郭弋凡,趙文景,王夢迪,崔方強(qiáng),孟元,孫雪艷,劉志強(qiáng),王玉鋒,王亞偉,沈曉瓊,董晉舟
(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京中醫(yī)醫(yī)院腎病科,北京100010)
糖尿病腎病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病代謝異常引發(fā)的腎小球硬化癥,是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥之一,是終末期腎病的主要病因,也是導(dǎo)致其死亡的重要原因[1]。據(jù)報(bào)道,30%~40%的糖尿病患者逐漸發(fā)展為DN,其中約50%的DN患者進(jìn)一步發(fā)展為終末期腎病,需要透析或腎移植,給患者家庭和社會帶來沉重負(fù)擔(dān)[2-3]。DN發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,與炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、血流動力學(xué)改變、糖代謝紊亂、環(huán)境因素、表觀遺傳等因素有關(guān)[4-5]。目前,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對其治療主要為降壓、降糖、降脂及有效地生活調(diào)控以減少蛋白尿和延緩疾病進(jìn)展,雖然血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑和血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑均能有效降低患者的高血壓和微量白蛋白尿,但不能有效預(yù)防蛋白尿發(fā)生,無法逆轉(zhuǎn)甚至阻止其進(jìn)展為終末期腎病[6]。近年來,新型降糖藥胰高血糖素樣肽-1受體激動劑和鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2抑制劑已在大規(guī)模隨機(jī)對照試驗(yàn)中顯示出良好療效,但僅限于降低蛋白尿發(fā)生率,對腎功能保護(hù)作用有限[7-8]。因此,迫切需要尋找干預(yù)DN發(fā)生和進(jìn)展的新靶點(diǎn)。研究表明,DNA甲基化、組蛋白翻譯后修飾、微RNA(microRNA,miRNA)和長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)等表觀遺傳因素均參與了DN的發(fā)生[9],且lncRNA異常表達(dá)通過炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡和自噬等途徑促進(jìn)DN的發(fā)展,其表達(dá)異常對疾病的早期診斷和靶向治療具有重要意義,已成為近年DN領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[10-14]?,F(xiàn)就lncRNA表達(dá)失調(diào)在DN發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展予以綜述,以期為DN的治療和預(yù)防提供新思路。
LncRNA是一類長度超過200個核苷酸,但不具有蛋白質(zhì)編碼能力的RNA,可直接與多個RNA分子或蛋白質(zhì)相互作用,參與調(diào)控表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平的基因表達(dá)[15]。LncRNA占整個哺乳動物基因組轉(zhuǎn)錄的80%[16],根據(jù)其在基因組上相對于蛋白編碼基因的位置差異可分為5類:反義lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、增強(qiáng)子lncRNA、雙向lncRNA及基因間lncRNA[17]。越來越多的證據(jù)表明,lncRNA是疾病狀態(tài)下各種生理和病理過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,包括細(xì)胞增殖、凋亡和自噬[18-19];同時能參與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞活化和染色質(zhì)修飾[20]。此外,lncRNA亦可通過DNA甲基化、信使RNA轉(zhuǎn)錄、選擇性剪接、翻譯控制、表觀神經(jīng)調(diào)節(jié)、基因組印跡和染色質(zhì)修飾等方式參與不同的生物學(xué)過程[21-22]。隨著基因組學(xué)的進(jìn)步,高通量測序、原位雜交技術(shù)等的不斷成熟,lncRNA已被證實(shí)在腫瘤、神經(jīng)和代謝性疾病中表達(dá)失調(diào)[23-25]。雖然其在DN領(lǐng)域研究相對較晚,但已有諸多文獻(xiàn)報(bào)道lncRNA母系表達(dá)基因3(maternally expressed gene 3,MEG3)、lncRNA肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)、lncRNA生長阻滯特異性轉(zhuǎn)錄本5(growth arrest-specific transcript 5,GAS5)等異常表達(dá)參與DN的進(jìn)展[10,15-16]。因此,lncRNA可能會成為未來干預(yù)DN進(jìn)展的潛在靶點(diǎn)。
有證據(jù)表明,lncRNA在DN病理生理過程中起重要作用。如有基因芯片發(fā)現(xiàn),野生型小鼠與2型糖尿病模型小鼠中有1 746個lncRNA差異表達(dá)[26],且它們有潛在的順式作用。另有RNA序列分析顯示,與對照小鼠相比,db/db-DN小鼠中有88個lncRNA上調(diào)和68個lncRNA下調(diào),且其中10個在羅格列酮治療后恢復(fù)了正常表達(dá),為DN藥物開發(fā)提供了新的分子調(diào)控途徑[27]。事實(shí)上,lncRNA異常表達(dá)參與DN發(fā)生發(fā)展的各個病理過程?,F(xiàn)對40個lncRNA在DN中的異常表達(dá)及其可能機(jī)制進(jìn)行闡述,其中27個lncRNA表達(dá)上調(diào),11個表達(dá)下調(diào),2個(MEG3、尿路上皮癌相關(guān)基因1)表達(dá)仍有爭議,見圖1。
圖1 lncRNA在DN中異常表達(dá)及其參與的機(jī)制
2.1 促進(jìn)DN炎癥反應(yīng)的發(fā)生 炎癥反應(yīng)在DN發(fā)生和進(jìn)展中起重要作用,單核細(xì)胞趨化蛋白、腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β和IL-6等炎癥因子已被證實(shí)在體內(nèi)外參與DN發(fā)病過程[28]。研究發(fā)現(xiàn),lncRNA Blnc1水平在DN患者血清和模型大鼠中升高,抑制其表達(dá)可介導(dǎo)紅系衍生的核轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子/血紅素加氧酶1和核因子κB通路顯著減輕腎臟的炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和纖維化[29]。Shi等[30]證實(shí)抑制lncRNA尿路上皮癌相關(guān)基因1表達(dá)可降低腫瘤壞死因子-α和IL-6的水平,減輕DN大鼠腎臟病理損傷及炎癥反應(yīng),其機(jī)制可能與抑制磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)通路有關(guān)。Zhang等[31]表明,lncRNA 9884在db/db-DN小鼠中高表達(dá),而特異性沉默其表達(dá)可降低單核細(xì)胞趨化蛋白-1水平,抑制巨噬細(xì)胞浸潤,減輕腎臟炎癥反應(yīng)。Peng等[32]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA NONHSAG053901在DN小鼠和體外系膜細(xì)胞中過表達(dá)可刺激早期生長反應(yīng)因子-1(early growth response factor-1,Egr-1)/轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)通路促進(jìn)炎癥因子產(chǎn)生,介導(dǎo)體內(nèi)外炎癥反應(yīng)、纖維化和增殖的發(fā)生。此外,Ji等[33]研究證實(shí)lncRNA Gm6135作為競爭內(nèi)源性RNA負(fù)調(diào)控miR-203,進(jìn)而刺激Toll樣受體4表達(dá)參與DN炎癥反應(yīng)。Yi等[34]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA Gm4419高表達(dá)通過核因子κB/核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3通路參與高糖狀態(tài)下腎臟系膜細(xì)胞炎癥、增殖和纖維化。Zhang等[35]研究表明,lncRNA心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本在高糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞中顯著表達(dá),缺乏心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本可通過miR-130a-3p/Toll樣受體4誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)(腫瘤壞死因子-α、IL-1β和IL-6)釋放減少,從而減輕高糖誘發(fā)的足細(xì)胞炎癥反應(yīng)。
以上結(jié)果表明,參與炎癥反應(yīng)的lncRNA均在DN患者或小鼠中高表達(dá),其通過誘導(dǎo)核因子κB、PI3K/Akt、TGF-β等通路或競爭性結(jié)合miRNA調(diào)節(jié)下游炎癥因子的表達(dá),進(jìn)而加速DN進(jìn)展,因此抑制這些lncRNA表達(dá)可為DN治療提供新線索。
2.2 促進(jìn)DN氧化應(yīng)激 氧化應(yīng)激是體內(nèi)活性氧化物產(chǎn)生多于清除、氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡的病理狀態(tài),在DN過程中起重要作用[36]。已有研究表明,lncRNA GAS5在高糖誘導(dǎo)的人腎皮質(zhì)近曲小管上皮細(xì)胞(HK-2細(xì)胞)中表達(dá)下調(diào),其過表達(dá)可靶向miR-452-5p,進(jìn)而降低腫瘤壞死因子-α、IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白-1及活性氧類水平,抑制HK-2細(xì)胞氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),為DN治療提供新思路[37]。近年研究發(fā)現(xiàn),lncRNA癌易感性候選基因2在DN患者血清和高糖誘導(dǎo)的系膜細(xì)胞中表達(dá)減少,上調(diào)其表達(dá)可通過miR-133b/叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O1軸抑制氧化應(yīng)激、系膜細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)積累,為DN的發(fā)生發(fā)展提供新機(jī)制[11]。目前,參與氧化應(yīng)激的lncRNA報(bào)道較少,未來需進(jìn)一步探索更多有效的調(diào)控靶點(diǎn)。
2.3 參與DN上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition,EMT)的發(fā)生 EMT是上皮細(xì)胞在各種理化因素作用下失去其表型特征向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象,是足細(xì)胞損傷的早期事件,也是DN重要的特征之一[38]。已有研究發(fā)現(xiàn),在高糖條件下,lncRNA ARAP1(ArfGAP with RhoGAP domain,ankyrin repeat and PH domain 1)和lncRNA ARAP1-AS2(antisense RNA 2)在HK-2細(xì)胞中表達(dá)增加,且lncRNA ARAP1-AS2過表達(dá)加快了EMT進(jìn)程,而ARAP1基因敲除可減少高糖誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞EMT和纖維化發(fā)生[39]。Gao等[40]發(fā)現(xiàn),lncRNA NR_033515在DN患者血清中表達(dá)增加能降低上皮細(xì)胞標(biāo)志物上皮鈣黏附分子抗體、升高間充質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物波形蛋白的表達(dá)水平,且NR_033515通過靶向miR-743b-5p調(diào)節(jié)p38、凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1、纖維連接蛋白、α-平滑肌肌動蛋白的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞增殖、纖維化和EMT過程。此外,高糖可上調(diào)lncRNA MALAT1表達(dá)并激活Wnt/β聯(lián)蛋白(β-catenin)通路誘導(dǎo)HK-2細(xì)胞EMT[41],且能通過競爭性結(jié)合miR-145促進(jìn)靶基因鋅指E盒結(jié)合蛋白(zinc finger E-box binding homeobox,ZEB)2表達(dá)誘導(dǎo)EMT和纖維化發(fā)生[42]。Cai等[43]研究表明,lncRNA CLYBL-AS2在DN中表達(dá)增加且與疾病嚴(yán)重程度相關(guān),而中藥黃連可通過miR-204-5p-SNAI1軸抑制CLYBL-AS2表達(dá),從而改善HK-2細(xì)胞EMT和纖維化。Meng等[44]證實(shí),lncRNA ZEB1-AS1在高糖處理的HK-2細(xì)胞中表達(dá)減少,其過表達(dá)可通過調(diào)節(jié)miR-216a-5p/骨形成蛋白7軸抑制高糖誘導(dǎo)的EMT和纖維化??梢姡珽MT在DN發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用,而lncRNA異常表達(dá)通過靶向下游信號分子的表達(dá)參與EMT發(fā)生,為DN的防治提供新思路。
2.4 通過多種通路誘導(dǎo)DN細(xì)胞增殖和纖維化腎小球系膜病變是DN突出的病理改變之一,在疾病早期就存在系膜細(xì)胞增殖和纖維化、ECM增多的特征[45]。Li等[14]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA LINC00968在db/db-DN小鼠腎組織和高糖誘導(dǎo)的系膜細(xì)胞中高表達(dá),且通過募集Zeste同源物增強(qiáng)子2基因抑制p21蛋白表達(dá),進(jìn)而加速系膜細(xì)胞增殖和纖維化。Chen等[46]研究認(rèn)為,lncRNA H2K2(histocompatibility 2 K region locus 2)過表達(dá)可通過miR-449a(b)/Trim11/促分裂原活化的蛋白激酶通路促進(jìn)系膜細(xì)胞增殖,加速DN進(jìn)展。Zhang等[47]表明,lncRNA Rpph1(ribonuclease P RNA component H1)在DN小鼠腎組織和人腎小球系膜細(xì)胞中過表達(dá),其通過抗人半乳糖凝集素-3/促分裂原活化的蛋白激酶/胞外信號調(diào)節(jié)激酶通路促進(jìn)系膜細(xì)胞增殖和炎癥反應(yīng)。Zhu等[48]研究表明,lncRNA HOXA末端轉(zhuǎn)錄本反義RNA在db/db-DN小鼠和高糖處理的系膜細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),而HOXA末端轉(zhuǎn)錄本反義RNA基因敲除可靶向miR-455-3p/Wnt2B軸抑制系膜細(xì)胞增殖和ECM積聚。Zhang等[49]發(fā)現(xiàn),lncRNA 150Rik在db/db-DN小鼠腎組織和高糖培養(yǎng)的系膜細(xì)胞中高表達(dá)且通過miR-451/胰島素樣生長因子1受體/p38促分裂原活化的蛋白激酶通路促進(jìn)系膜細(xì)胞增殖。Yang等[50]證實(shí),lncRNA Arid2-IR在DN小鼠腎臟中高表達(dá),且Egr-1與基因啟動子結(jié)合上調(diào)Arid2-IR表達(dá)可促進(jìn)ECM產(chǎn)生和腎纖維化。Li等[51]發(fā)現(xiàn),DN患者血清及腎小球系膜細(xì)胞中l(wèi)ncRNA細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子2B-反義RNA表達(dá)上調(diào),沉默其表達(dá)可通過miR-424-5p/高遷移率族蛋白2軸抑制系膜細(xì)胞增殖和ECM積累。Cheng等[52]表明高糖條件下,lncRNA Dlx6os1(distal-less homeobox 6-opposite strand 1)在小鼠系膜細(xì)胞中表達(dá)增加,抑制其表達(dá)可減少系膜細(xì)胞增殖和纖維化,增加細(xì)胞凋亡。Fang等[53]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA細(xì)胞周期激酶抑制因子4基因座中反義非編碼RNA(antisense non-coding RNA in the inhibitor of CDK4 locus,ANRIL)在DN小鼠系膜細(xì)胞中過表達(dá),敲除ANRIL通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin和分裂原活化抑制劑/胞外信號調(diào)節(jié)激酶途徑抑制DN小鼠系膜細(xì)胞增殖、纖維化。Li等[54]發(fā)現(xiàn),lncRNA漿細(xì)胞瘤多樣異位基因1(plasma cytoma variant translocation gene 1,PVT1)在DN腎組織和高糖誘導(dǎo)的小鼠系膜細(xì)胞中高表達(dá),沉默PVT1通過上調(diào)miR-93-5p阻斷PI3K/Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路抑制系膜細(xì)胞增殖、遷移侵襲和纖維化,促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Li等[55]研究表明,lncRNA鉀電壓門控通道亞家族Q成員1反向轉(zhuǎn)錄物1在高糖誘導(dǎo)的人系膜細(xì)胞中表達(dá)增加,而鉀電壓門控通道亞家族Q成員1反向轉(zhuǎn)錄物1敲除可通過調(diào)節(jié)miR-18b/高遷移率蛋白A2軸減輕系膜細(xì)胞增殖、氧化應(yīng)激和ECM積累。以上研究表明,參與DN系膜細(xì)胞增殖和纖維化的lncRNA表達(dá)上調(diào),且沉默其表達(dá)或基因敲除可抑制DN進(jìn)展。
另有研究發(fā)現(xiàn),lncRNA核富集轉(zhuǎn)錄體1在DN系膜細(xì)胞中高表達(dá)可靶向miR-27b-3p、多克隆抗體ZEB1及Akt/mTOR信號通路促進(jìn)EMT過程,而下調(diào)其表達(dá)可抑制系膜細(xì)胞增殖、纖維化和炎癥,促進(jìn)細(xì)胞凋亡[56-58]。Zhang等[59]研究認(rèn)為,lncRNA-p21高表達(dá)可促進(jìn)體外培養(yǎng)的小鼠系膜細(xì)胞增殖及ECM積累,且能通過靶向miR-18b發(fā)揮促纖維化作用。此外,lncRNA MEG3在高糖條件下過表達(dá)可靶向miR-145誘導(dǎo)系膜細(xì)胞增殖、纖維化和凋亡[60],又可通過miR-181a/Egr-1/Toll樣受體4軸促進(jìn)系膜細(xì)胞纖維化和氧化應(yīng)激[10],證實(shí)同樣的lncRNA通過不同通路參與疾病進(jìn)展的可能性,為DN發(fā)病機(jī)制和潛在治療靶點(diǎn)提供了新見解。除參與系膜細(xì)胞增殖外,尚有研究表明lncRNA ARAP1-AS2在高糖誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞中表達(dá)顯著上調(diào),且通過表皮生長因子受體/TGF-β/Smad3信號調(diào)節(jié)HK-2細(xì)胞增殖和纖維化,促進(jìn)高糖誘導(dǎo)的近端小管細(xì)胞損傷[61],證實(shí)異常表達(dá)的lncRNA在腎小球系膜細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞損傷中均起重要作用。
LncRNA除在高糖條件下表達(dá)上調(diào)參與細(xì)胞增殖和纖維化進(jìn)程外,另有研究表明lncRNA 1700020I14Rik在系膜細(xì)胞中表達(dá)減少,其過表達(dá)通過激活miR-34a-5p/沉默信息調(diào)節(jié)因子1/缺氧誘導(dǎo)因子-1通路抑制系膜細(xì)胞增殖和纖維化[62]。LncRNA CYP4B1-PS1-001在DN早期顯著下調(diào),刺激其表達(dá)可通過E3泛素連接酶Trim2調(diào)節(jié)重組人核仁蛋白泛素化和降解而抑制系膜細(xì)胞增殖和纖維化[63]。在糖尿病大鼠系膜細(xì)胞中,lncRNA?;撬嵘险{(diào)基因1(taurine upregulated gene 1,TUG1)表達(dá)下調(diào),過表達(dá)TUG1一方面通過抑制PI3K/Akt通路減少系膜細(xì)胞增殖和ECM積累減輕腎臟纖維化,另一方面通過拮抗miR-377對其靶基因過氧化物酶體增殖物激活受體γ的下調(diào)作用,抑制高糖條件下ECM積累[64-65]起到腎保護(hù)作用。LncRNA GAS5在DN患者中表達(dá)明顯減少且與DN相關(guān)并發(fā)癥的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān),其過表達(dá)通過靶向miR-221上調(diào)沉默信息調(diào)節(jié)因子1的表達(dá),抑制系膜細(xì)胞增殖和纖維化[66]。綜上可知,lncRNA異常表達(dá)在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá),通過不同的通路靶向下游分子蛋白誘導(dǎo)參與細(xì)胞增殖和纖維化,為DN發(fā)病提供新的可能機(jī)制,亦可作為疾病預(yù)后的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。
2.5 參與DN細(xì)胞凋亡及自噬過程 自噬和凋亡是細(xì)胞的基本過程,對維持正常組織穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。足細(xì)胞凋亡及自噬功能障礙可導(dǎo)致足細(xì)胞丟失及大量蛋白尿產(chǎn)生,被認(rèn)為是DN進(jìn)展的關(guān)鍵因素[67-68]。已有研究表明,lncRNA MEG3在糖尿病小鼠中表達(dá)減少,其過表達(dá)可抑制Wnt/β-catenin通路減輕足細(xì)胞損傷[69],而MALAT1敲除亦可通過與β-catenin相互作用參與上述過程[16]。此外,Bai等[70]證實(shí)lncRNA 01619下調(diào)可介導(dǎo)miR-27a/叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O1軸誘導(dǎo)的DN足細(xì)胞損傷和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。Yang等[12]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA LINK-A在DN患者和無并發(fā)癥的糖尿病患者中均下調(diào),其高表達(dá)可激活缺氧誘導(dǎo)因子-1α而抑制小鼠足細(xì)胞凋亡。Liu等[71]發(fā)現(xiàn),lncRNA PVT1在DN患者足細(xì)胞中高表達(dá)并抑制叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O1,從而誘導(dǎo)足細(xì)胞損傷和凋亡。Feng等[2]證實(shí),lncRNA Gm5524敲除和lncRNA Gm15645過表達(dá)通過調(diào)節(jié)Bcl-2/Bcl-2相關(guān)X蛋白和微管相關(guān)蛋白輕鏈3/自噬相關(guān)蛋白通路誘導(dǎo)DN小鼠足細(xì)胞凋亡。Yang等[72]發(fā)現(xiàn),lncRNA癌易感性候選基因2在高糖處理的小鼠足細(xì)胞及DN患者血清中表達(dá)顯著降低,其過表達(dá)可能通過抑制c-Jun氨基端激酶減輕足細(xì)胞凋亡改善DN。Fan等[73]認(rèn)為,lncRNA 4930556M19Rik在高糖刺激的足細(xì)胞中水平降低,其過表達(dá)通過下調(diào)miR-27a-3p、上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶3逆轉(zhuǎn)足細(xì)胞凋亡、纖維化和炎癥發(fā)生。
另有研究表明,在高糖處理的小鼠足細(xì)胞中l(wèi)ncRNA TUG1表達(dá)下調(diào)并通過介導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激-C/EBP同源蛋白-過氧化物酶體增殖物激活受體共激活因子1α信號通路促進(jìn)足細(xì)胞凋亡,而中藥提取物黃芪甲苷可通過上調(diào)TUG1抑制腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子5的水平減輕足細(xì)胞損傷[74-75]。作為近年來的研究熱點(diǎn)之一,自噬已被證實(shí)廣泛參與DN足細(xì)胞損傷的進(jìn)程。其中,lncRNA SOX2重疊轉(zhuǎn)錄本在DN小鼠和高糖誘導(dǎo)的人足細(xì)胞中顯著下調(diào),其過表達(dá)通過miR-9/沉默信息調(diào)節(jié)因子1誘導(dǎo)足細(xì)胞自噬,減輕腎臟損傷[76]。而lncRNA精子相關(guān)抗原5在高糖處理的人足細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),其沉默可介導(dǎo)Akt/mTOR信號通路逆轉(zhuǎn)足細(xì)胞凋亡和自噬障礙,減輕足細(xì)胞損傷[13]。總之,足細(xì)胞作為人體終末分化的細(xì)胞,不具有再生能力,大多數(shù)lncRNA通過靶向各通路及其下游分子蛋白調(diào)控足細(xì)胞損傷的過程,進(jìn)而干預(yù)DN進(jìn)展,目前已成為研究熱點(diǎn)。
LncRNA異常表達(dá)除參與足細(xì)胞凋亡和自噬外,在腎小管上皮細(xì)胞及系膜細(xì)胞的凋亡過程中亦發(fā)揮重要作用。研究表明,高糖可顯著上調(diào)lncRNA ANRIL的表達(dá)并抑制miR-let-7a,從而激活TGF-β1/Smad信號通路誘導(dǎo)人系膜細(xì)胞凋亡[77]。而lncRNA尿路上皮癌相關(guān)基因1在高糖誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞中表達(dá)明顯減少,其過表達(dá)通過靶向miR-206抑制DN腎小管上皮細(xì)胞凋亡,可作為DN的潛在治療靶點(diǎn)[78]。
2.6 其他可能的機(jī)制 除通過以上機(jī)制參與DN外,lncRNA對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體功能及腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷、細(xì)胞焦亡等也有調(diào)控作用。研究表明,DN患者lncRNA TCF7表達(dá)上調(diào)且通過與miR-200c結(jié)合促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激加速疾病進(jìn)展[79]。MALAT1可誘導(dǎo)甲基轉(zhuǎn)移酶G9a下游組蛋白H3第9位賴氨酸組蛋白甲基化并抑制Klotho蛋白表達(dá),從而介導(dǎo)高糖誘導(dǎo)的腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷[80]。TUG1在DN小鼠足細(xì)胞中表達(dá)下調(diào),其過表達(dá)刺激過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子α轉(zhuǎn)錄增強(qiáng),進(jìn)而增加線粒體含量和細(xì)胞ATP水平,使足細(xì)胞活性增加[81]。核富集轉(zhuǎn)錄體1在DN大鼠系膜細(xì)胞中顯著增加能靶向miR-34c增強(qiáng)炎癥小體的激活及胱天蛋白酶1依賴性細(xì)胞焦亡,并減少小鼠巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[82]。但目前參與這些機(jī)制的lncRNA尚不多見,相關(guān)研究仍處于探索階段,需反復(fù)證實(shí)并不斷揭示更多可能參與的lncRNA,從而為進(jìn)一步防治DN提供可靠依據(jù)。
DN是嚴(yán)重的代謝紊亂過程,一旦發(fā)展至終末期腎臟病,往往較其他腎臟疾病更難治療。隨著糖尿病發(fā)病率逐年上升,預(yù)計(jì)到2045年中國糖尿病患者將達(dá)到1.19億,由此引發(fā)的DN將成為重大公共衛(wèi)生問題[83]。雖然目前在新藥、先進(jìn)治療策略、個體化護(hù)理等方面已取得了許多進(jìn)展,但DN仍是世界范圍內(nèi)腎衰竭的主要原因,也是糖尿病患者死亡率最高的并發(fā)癥之一[84]。近年來,許多研究發(fā)現(xiàn)lncRNA異常表達(dá)在DN發(fā)生發(fā)展中起重要作用,并在多個環(huán)節(jié)調(diào)控疾病進(jìn)程[28,37,44,47,71]。在以往研究中,lncRNA通過分子間相互作用、介導(dǎo)信號通路和靶向miRNA表達(dá)影響DN進(jìn)展,這些分子靶點(diǎn)的研究為疾病治療和預(yù)防提供了重要思路。然而,由于收集人體腎活檢標(biāo)本困難,目前對lncRNA的研究多局限于小鼠或大鼠,且樣本量較小,今后需進(jìn)行大樣本量的研究進(jìn)一步驗(yàn)證。此外,很多研究主要報(bào)道其中一種lncRNA表達(dá)異常的影響,未發(fā)現(xiàn)更多有關(guān)聯(lián)lncRNA相互作用對疾病的意義,未來需深入研究。