胞外囊泡(EV)水平上升，用這些EV處理T細胞可減少T細胞的增殖。推測miR-141可能會在EV中釋放，通過EV從滋養層轉移到免疫細胞，起到細胞間的通訊作用[49]。這種細胞間通訊也可能有助于增加身體對病毒的抵抗力。通過研究患有PE大鼠胎盤組織發現，miR-148a/152可通過調節DNA甲基轉移酶1增加脂肪酸結合蛋白4(FABP4)的表達，甲基轉移酶1與PE中的異常脂質代謝以及炎癥反應有關[50]。在PE大鼠的胎盤中FABP4高表達可致滋養細胞中促炎細胞因子IL-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)表達上調[50]。此外，PE中的異常的miRNAs也參與調節人白細胞抗原-G(HLA-G)的表達[51]。研究發現，過表達miR-155可促進足細胞凋亡，促進CD4 T細胞產生IL-17，同時降低足細胞內Nephrin蛋白的表達[52]。

4 循環miRNAs與PE早期診斷的相關性

循環miRNAs是存在于體液中具有良好穩定性的一類miRNAs。研究表明，循環外泌體miRNAs也有可能在PE的生理病理學中起重要作用。外泌體是一種EV，含有蛋白質、脂質和miRNAs，可由不同的細胞分泌，包括紅細胞、成纖維細胞、內皮細胞和滋養細胞。EV從細胞分泌后，可調節鄰近細胞的活動，或傳播到遠端區域，傳遞獨特的信號，作為一種非激素的細胞間通信方式[53]。在妊娠期間，這種通信方式對母體和胎兒之間的信號傳遞非常重要[54]。當患有某種疾病如PE時，循環外泌體miRNAs可能會從患者的組織細胞中分泌到體循環中，致使患者體循環中miRNAs的表達水平與正常人相比存在明顯差異，這可能是疾病的早期病理性變化，因此循環miRNAs可以作為這些疾病早期診斷的標志物。

LI等[55]研究發現，PE和胎兒生長受限(FGR)患者的血漿外泌體濃度比健康對照組高1.5倍；此外，還發現有7種miRNAs在PE患者的外泌體中存在差異表達，但只有1種在全血漿miRNAs分析中有顯著差異。研究結果顯示，368種miRNAs中有三分之二可在外泌體中表達；而在外泌體表達的miRNAs中，有8種在患有PE的女性和健康妊娠女性之間表達具有顯著的差異，其中有5種過表達(miR-134、miR-196b、miR-376c、miR-486-3p和miR-590-5p)，3種表達下調(miR-302c、miR-346和miR-618)[56]。miR-302c是發現于4號染色體上的miRNAs家族成員，靶向胚胎干細胞中表達的cyclin D1和AKT1。PE患者胎盤組織中AKT活性的喪失可顯著增加外周血中可溶性內皮因子水平[56]。

除外泌體miRNAs外，血清和尿液中的miRNAs也可作為PE的診斷和早期篩查工具。如，現已發現PE患者血清和尿液中的miR-210和miR-155水平明顯升高[57]。同時也有研究證實，PE患者的胎盤組織和外周血液中miR-206水平也均明顯升高[58]；另外對妊娠15～18周以及足月妊娠的重度PE患者血漿中循環miRNAs分析發現，miR-18a、miR-19b1和miR-92a1表達呈下調趨勢。以上研究均表明，血液或尿液中的循環miRNAs由于具有很強的組織特異性，而且具有取樣操作簡單的優勢，或許可以作為PE診斷的潛在生物標志物。

5 總結

由于PE的致病機制復雜，目前發病原因尚不明確，故也缺乏一定的早期診斷方法，致使該病仍是目前造成孕產婦和胎兒死亡的主要原因，因此應盡早實施對PE患者的早期篩查。通過對PE進行早期篩查、及時治療可降低產婦和胎兒病死率。目前的研究已發現多種相關的生物標志物，其中miRNAs可以在血清、血漿及尿液中穩定存在，也許可以成為PE早期診斷最有潛力的標志物。此外，提高對于與PE調控有關miRNAs的認識，可有助于更快地找到潛在的PE治療靶點。如阿司匹林可以通過調節NF-kB依賴的miR-155/eNOS通路來抑制TNF-α誘導的內皮細胞功能障礙[59]；中藥川芎嗪可以抑制miR-16-5p調控從而上調IGF-2表達，阻礙PE進程[60]。相信隨著PE發病機制研究的不斷進展，能夠發現真正應用于臨床的PE早期診斷標志物，通過基因治療和良好的產前管理，可以使PE不再成為危害產婦和胎兒生命的危險因素。