寧莉，魏殿軍

(天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院，天津300211)

急性腎損傷(AKI)是一類腎功能快速喪失的臨床危重癥，病死率高達(dá)60.3%。由于缺乏早期預(yù)測、分級評估及監(jiān)測療效的特異性指標(biāo)，往往錯失早期診斷和干預(yù)的最佳時機。微小RNA(miRNA)是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性、具有調(diào)控功能的單鏈非編碼RNA，在基因轉(zhuǎn)錄和翻譯水平參與調(diào)控細(xì)胞多種生理過程[1]。miRNA組織特異性強，容易放大信號通路，平均半衰期長達(dá)5 d[2]，能被反復(fù)冷凍、解凍，且以一個非常穩(wěn)定的形式存在于血液和其他體液(包括尿液)中[3]，其臨床檢測可操作性強。近年研究發(fā)現(xiàn)，miRNA參與了AKI凋亡、炎癥反應(yīng)、缺血再灌注(I/R)損傷、血管生成和纖維化修復(fù)的表達(dá)調(diào)控，與AKI的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后密切相關(guān)，被認(rèn)為是AKI的早期生物學(xué)標(biāo)志物。目前已知的與AKI有關(guān)的miRNA有miR-21、miR-24、miR-122、miR-126、miR-210、miR-34a、miR-494、miR-92a、miR-205等，它們參與了不同病因?qū)е碌腁KI的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后調(diào)控，對臨床醫(yī)生早期干預(yù)和治療具有重要意義。本文從AKI的病因和發(fā)病機制等不同方面對miRNA目前的研究進(jìn)展做一綜述。

1 與AKI病因相關(guān)的miRNA

1.1 藥物因素相關(guān)的miRNA 藥物是導(dǎo)致AKI的首位病因(占40%)，其中化療藥物腎毒性危害極大?；熕幬镯樸K可通過加速DNA損傷反應(yīng)和激活p53，進(jìn)一步導(dǎo)致AKI腎小管發(fā)生損傷和細(xì)胞凋亡。而p53可調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程和細(xì)胞凋亡，被激活后可導(dǎo)致大量的腎小管細(xì)胞凋亡，病情加劇和發(fā)病時間的延長則出現(xiàn)組織壞死。同時，AKI時的低氧因素亦誘導(dǎo)p53的腎毒性作用加強。miR-34a在順鉑導(dǎo)致的AKI中起著保護細(xì)胞作用，可調(diào)節(jié)p53誘導(dǎo)的腎毒性作用，保護細(xì)胞不受損傷[4]。動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，順鉑作用后，在小鼠腎小體和腎小管均檢測到miR-34a的表達(dá)，而應(yīng)用p53抑制劑Pifithrin-α和進(jìn)行p53基因敲除后，miR-34a均不表達(dá)。這表明p53-miR-34a途徑激活在順鉑所致AKI中起著關(guān)鍵作用[5]。若抑制miR-34a表達(dá)，則細(xì)胞凋亡增加，存活減少[6]。

1.2 手術(shù)后相關(guān)的miRNA 手術(shù)相關(guān)因素是導(dǎo)致AKI的第二位病因，其中，心血管手術(shù)(多見于冠狀動脈旁路移植術(shù)和心臟瓣膜手術(shù))后發(fā)生AKI的比例最高，且死亡率較高。血漿miR-21水平與成人心臟手術(shù)后發(fā)生嚴(yán)重AKI及其他不良后果有關(guān)，可作為預(yù)后的潛在標(biāo)志物。研究證實，尿液和血漿miR-21水平檢測可用于心臟手術(shù)后患者預(yù)后判斷，且尿液較血漿的miR-21水平預(yù)測作用更好[7]。AKI時，miR-21升高伴隨miR-155降低， 二者作為轉(zhuǎn)化潛在指標(biāo)，在腎臟損傷和組織修復(fù)過程中起關(guān)鍵作用[8]。

I/R是移植術(shù)后腎損傷和AKI的一個主要表現(xiàn)。在腎臟I/R損傷的保護和恢復(fù)階段，除了miR-21外，miR-17-5p和miR-106a也被激活，導(dǎo)致出現(xiàn)腎I/R損傷[9]。Lee等[10]研究顯示，I/R損傷后，小鼠血漿和腎臟組織中miR-714、miR-1188、miR-1897-3p、miR-877和miR-122的表達(dá)均增高，且與腎臟組織學(xué)變化和肌酐水平相關(guān)。Wilflingseder等[11]研究了移植術(shù)后發(fā)生AKI患者的20個mRNA，發(fā)現(xiàn)mir-182-5p和miR-21-3p發(fā)生特異性變化，其中miR-182-5p是移植后AKI特異表達(dá)新的一個調(diào)節(jié)因子，與AKI密切相關(guān)，認(rèn)為檢測mir-182-5p對早期診斷AKI和篩選供體有十分重要的意義。

1.3 與慢性腎臟病相關(guān)的miRNA 慢性腎臟病(CKD)、心血管疾病、高血壓、貧血等是發(fā)生AKI的高危易感因素。腎臟損傷后，哺乳動物均具有固有的修復(fù)能力，而高危AKI患者的腎功能修復(fù)過程效率低下，往往容易變成慢性腎臟疾病。利用高分辨率技術(shù)如RNA序列分析和對腎臟特定細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄分析，結(jié)果顯示，在損傷和修復(fù)過程中，miRNA的表達(dá)發(fā)生變化，是CKD的可能促進(jìn)因素，可作為新的治療靶點和生物學(xué)標(biāo)志物用于臨床，為AKI的干預(yù)治療提供更多的靶目標(biāo)[12]。

2 與AKI發(fā)病機制相關(guān)的miRNA

2.1 miR-494 轉(zhuǎn)錄激活因子3(ATF3)是一種參與細(xì)胞反應(yīng)過程的適應(yīng)性反應(yīng)基因。AKI時miRNA-494表達(dá)升高，后者可抑制ATF3表達(dá)，從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腎小管細(xì)胞的凋亡和壞死[13]。動物實驗也證實,小鼠AKI時miRNA-494表達(dá)增高，可顯著抑制ATF3表達(dá)和促進(jìn)腎臟I/R后炎癥介質(zhì)如IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1和P-選擇素的釋放，從而加劇細(xì)胞凋亡，降低腎功能。

2.2 miR-24 miR-24過度表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡和功能變化，而沉默miR-24基因可改善凋亡和恢復(fù)細(xì)胞功能。Lorenzen等[14]經(jīng)過細(xì)胞分類分析，發(fā)現(xiàn)I/R后腎血管內(nèi)皮和柱狀上皮細(xì)胞能特異性表達(dá)miR-24。miR-24可通過刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞和柱狀上皮細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)腎缺血性損傷。體外實驗發(fā)現(xiàn)，缺氧條件下可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮和柱狀上皮細(xì)胞表達(dá)miR-24。動物研究顯示，I/R腎損傷前沉默miR-24基因后，則小鼠存活率增加，腎功能顯著改善，細(xì)胞凋亡減少，小管柱狀上皮損傷和炎癥細(xì)胞浸潤減輕。

2.3 miR-210 miR-210是腎臟組織自身表達(dá)的一類miRNA，其靶基因為Eph-A3蛋白及Ephrin家族和其相關(guān)受體。體外實驗研究顯示，缺血、缺氧狀態(tài)下血管內(nèi)皮細(xì)胞miR-210表達(dá)水平升高[15]。I/R動物模型中，腎組織在缺氧刺激后，miR-210表達(dá)同樣增加[16]。研究顯示，miR-210是AKI患者預(yù)后的獨立影響因子，可預(yù)測病死率，是28 d患者生存率的獨立、強有力預(yù)測因子，血清miR-210水平與AKI患者28 d內(nèi)的生存率呈反比。然而，miR-210水平增加可能是機體自我保護機制的一種表現(xiàn)，體內(nèi)miR-210的變化可能受到多個參數(shù)的影響，如組織表達(dá)的變化、miRNA相關(guān)合成酶的變化等。同時，miR-210增加也受多種不良因素的刺激，患者病情越重，不良因素越復(fù)雜，表達(dá)影響也越大。因此，關(guān)于miR-210能否反映AKI患者預(yù)后的問題尚需更多研究進(jìn)一步證實。

2.4 miR-92a miR-92a是miR-17-92家族成員，與血管生成關(guān)系密切。Bonauer等[17]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠后肢缺血損傷模型miR-92a表達(dá)明顯增加，損傷后1～3 d達(dá)到最高。體外血管內(nèi)皮細(xì)胞和體內(nèi)缺血模型(后肢缺血和心肌梗死模型)中，miR-92a過表達(dá)可阻斷血管生成。相反，抑制miR-92a的表達(dá)可促進(jìn)血管生成，且miR-92a靶基因ITGA5(又稱α5 Integrin、α5 整合素，其為整合素家族成員之一)蛋白表達(dá)也隨之發(fā)生改變。因此，miR-92a是缺血性疾病中的缺血誘導(dǎo)靶向血管相關(guān)因子，可能通過參與血管新生的信號途徑，促進(jìn)血管生成[18]。吳玨等[19]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠腎I/R損傷模型中腎組織miR-92a的表達(dá)上調(diào)，提示miR-92a可能參與缺血性腎組織損傷的血管新生調(diào)控，其機制有待進(jìn)一步探討。

2.5 miR-126 作為血管特異性miRNA，miR-126可調(diào)節(jié)動員造血干或祖細(xì)胞，促進(jìn)血管再生。動物實驗顯示miR-126過度表達(dá)可促使小鼠皮下植入人工基底膜后形成的新血管數(shù)量增加。I/R損傷時小鼠可過度表達(dá)miR-126，通過促進(jìn)血管的完整性保護腎臟、預(yù)防腎損傷。miR-126可顯著降低尿素氮水平、體質(zhì)量，抑制組織纖維化和損傷，這種保護作用與皮質(zhì)髓質(zhì)交界處出現(xiàn)高密度毛細(xì)管網(wǎng)和骨髓來源的內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量增加有關(guān)[20]。

2.6 miR-205 AKI時腎小管細(xì)胞的氧化損傷和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)應(yīng)激都起關(guān)鍵作用。Lorenzen等[13]研究發(fā)現(xiàn)，氧化損傷和ER應(yīng)激時分別有8個和10個 miRNA發(fā)生特異性表達(dá)變化，其中miR-205表達(dá)顯著降低。miR-205是抑制細(xì)胞氧化損傷和腎小管細(xì)胞發(fā)生ER應(yīng)激的關(guān)鍵基因，它通過抑制脯氨酸羥化酶1( PHD1)和減少細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)起負(fù)調(diào)節(jié)作用。體外研究顯示，降低miR-205表達(dá)可增加細(xì)胞的氧化損傷和ER應(yīng)激反應(yīng)損傷；相反，增強miR-205表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)活性氧ROS和抑制產(chǎn)生抗氧化劑酶。雖然miR-205表達(dá)增加時，細(xì)胞本身沒有發(fā)生生長或形態(tài)的改變，但在氧化或ER應(yīng)激條件下其生存能力可部分恢復(fù)。

總之，miRNA可能在AKI發(fā)病機制和組織修復(fù)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，并可作為一個無創(chuàng)、敏感的標(biāo)志物，在AKI的診斷、預(yù)后和治療方面都發(fā)揮重要的研究價值和應(yīng)用前景，有望成為診斷AKI新的生物學(xué)標(biāo)志物，并可能成為治療AKI的新靶點，可拓展AKI創(chuàng)新性診斷思路和治療方法，有著廣闊的發(fā)展前景。但其作為AKI標(biāo)志物的具體miRNA種類還需要進(jìn)一步研究。