長鏈非編碼RNA與腎臟疾病研究進展

范佳綜述 何平審校

非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNAs)是在RNA水平而不是蛋白質水平上發揮作用的基因組轉錄本，主要包括miRNAs、lncRNAs、circRNAs、snoRNAs和tRNAs。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)被定義為長度超過200個核苷酸但沒有蛋白質編碼能力的RNA分子，主要通過對基因印記的調控、染色質重構、增強子、分子海綿及小RNA前體等作用調控基因表達。lncRNA廣泛參與細胞的生長、發育、分化及凋亡等生物學過程。其異常表達或基因突變可能會導致包括出生缺陷、腫瘤等人類多種疾病，成為某些疾病治療的潛在靶點。近年來，越來越多的研究表明,lncRNA與腎臟疾病密切相關，在腎臟疾病中發揮重要作用，其異常表達參與腎臟疾病的發生發展。本文就長鏈非編碼RNA與腎臟疾病的研究進展進行綜述。

1 LncRNA概述

lncRNAs是一類長度大于200 bp的非蛋白質編碼的RNA。與蛋白質編碼的mRNAs類似，lncRNAs也由RNA聚合酶Ⅱ轉錄，并經歷轉錄后修飾，如5’加帽、多聚腺苷化和剪接[1]。lncRNAs在大多數生物體中具有不同的功能，它們可以作為支架、引物、誘餌、信號等多種方式調控基因的表達和功能，并可通過基因組靶向、順式或反式調控發揮作用?？紤]到lncRNA功能范圍廣泛，lncRNA在腎臟疾病中的作用評估，可以提供新的診斷和治療機會。

2 LncRNA與腎小球疾病

2.1 糖尿病腎病 糖尿病腎病(DKD)是糖尿病的常見并發癥，其患病率在全球范圍內呈上升趨勢。目前，在西方國家，DKD被認為是終末期腎病(ESKD)的主要原因[2]。

2.1.1 lncRNA在DKD中上調： 沉默的lncRNA PVT1通過上調FOXA1抑制足細胞損傷和凋亡[3]，通過miR-9/SIRT1軸誘導的自噬，證實了lncRNA SOX2OT可以減輕高糖誘導的足細胞損傷。因此，SOX2OT可能成為DKD的潛在治療靶點[4]。Li等[5]發現，高糖誘導的腎小管上皮細胞中，MALAT1通過靶向miR-23c和連續上調的ELAVL1和NLRP3導致凋亡增加。研究表明，MALAT1的上調與糖尿病小鼠腎小球足細胞損傷和蛋白尿有關，在高糖處理的足細胞中，MALAT1與β-catenin(腎臟纖維化的中介物)的移位有關，也與SPSF1(前mRNA剪接分子)的過表達有關，參與誘導了DKD的進展[6]。Sun等[7]發現，lncRNA Erbb4-IR在db/db小鼠中高度表達，并通過Smad3依賴性機制特異性誘導AGEs。敲除Erbb4-IR基因可防止db/db小鼠微量白蛋白尿升高、血清肌酐升高和進行性腎纖維化，從而預防2型糖尿病的發生。Gm4419是近期在腎組織中發現的一種促炎基因。Yi等[8]研究表明，Gm4419可能通過NF-κB/NLRP3炎性信號在DKD炎性反應中發揮作用。綜上，上調的lncRNA參與了DKD的發生和發展，并可能成為DKD治療的新靶點，但其具體機制仍需進一步研究，見圖1。

2.1.2 lncRNA在DKD中下調：在不同的DKD模型中，TUG1既可作為miR-377的海綿，減輕細胞外基質沉積，又可通過調節內質網應激信號、PGC-1α和TRAF5來保護足細胞免于凋亡[9-11]。MIAT通過穩定Nrf2的表達來調節近曲小管細胞活性，Nrf2是細胞抵御高血糖引起的氧化應激和遺傳毒性的關鍵分子。Nrf2可以從病理和功能上保護腎臟免受糖尿病的損害[12-13]。在45 mmol/L葡萄糖培養的腎小管上皮細胞(HK-2細胞)中，過表達MIAT可增強Nrf2的表達[14]。CYP4B1-PS1-001在DKD的早期階段被顯著下調，其過表達可抑制系膜細胞的增殖和纖維化。其作用是通過核仁中的核蛋白酶體降解途徑介導的[15]。LINC01619在DKD患者腎活檢組織中表達下調，并且與蛋白尿和腎功能受損相關。它主要表達在足細胞胞質中，并作為miR-27A的“海綿”。此外，LINC01619能夠在糖尿病大鼠體內引發氧化應激和足細胞損傷，表現為足細胞凋亡增加，足細胞足突彌漫性消退，腎功能受損。這種影響也在高糖處理的足細胞的體外實驗研究中產生[16]。

綜上，下調的lncRNA可為DKD的發病機制提供潛在的治療靶點和分子生物學標志物，可能為DKD的治療提供新的方法，見圖1。

圖1 DKD中lncRNA的作用機制

2.2 IgA腎病 在亞洲人群中，IgA腎病(IgAN)被認為是最常見的原發性慢性腎小球疾病。IgAN的主要特征是IgA1沉積在腎小球系膜區，Zuo等[17]通過基因芯片分析，在IgAN患者和健康對照組外周血中共鑒定出167個差異表達的lncRNAs和94個差異表達的mRNAs，提示這些mRNAs和lncRNAs可能是診斷IgAN的潛在生物標志物。并且發現lncRNAs和mRNAs的相互調節可能參與了IgAN相關的先天免疫紊亂。LncRNA—mRNA網絡的失調可能是IgAN進展的一個可能機制。Guo等[18]的研究表明,LncRNA-G21551在IgAN患者中表達下調，其可能通過調節FCGR3B(IgG Fc段的低親和力受體)的表達在IgAN的發病機制中發揮重要作用,lncRNA-G21551的表達水平可作為IgAN診斷的生物標志物，盡管該研究未闡明lncRNAs在IgAN中的具體調控機制和功能，但這些發現為進一步研究IgAN中的lncRNAs奠定了基礎，從而為確定潛在的生物標志物和治療該疾病提供新靶點。

2.3 膜性腎病 膜性腎病(MN)又稱膜性腎小球腎炎，是一種非炎性免疫性腎臟疾病，常導致腎病綜合征。Huang等[19]利用實驗性MN小鼠模型，發現XIST和NEAT1在腎小管上皮細胞和腎小球細胞中的水平都顯著上調，凸顯了這些lncRNAs在MN發病機制中的潛在價值。在MN患者腎組織中，TLR4表達上調，血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)通過上調TLR4表達促進足細胞凋亡[20]，提示TLR4表達促進MN足細胞凋亡。MN中也觀察到Ang Ⅱ水平升高，并導致人類腎小管間質損傷和其他慢性腎臟疾病[21- 22]。細胞培養的數據表明，XIST可能與miR-217相互作用，上調TLR4的表達，從而導致足細胞凋亡和MN的發生[23]。隨著XIST/miR-217/TLR4軸的驗證，為MN的診斷和治療提供了新的靶點和生物標志物。

2.4 狼瘡性腎炎 系統性紅斑狼瘡(SLE)是一種以多種自身抗體和器官損害為特征的異質性自身免疫性疾病，狼瘡性腎炎(LN)是SLE最常見、最嚴重的并發癥之一。轉移相關肺腺癌轉錄本1(Malat-1)，也被稱為NEAT2，在SLE和LN患者中表達上調[24- 25]。CTC-471J1.2作為LN的診斷標志物具有較高的敏感度和特異度，僅在LN患者中與腎小球濾過率呈正相關[24]。與單純SLE患者相比，LN患者中TUG1的表達下調[26]，且TUG1水平測定可作為SLE診斷和預測LN并發癥的生物標志物。RP11-2B6.2在LN患者中表達上調，主要見于LN活動期患者[27]。馬洪波等[28]研究表明，lncRNA TUG1吸附miR-144，進而抑制LN小鼠腎小球系膜細胞炎性因子分泌,從而減少細胞增殖，并促進凋亡。總之，以上研究表明，lncRNA作為一種特異性標志物，在LN中具有預測和診斷的潛力，有助于深入了解LN的發病機制。

3 LncRNA與急性腎損傷

急性腎損傷(AKI)是由缺血再灌注、腎毒性損傷、膿毒癥等多種刺激引起的以腎功能急劇下降為特征的疾病。越來越多的研究表明，大量的lncRNA在AKI中發揮重要作用。

3.1 膿毒癥AKI Chen等[29]研究表明，NEAT1在膿毒癥AKI患者中高表達，且上調的程度與AKI的嚴重程度相關。Jiang等[30]研究發現，過表達lncRNA HOTAIR可通過下調miR-34a/Bcl-2信號通路，抑制腎組織凋亡，從而減輕膿毒癥大鼠AKI的發生。Liu等[31]研究表明，下調lncRNA TUG1可能通過調控miR142-3p/SIRT1軸和NF-κB信號促進膿毒癥AKI的發生發展。Shen等[32]提出,TapSAKI在膿毒癥AKI中升高，通過miR-22/PTEN/TLR4/NF-κB通路促進HK-2細胞凋亡和炎性反應。綜上所述，這些發現表明lncRNAs可能在膿毒癥AKI的炎性反應調節中起關鍵作用，見表1。

3.2 缺血再灌注AKI Yu等[33]研究顯示，lncRNA PRINS通過在體外缺氧條件下以HIF-1α依賴方式上調，PRINS可能與RANTES相互作用并抑制RANTES，以減輕腎缺血再灌注損傷(IRI)中的急性腎小管壞死和炎性反應。MALAT1也以HIF-1α依賴的方式誘導。在體外，沉默MALAT1與抑制細胞增殖有關。然而，在體內，MALAT1基因敲除只引起缺血性AKI的微小變化，但由于其在血漿和腎活檢組織中的高濃度，它仍然是腎臟缺血再灌注損傷的一個潛在的生物標志物[34]。此外，TapSAKI、LncRNA Gas5和LINC00520在缺血再灌注損傷的小鼠中上調[35-37]。綜上，這些發現表明，lncRNAs可能在缺血性AKI的炎性反應調節中起關鍵作用，見表1。

表1 lncRNA與AKI的發生機制

4 LncRNA與腎纖維化

腎纖維化是以細胞外基質過度積聚為特征的病理過程，是慢性腎臟疾病(CKD)進展為慢性腎功能衰竭(CRF)的關鍵因素。目前的研究表明，一些與腎纖維化相關的lncRNA是通過轉化生長因子β1(TGF-β1)和結締組織生長因子(CTGF)發揮調控作用的。TGF-β1是腎臟纖維化發生發展中的主要細胞因子。Jia等[38]研究顯示，與對照組相比，MALAT1和MIAT在腎纖維化動物模型和CKD患者中普遍上調。MALAT1/miR-145/黏著斑激酶(FAK)通路被證實在TGF-β1誘導的腎纖維化中起重要作用[39]。在體外實驗中敲除MIAT可以緩解TGF-β1刺激HK-2細胞所致的增殖、遷移和上皮—間充質轉化[40]。GAS5在TGF-β1處理的HK-2細胞和糖尿病小鼠中表達上調。GAS5的敲除通過結合miR-96-5p來減輕腎纖維化[41]。CTGF是由TGF-β誘導產生的一種致纖維化蛋白，是TGF-β的下游產物。Chen等[42]最近發現，在5/6腎切除大鼠CKD模型中，降低lncRNA LINC00667可通過miR-19b-3p/LINC00667/CTGF信號通路促進CRF腎小管上皮細胞增殖，改善CRF腎纖維化。總之，了解lncRNAs和TGF-β1、CTGF之間的關系可能有助于找到治療腎纖維化的有效策略。

5 LncRNA與腎細胞癌

腎細胞癌(RCC)是腎癌的常見形式，基因改變和表觀遺傳途徑的失調參與了腫瘤的發生。Hirata等[43]發現，MALAT1在人RCC組織中的表達較高，這與患者生存期降低有關。沉默MALAT1導致RCC細胞增殖和侵襲減少，以及細胞凋亡的增加。MALAT1被c-Fos轉錄激活，并與Ezh2和miR-205相互作用。該發現表明，MALAT1的過表達在RCC中的致癌功能，可能為該疾病提供新的治療標志物。Li等[44]通過微陣列分析發現，轉移性腎細胞癌相關轉錄本1(MRCCAT1)為一種新型lncRNA。MRCCAT1在腎透明細胞癌(ccRCC)中高度表達，并與ccRCC的轉移特性有關。MRCCAT1通過抑制NPR3并激活p38-MAPK信號通路來促進ccRCC細胞增殖、遷移和侵襲。葉志華等[45]的研究證明，PEBP1P2在RCC組織和細胞中呈低表達。上調PEBP1P2可抑制RCC A498細胞的增殖和遷移，其作用機制可能是PEBP1P2通過下調CARD10基因表達抑制NF-κB信號通路的轉導。此外，Xiao等[46]發現了FILNC1低表達與RCC患者的不良臨床預后相關。Quinn等[1]揭示了一個名為lncARSR的lncRNA，可促進RCC細胞中AXL和c-MET的表達，可作為預測腎細胞癌對舒尼替尼耐藥的指標和潛在的治療靶點。

6 小結與展望

大量研究表明，lncRNA與腎臟疾病的發生發展有關，它可以提供新的診斷和預后生物標志物，以及為腎臟病理生理領域的預防和治療提供新策略。然而，lncRNA在腎臟疾病中具體的發病機制仍不清楚，目前仍未深入探討其特定的作用和潛在的作用機制，lncRNA作為藥物靶點和治療手段的應用還處于起步階段。相信在不久的將來，在腎臟炎性反應、損傷、移植和癌癥等領域，調控lncRNA的表達將是一種很有前途的治療策略。