非編碼RNA在腹膜間皮細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的研究進(jìn)展

張容嘉，王 莉，陳 瑾

(1.川北醫(yī)學(xué)院，四川南充637100；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院腎內(nèi)科，四川 成都 610072)

腹膜透析(peritoneal dialysis，PD)是終末期腎臟病患者的腎臟替代治療方式之一。據(jù)估計(jì)，全世界接受PD的患者約占全球透析患者的11%，PD全球年增長(zhǎng)率為8%，超過(guò)血液透析的增長(zhǎng)率(6%～7%)[1]。近年來(lái)，我國(guó)PD使用率逐年上升，占透析治療的15%～20%[2]。然而，長(zhǎng)期PD引起的腹膜功能喪失、超濾失敗已成為患者退出PD的主要原因。在PD患者的腹膜活檢結(jié)果顯示，腹膜纖維化患病率在PD中期十分普遍[3]。目前研究發(fā)現(xiàn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是導(dǎo)致腹膜纖維化的核心步驟，特點(diǎn)是腹膜間皮細(xì)胞失去上皮細(xì)胞表型而出現(xiàn)成纖維細(xì)胞特征[4]，最終導(dǎo)致腹膜功能障礙。非生物相容性透析液、高糖、葡萄糖降解產(chǎn)物及糖基化終末產(chǎn)物、高滲、低PH以及反復(fù)發(fā)作的炎癥反應(yīng)參與了腹膜間皮細(xì)胞功能和生物學(xué)特征的改變。然而，腹膜間皮細(xì)胞EMT的機(jī)制在很大程度上仍不清楚。

越來(lái)越多的證據(jù)表明，非編碼RNAs(ncRNAs)代表了另一個(gè)重要的表觀遺傳機(jī)制，在腹膜間皮細(xì)胞EMT過(guò)程中也可起重要調(diào)控作用。根據(jù)ncRNAs包含編碼功能性肽的小型開(kāi)放閱讀框的大小，ncRNAs分為：①小的非編碼RNAs(<200 bp),包括microRNAs(miRNAs)和PIWI-interacting RNAs(piRNAs)；②長(zhǎng)鏈非編碼 RNA (lncRNAs, >200 bp),包括基因間長(zhǎng)非編碼RNA (lincRNAs)、環(huán)狀RNA (circRNAs)、天然反義轉(zhuǎn)錄物 (NATs) 和增強(qiáng)子RNAs (eRNAs)[5]。miRNA是目前在腹膜間皮細(xì)胞EMT中研究最廣泛的ncRNA，在多項(xiàng)體內(nèi)和體外腹膜纖維化模型的研究中強(qiáng)調(diào)了它們作為治療靶點(diǎn)和疾病生物標(biāo)志物的潛力。lncRNA在腹膜纖維化中的作用仍不清楚，有研究表明，在腹透液誘導(dǎo)的小鼠腹膜纖維化模型中發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)lncRNAs的差異表達(dá)，這表明lncRNA可能參與調(diào)節(jié)腹膜間皮細(xì)胞EMT。此外，CircRNA被證明參與心臟、肝臟和肺臟等器官的纖維化，遺憾的是，目前還未搜尋到CircRNA參與腹膜間皮細(xì)胞EMT的相關(guān)報(bào)道。本文將集中討論miRNA和lncRNA對(duì)腹膜間皮細(xì)胞EMT的研究進(jìn)展。

1 miRNA參與腹膜間皮細(xì)胞EMT進(jìn)程

miRNA是高度保守的 20～40 個(gè)核苷酸的小ncRNA，最早于1993年在秀麗隱桿線蟲(chóng)中首次被發(fā)現(xiàn)，是基因表達(dá)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子，通過(guò)與靶標(biāo)mRNA 的 3′-非翻譯區(qū)(3′-UTR)結(jié)合，從而降解 mRNA 轉(zhuǎn)錄本或阻斷蛋白質(zhì)翻譯[6]。近年來(lái)，多項(xiàng)研究表明miRNA參與調(diào)控腹膜間皮細(xì)胞EMT過(guò)程。

1.1 miRNA在腹膜間皮細(xì)胞EMT中發(fā)揮抑制作用在腹膜間皮細(xì)胞EMT中，miRNA不僅能通過(guò)調(diào)控TGF-β1/Smad信號(hào)通路參與調(diào)節(jié)纖維化，還可以與Snail、ZEB1/2、Notch1、性別決定相關(guān)基因簇4(Sox4)、結(jié)締組織生長(zhǎng)因子(CTGF)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGFA)等的3′UTR靶向結(jié)合,抑制EMT進(jìn)程。miRNA-29能改善小鼠腹膜纖維化，Yu等發(fā)現(xiàn)在含4.25%葡萄糖腹透液誘導(dǎo)的小鼠PF模型中，通過(guò)超聲微泡介導(dǎo)系統(tǒng)輸送miRNA-29表達(dá)質(zhì)粒至腹膜，可顯著抑制腹膜組織TGF-β1/Smad3信號(hào)通路表達(dá)，抑制腹膜間皮細(xì)胞EMT，預(yù)防PF[7]。1.1miR-9-5p在TGF-β1刺激人腹膜間皮細(xì)胞表達(dá)上調(diào)，miR-9-5p靶向抑制TGF-βⅡ型受體(TGFBR2)和TGF-β1誘導(dǎo)的NADPH氧化酶4(NOX4) mRNA表達(dá)，減少了TGF-β1誘導(dǎo)的α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)、膠原Ⅰ型蛋白(Collα1)和纖維連接蛋白(FN)等纖維化標(biāo)志蛋白產(chǎn)生，抑制腹膜間皮細(xì)胞EMT[8]。miR-30a在持續(xù)非臥床腹膜透析(CAPD)腹膜纖維化患者中顯著下調(diào)，過(guò)表達(dá)miR-30a可阻斷TGF-β1誘導(dǎo)的Snail表達(dá)上調(diào)，抑制腹膜間皮細(xì)胞EMT[9]。miR-153-3p在甲基乙二醛(MGO)誘導(dǎo)的大鼠PF模型中通過(guò)與Snail的3‘UTR區(qū)結(jié)合而抑制Snail蛋白表達(dá)，減輕大鼠腹膜纖維化[10]。

在轉(zhuǎn)錄后的過(guò)程中，miR200家族能調(diào)控ZEB蛋白的表達(dá)。miR-200a通過(guò)靶向ZEB1/2(deltaEF1/ SIP1)抑制TGF-β1誘導(dǎo)的大鼠PF[11]；通過(guò)腹腔注射miR-200a，能降低高糖透析液誘導(dǎo)的大鼠腹膜膠原體積分?jǐn)?shù)，預(yù)防腹膜功能障礙[12]。miR-200c通過(guò)靶向ZEB2和Notch1抑制腹透液誘導(dǎo)的小鼠PF[13]。miR-129-5p與腹膜間皮細(xì)胞EMT和纖維化呈負(fù)相關(guān)，在長(zhǎng)期PD患者和TGF-β1誘導(dǎo)的腹膜間皮細(xì)胞中，miR-129-5p通過(guò)靶向SIP1和Sox4調(diào)節(jié)E-鈣黏蛋白(E-cadherin)和波形蛋白表達(dá)，抑制腹膜間皮細(xì)胞EMT[14]。CTGF水平升高，改善腹膜間皮細(xì)胞EMT和纖維化[15]。有研究發(fā)現(xiàn)50μg/ml AGEs作用24 h可成功誘導(dǎo)腹膜間皮細(xì)胞EMT并激活STAT3表達(dá)，miR-454-3p通過(guò)下調(diào)STAT3表達(dá)改善腹膜間皮細(xì)胞中AGEs誘導(dǎo)的EMT[16]。miR-15a-5p在PD患者和高糖刺激的腹膜間皮細(xì)胞中表達(dá)顯著下調(diào)，VEGFA表達(dá)增加；過(guò)表達(dá)miR-15a-5p通過(guò)抑制VEGFA表達(dá)，改善腹膜間皮細(xì)胞EMT[17]和大鼠腹膜纖維化[18]。

1.2 miRNA在腹膜間皮細(xì)胞EMT中發(fā)揮促進(jìn)作用部分miRNA在腹膜纖維化組織或腹膜間皮細(xì)胞中高表達(dá)，與調(diào)控EMT相關(guān)的程序性細(xì)胞死亡因子4(PDCD4)、血清反應(yīng)因子(SRF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF10)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7(BMP-7)、維生素D受體(VDR)等結(jié)合，促進(jìn)EMT進(jìn)展。miR-21在TGF-β1及透析液刺激的腹膜間皮細(xì)胞中，通過(guò)抑制PDCD4的表達(dá)促進(jìn)腹膜間皮細(xì)胞EMT[19]。此外，有研究顯示透析流出物中miR-21水平與基線和一年后的4小時(shí)腹透液/血肌酐比值(D/P4)和肌酐的轉(zhuǎn)運(yùn)面積系數(shù)(MTAC)相關(guān)，隨著PD時(shí)間的延長(zhǎng)，透析流出液中miR-21水平升高，尤其是在即將發(fā)生腹膜功能衰竭的患者中[20]。miR-199a-5p/214-3p在高糖刺激的腹膜間皮細(xì)胞表達(dá)增加，通過(guò)靶向緊密連接蛋白2和E-cadherin抑制表達(dá)，促進(jìn)腹膜間皮細(xì)胞EMT；在PD大鼠模型中，miR-199a-5p和miR-214-3p表達(dá)能被SRF抑制劑沉默，減輕大鼠腹膜損傷和纖維化[21]。miR-145在TGF-β1誘導(dǎo)的腹膜間皮細(xì)胞及透析液刺激的大鼠PF模型中表達(dá)上調(diào)，通過(guò)靶向抑制FGF10促進(jìn)腹膜間皮細(xì)胞EMT[22]。miR-30b在MGO誘導(dǎo)的大鼠纖維化模型中，通過(guò)與BMP-7的3‘UTR結(jié)合起負(fù)調(diào)控作用，抑制BMP-7表達(dá)，促進(jìn)大鼠腹膜間皮細(xì)胞EMT[23]。抑制miR-23表達(dá)可以上調(diào)高糖刺激的腹膜間皮細(xì)胞中VDR表達(dá)，改善腹膜間皮細(xì)胞EMT[24]。miR-34a在高糖誘導(dǎo)的小鼠PF模型中表達(dá)水平顯著升高；加入芹菜素處理后miR-34a表達(dá)受到抑制，減輕了小鼠腹膜間皮細(xì)胞EMT和纖維化[25]。

關(guān)于miR-589對(duì)腹膜纖維化的研究出現(xiàn)了矛盾的結(jié)論。Zhang等發(fā)現(xiàn)miR-589過(guò)表達(dá)可以抑制TGF-β1刺激后腹膜間皮細(xì)胞EMT[26]。而另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)MiR-589可能通過(guò)激活腹腔巨噬細(xì)胞中的環(huán)氧化酶-2(COX-2)，介導(dǎo)腹膜結(jié)構(gòu)改變，發(fā)揮促纖維化作用[27]。

綜上，MiR-200a、MiR-15a-5p、MiR-30a，MiR-129-5p、MiR-302c、MiR-200c、MiR-29b、MiR-153-3p、MiR-9-5p、MiR-454-3p在腹膜間皮細(xì)胞纖維化模型中表達(dá)降低，并且它們的過(guò)表達(dá)抑制了腹膜間皮細(xì)胞EMT過(guò)程；此外，MiR-145、MiR-21、MiR-199a-5p、MiR-214-3p、MiR-30b、MiR-23、MiR-34a等作用則恰恰相反，研究表明它們的過(guò)表達(dá)促進(jìn)腹膜纖維化進(jìn)展。

2 LncRNA參與腹膜間皮細(xì)胞EMT進(jìn)程

LncRNAs被定義為超過(guò)200個(gè)核苷酸的轉(zhuǎn)錄本，占據(jù)了人類基因組的很大一部分，通常缺乏蛋白質(zhì)編碼能力。lncRNAs可以通過(guò)轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后和表觀遺傳機(jī)制調(diào)控基因表達(dá)[5]。目前關(guān)于LncRNA在腹膜透析的相關(guān)研究還不多。Xin等在透析液誘導(dǎo)的小鼠PF模型中發(fā)現(xiàn)，127個(gè)lncRNAs表達(dá)上調(diào)，105個(gè)lncRNAs表達(dá)下調(diào)。在差異表達(dá)的lncRNAs中，通過(guò)qRT-PCR驗(yàn)證了9個(gè)lncRNAs，與正常對(duì)照組相比，其中l(wèi)ncRNA AV310809、uc007eib.1、AK142426和ENSMUST00000053838表達(dá)增加，而lncRNA uc007dlv.1、AK080622、AK089579、BC049991和uc008pwj.1表達(dá)減少[28]。

在腹膜纖維化組織中表達(dá)上調(diào)的lncRNA AV310809能通過(guò)激活 Wnt2/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)TGF-β1誘導(dǎo)的腹膜間皮細(xì)胞EMT[29]。此外，lncRNA AK089579 能夠通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-296-3p，上調(diào)miR-296-3p靶基因酪氨酸激酶2(DOK2)表達(dá)，從而抑制 Janus激酶2(JAK2)/STAT3 信號(hào)通路的激活，抑制腹膜間皮細(xì)胞EMT[30]。Zhi等人在5/6腎切除術(shù)建立的尿毒癥PD大鼠模型中證實(shí)，LncRNA 6030408B16RIK能與miR-326-3p競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合并上調(diào)WNT1誘導(dǎo)信號(hào)通道蛋白2(WISP2)的表達(dá)，沉默lncRNA 6030408B16RIK能通過(guò)miR-326-3p使依賴WISP2的Wnt/β-catenin信號(hào)通路失活，對(duì)超濾失敗的尿毒癥 PD 大鼠發(fā)揮抗纖維化作用[31]。這些研究證明了lncRNA參與了PD相關(guān)PF的進(jìn)程。

3 小結(jié)

在過(guò)去的幾年中，多個(gè)miRNAs被證實(shí)通過(guò)TGF-β1/Smad、Snail、ZEB1/2、Notch1、SOX4、CTGF、STAT3、VEGFA、PDCD4、SRF、FGF10、BMP-7、VDR等信號(hào)途徑參與調(diào)節(jié)腹膜間皮細(xì)胞EMT進(jìn)程，在PD相關(guān)PF的進(jìn)展中起著重要作用，有望成為PF的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)lncRNAs也參與調(diào)控腹膜纖維化，然而目前還缺乏CircRNA參與腹膜間皮細(xì)胞EMT的依據(jù)。盡管如此，我們還需要更多的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)一步闡釋和發(fā)現(xiàn)這些ncRNA在EMT中的調(diào)控機(jī)制，從而指導(dǎo)ncRNA在PD相關(guān)PF的診斷和預(yù)測(cè)作為治療靶點(diǎn)的價(jià)值。