MicroRNA在腹膜透析中的研究進展*

李雪，鄒循亮

[遵義醫科大學第五附屬（珠海）醫院 腎 內科，廣東 珠 海 5 19000]

近年來，終末期腎病患者人數逐年增多。腹膜透析是終末期腎病患者連續性腎臟替代治療的方式之一。相關研究[1]表明，腹膜透析的早期生存率（1 年或2 年）及長期生存率（5 年）與血液透析相當。由于腹膜透析能夠更好地保護殘余腎功能[2]，節約患者醫療經費，減輕政府財政支出，且接受腹膜透析的患者具有更高的健康相關的生活質量[3]，所以具有廣泛的應用前景。近年來的研究表明，進行性腹膜纖維化是導致腹膜透析失敗的最主要原因，而腹膜透析相關性腹膜炎是腹膜纖維化一個主要的惡化因素。因此，解決腹膜透析相關性腹膜炎及腹膜纖維化有助于推廣腹膜透析。MicroRNA（miRNA）屬于非編碼RNA 的一種，在炎癥及纖維化過程中的重要性越來越受到關注。相關研究[4]表明，miRNA 不僅可通過正、負調節影響炎癥的啟動、擴散和消退，還與心臟、腎臟、肝臟、肺等多個臟器的纖維化相關[5]。因此，miRNA有望成為接受腹膜透析患者的生物診斷標志物及治療靶點。

1 miRNA與人類疾病的關系

miRNA 是由約22 個核苷酸分子組成的非編碼序列[6]，可通過阻抑mRNA 翻譯或裂解mRNA 在轉錄后水平發揮調節作用[7]。越來越多的證據表明，miRNA 與人類疾病的發生發展相關，如：心血管疾病、阿爾茨海默病、癌癥等[8]。

在診斷方面，由于miRNA 在血液、體液及組織中均可以被檢測到，其可能成為一種非侵入性、高敏感的診斷方法。腹膜活檢是診斷腹膜透析患者腹膜纖維化的有效工具，但獲取腹膜具有侵襲性和難度。有研究表明，體液中的細胞外miRNA是評價和診斷疾病的很有前途的生物標志物[9]。檢測少量miRNA 比檢測大量mRNA 能提供更多關于腫瘤發育譜系和分化階段的信息[10]。miRNA 不僅可作為預測的生物標記物，評估和監測某種治療方法對疾病可能的獲益程度，還可以作為預后的生物標志物，預測疾病病程[11]。

在治療方面，多種miRNA 已被證實與炎癥及纖維化相關。相關研究表明，microRNA-155 可調節多種炎癥性疾病[12]；microRNA-29 水平降低與多個器官（包括心臟、肝臟、腎臟和皮膚）及系統性硬化中的纖維化有關，表明這是一種核心的“纖維化miRNA”[13]。LI 等[14]研究發現，在單核細胞和巨噬細胞中microRNA-146a 水平升高可以抑制NF-κB 介導的炎癥和動脈粥樣硬化。動物模型實驗已經發現miRNA 能夠靶向抑制多種致癌途徑[15]。盡管目前miRNA 療法的出現尚未轉化為美國食品藥品監督管理局批準的候選藥物用于醫療干預，但候選藥物正在進行臨床開發或處于1 期和2 期臨床試驗階段[16]。

2 miRNA 在人腹膜透析流出液表達譜的變化

在腹膜透析治療的過程中，腹膜透析流出液來源細胞的miRNA 表達譜會有所改變，打破腹膜動態平衡，造成腹膜功能的喪失。MicroRNA 表達譜的改變，可能會造成關鍵分子通路調節的改變，對腹膜的功能和結構產生持續影響。

XIAO 等[17]通過對腹膜透析流出液提取的腹膜間皮細胞進行微列陣分析，與接受腹膜透析時間＜6 個月患者相比，腹膜透析＞6 個月患者有33 個miRNAs 上調，58 個 m iRNAs 下調，microRNA-129-5p在接受腹膜透析＞6 個月患者的腹膜透析流出液中腹膜間皮細胞下調近9 倍。ZHANG 等[18]檢測了腹膜透析＜1 個月和＞6 個月患者腹膜透析流出液中腹膜間皮細胞microRNA-589 的含量，結果顯示，與＜1 個月患者相比，腹膜透析＞6 個月患者中microRNA-589 的含量明顯下調。ZHANG 等[19]檢測了腹膜透析患者間皮細胞microRNA-200c 的表達發現，腹膜透析＞6 個月組患者microRNA-200c 的表達低于腹膜透析起始組患者。在一個納入110 例患者的研究中，與腹膜透析起始組比較，超濾衰竭組的 m icroRNA-15a、microRNA-21 和 m icroRNA-192的 m iRNA 顯著上調，而 m icroRNA-17、microRNA-30和microRNA-377 在組間表達相似[20]。另有研究證明，長期接受腹膜透析的患者，microRNA-21 和microRNA-31 的表達比剛開始接受腹膜透析患者顯著增加[21]。microRNA-302c 在長期腹膜透析患者流出物的間皮細胞中下調，且microRNA-302c 表達與上皮-間充質轉化（epithelial mesenchymal transition,EMT）和結締組織生長因子（connective tissue growth factor, CTGF）表達呈負相關[22]。MicroRNA-17-5p 在存在明顯超濾問題患者的腹膜透析流出液中表達下調，且其水平與低氧誘導因子缺氧誘導因子1-α（hypoxia-inducible factor 1-alpha, HIF-1α）mRNA 和血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）mRNA 水平呈負相關[23]。

在人腹膜透析流出液中上調的miRNA 可能參與調控加速腹膜功能的喪失、結構的改變，而表達下調的miRNA 可能對維持正常腹膜功能及結構存在保護作用。臨床或許可以通過監測腹膜透析患者初期腹膜透析流出液中miRNA 表達的變化來預測患者的超濾功能，以及腹膜透析治療持續時間。然而到目前為止，研究主要采用基于文獻的miRNA 候選方法，從少量患者來源的樣本中得出結論[24]。因此，研究腹膜透析治療過程中miRNA的表達仍是了解腹膜細胞穩態和腹膜透析失敗機制的一個有前途的研究領域。

3 miRNA與腹膜透析相關性腹膜炎的關系

腹膜透析相關性腹膜炎是腹膜透析重要的并發癥之一，不僅可以促進腹膜纖維化的發展，亦是腹膜透析患者死亡的一個重要因素。miRNA 在炎癥過程和炎癥性疾病中起著重要的負反饋作用。通過靶向啟動先天免疫反應的信號轉導蛋白，以及直接靶向編碼特定炎癥介質的mRNA，miRNA 可以對隨后的炎癥反應程度產生重要影響[25]。

自發性細菌性腹膜炎患者腹膜透析流出液的microRNA-223 的表達明顯升高，這可能有助于區分炎癥與非炎癥性腹水[26]。MicroRNA-223 可能存在促炎作用，對早期診斷腹膜炎可能存在意義，但對于診斷細菌性炎癥是否有意義尚不明確。有研究發現，microRNA-21 與腹膜透析流出液中炎癥因子有相關性[21]。SHANG 等[27]研究表明，過表達microRNA-15a-5 可以通過與血管內皮生長因子A 的mRNA 直接結合，抑制其表達，從而通過此途徑抑制高糖或晚期糖基化終末產物誘導的人腹膜間皮細胞的炎癥反應，從而抑制人腹膜間皮細胞中炎癥因子的表達。因此，誘導microRNA-15a-5 在體內過表達，可能會減少腹膜透析液對腹膜細胞產生的炎癥影響，進而成為延緩腹膜纖維化進程的治療靶點。zeste 同源物2 增強子EZH2 可以增加組蛋白 H3 的第 27 個氨基酸 H3K27 在 microRNA-142 基因啟動子上的三甲基化，從而抑制其表達，進而使炎癥因子及纖維化蛋白水平上調[28]。賈磊等[29]發現microRNA-216a-5p 可通過靶向高遷移率蛋白B1參與表皮葡萄球菌感染致腹膜透析相關性腹膜炎的發生。

MicroRNA-15a-5、microRNA-142 可能存在抑制炎癥的效應，而 microRNA-216a-5p、microRNA-223、microRNA-21 可能具有促炎效應。在腹膜透析相關性腹膜炎中miRNA 可直接或者間接地發揮作用，這將會引導臨床更好更快地對其進行特異性的診斷及治療，減少患者對廣譜抗生素的暴露，使更多患者從急性腹膜炎中恢復，減少炎癥因子對腹膜功能的損害，從而延長腹膜透析作為連續性腎臟替代治療的時間。關于miRNA 和腹膜透析相關性腹膜炎關系的研究還較少，不同miRNA 對于炎癥效應大小的影響及病原體感染的類型還未可知。

4 miRNA與腹膜纖維化的關系

腹膜纖維化是腹膜透析患者退出腹膜透析的主要并發癥，目前還沒有針對腹膜纖維化的生物標志物及治療方法。大量研究表明，腹膜纖維化與EMT 存在密切關系。目前miRNA 與腹膜纖維化的主流研究是關于腹膜間皮細胞的EMT 過程，其他調控腹膜纖維化途徑與miRNA 的關系研究甚少。由于人類與腹膜透析實驗動物模型的基因序列并不全是保守的，現在大部分基于動物模型完成的實驗結果需待臨床試驗考證。以下闡述一些目前研究過的抗腹膜纖維化和促腹膜纖維化的相關miRNA。

4.1 抗纖維化miRNA

XIAO 等[17]的實驗發現 microRNA-129-5p 可以直接靶向SIP1和SOX4基因的3'UTR，并抑制其轉錄后活性，其過表達可改善TGF-β1誘導的EMT，表明 TGF-β1/microRNA-29-5p/SIP1 或 SOX4 的新途徑可能在腹膜透析的EMT 和纖維化過程中發揮重要 作 用 。 ZHANG 等[18]發 現 經 TGF- β1處 理 的HMrSV5 細胞中，microRNA-589 水平降低，轉染microRNA-589 前體，使其過表達，可逆轉TGF-β1誘導的EMT，表明microRNA-589 在人腹膜間皮細胞中可介導TGF-β1誘導的EMT。MicroRNA-302c 的過表達可以通過下調CTGF 緩解TGF-β1誘導的EMT及腹膜纖維化，提示可能存在一條新的TGF-β1/microRNA-302c/CTGF 通路，在腹膜透析的EMT 和纖維化過程中發揮重要作用[22]。

HIF-1α 和 VEGF 在 microRNA-17-5p 和 3'UTR的介導下可以相互調節，進而調控腹膜纖維化[23]。TGF-β1/Smad2 是 VEGF 的下游信號，VEGF 可能是microRNA-15a-5p的靶基因，過表達microRNA-15a-5p可逆轉腹膜纖維化，microRNA-15a-5p/VEGF 通路可能是預防腹膜透析患者腹膜纖維化的潛在靶點[27，30]。 苦 參 堿 可 能 通 過 microRNA-29b 和microRNA-129-5p 通路，以劑量依賴方式抑制脂多糖誘導的腹膜間皮細胞EMT[31]。MicroRNA-153-3p是人臍帶間充質干細胞抗甲基乙二醛誘導的腹膜纖維化大鼠EMT 的關鍵分子，可能通過直接靶向Snai1 發揮其有益作用[32]。SI 等[33]發現，高糖酵解是EMT 和腹膜纖維化形成的原因，這種異常的代謝狀態可以通過調節腹膜中的miRNA 來糾正；該實驗還表明，與單獨的miRNA 相比，過表達microRNA-26a、microRNA-200a、抑制 microRNA-21a 的 AAV1-miRNA三聯體獲得了更可靠的治療效果，包括顯著抑制高糖酵解和改善了腹腔液誘導的小鼠腹膜纖維化，從而推測microRNA-26a、microRNA-200a 在腹膜透析過程中起抗腹膜纖維化的作用。

miRNA 不僅可調節下游信號分子，還可以與其他非編碼RNA 相互作用。MicroRNA-296-3p 可以與lncRNA AK089579 競爭結合，間接增強腫瘤抑制基因DOK2 的表達，這反過來又抑制了Janus 激酶2/轉錄激活子3（JAK2/STAT3）信號通路的激活，從而抑制了腹膜間皮細胞的EMT、遷移和侵襲[34]。MicroRNA-454 過表達可能通過靶向STAT3 阻止晚期糖基化終末產物誘導的腹膜間皮細胞的EMT[35]。利用超聲- 微泡介導系統將microRNA-29b 和microRNA-30a 表達載體導入到動物模型中，成功地誘導了2 種基因在腹膜中的高表達，并且抑制了PDF 誘導的腹膜纖維化[36-37]。E-鈣黏蛋白是維持上皮細胞表型的關鍵蛋白，microRNA-200a 通過靶向腹膜間皮細胞中的E 盒結合鋅指蛋白1/2（zinc finger E-box binding homeobox 1/2, ZEB1/ZEB2），對TGF-β1誘導的腹膜上皮細胞EMT 具有負性調節作用，能夠改善腹膜透析大鼠的腹膜纖維化和腹膜功能惡化[38-39]。而 microRNA-200c 通過靶向 ZEB2 和 Notch1可以改善EMT 及腹膜纖維化，microRNA-200c 的缺失可以促進腹膜透析相關的腹膜纖維化[40]。

4.2 促纖維化miRNA

在經TGF-β1誘導的人腹膜間皮細胞中，microRNA-21 表達上升，且程序性細胞死亡因子4（programmed cell death 4, PDCD4） 、 PDZD2、S100A10、成纖維細胞生長因子（fibroblast growth factor, FGF）18 及MATN2 可能是其調控腹膜纖維化的重要靶點[21]。ZHANG 等[41]研究發現，芹菜素可以通過microRNA-34a 調節腹膜纖維化，使用microRNA-34a 抑制劑處理后可觀察到EMT 的相關生物標志物下降，但其具體機制尚未完全闡明且還需要進行進一步實驗研究。

MicroRNA-145 可通過抑制FGF10 活性促進腹膜纖維化發展過程中的EMT，而抑制microRNA-145 促進了FGF10 的表達并逆轉了EMT[42]。MicroRNA-30b通過與骨形成蛋白-7 的3'UTR 結合，直接靶向并抑制骨形成蛋白-7，參與了大鼠腹膜細胞的EMT[43]，可能促進了腹膜纖維化。YANG 等[44]發現轉染VDR shRNA 能夠加劇腹膜間皮細胞的EMT 過程，當用高糖處理時，microRNA-23 表達明顯上調。增強microRNA-23 表達可通過靶向維生素D 受體加重高糖誘導的EMT，表明microRNA-23 可能通過靶向維生素D 受體在高糖誘導的腹膜透析患者EMT 中起促進作用。

CHE 等[45]研究發現，在經高糖刺激的腹膜間皮細胞中，血清反應因子（serum response factor,SRF）可與microRNA-199a-5p/microRNA-214-3p 基因簇啟動子結合，利用SRF 抑制劑可沉默microRNA-199a-5p和microRNA-214-3p，并減輕高糖腹透液誘導的腹膜損傷和纖維化，揭示了一個介導腹膜透析纖維化的新的SRF-microRNA-199a/microRNA-214-E-鈣黏蛋白/claudin-2 軸，表明microRNA-199a-5p 和microRNA-214-3p 可能是促腹膜纖維化miRNAs。

5 小結

miRNA 在維持腹膜功能及結構穩態中發揮著重要的作用。隨著接受腹膜透析治療時間的延長，可在患者的腹膜透析流出液中檢測到表達譜的變化。改變相關miRNA 的表達可以調控炎癥因子的表達及EMT 進程，進而影響腹膜纖維化，表明miRNA 可能成為腹膜纖維化的診斷標志物及治療靶點。目前關于miRNA 與腹膜透析相關性腹膜炎的關系研究較少，不同類型病原菌的感染與miRNA 表達譜變化的關系尚不清楚，miRNA 具體通過哪些通路調控炎癥因子的表達還需進一步研究。為了盡快找到防治及診斷腹膜透析相關性腹膜炎及腹膜纖維化的方法，還需要進一步研究人類與動物模型miRNA 的相關性，將基礎實驗與臨床試驗相結合，使更多的患者從腹膜透析中獲益。