ceRNA調控網絡在多囊卵巢綜合征中的研究進展

朱瑛酶綜述 張若鵬審校

1.大理大學臨床醫學院，云南 大理671000；

2.大理大學第一附屬醫院生殖醫學科，云南 大理671000；

3.大理大學生殖醫學研究所，云南 大理671000

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是女性最常見的一種慢性生殖疾病之一，其對育齡期女性短期及長遠生存健康產生重要影響[1]，其不僅是生育女性不孕的重要原因之一[2]，更是與各類內分泌代謝紊亂疾病密切相關[3]。對于該病的調治，盡管國內外發布了眾多指南，但目前仍無統一的標準。雖然其病因不明，但大部分學者偏向于PCOS是多因素的，并認為遺傳因素在其發生和維持中起著關鍵作用[4]。確定ceRNAs在PCOS發病中的作用、加強對該疾病發生過程的認識，可以為其預防及診療提供新思路。

1 ceRNA與調控網絡

ceRNA假說是由SALMENA等[5]于2011年首次提出的，多個團隊已從多方面驗證了此假說。該假說認為如果RNA分子具備與RNAs結合的miRNA反應元件(MREs)，那么就可以作為ceRNA，包括circRNA、lncRNA和假基因轉錄物等，從而通過基因的沉默、激活等影響miRNA的表達[6-7]。近年來研究發現，ceRNA機制除廣泛在各類癌癥并在腫瘤的基因調控及腫瘤細胞的增殖、侵襲、轉移、凋亡、細胞周期等生物過程中發揮作用，也在其他疾病的生發過程中起重要作用。競爭性內源性RNA網絡(ceRNETs)是由ceRNA-miRNA-mRNA構成的網絡系統。在此網絡中，miRNA是一種內源性非編碼RNA分子，大小18~22個核苷酸，能夠通過MREs結合靶基因的3'非翻譯區(UTRs)中的互補序列，抑制蛋白質編碼基因的表達，多項研究報道了在PCOS患者的血液循環[8-11]、脂肪組織(AT)[11]、卵泡液和顆粒細胞[12-13]中miRNAs表達的改變，提示miRNAs在這種疾病的病理生理學中產生效力，如參與細胞分化、增殖、凋亡、遷徙等多種生命活動；LncRNA是一種內源性RNA分子，長度大于200個核苷酸[14]，一個mRNA與一個或多個lncRNAs相關[15]；CircRNA是一種特殊RNA，呈閉合環狀，是前體mRNA在可變剪切后5'端和3'端反向共價連接而成[16]，其不受相關外切酶影響，穩定表達，不易分解，作為ceRNA的新成員，作為“miRNA海綿”競爭性結合miRNA，從而影響基因的表達[17]。

外泌體是一個微小的膜泡，為直徑40~100 nm的脂質雙分子層膜結構，含有蛋白質、脂質和核酸，如DNA、mRNAs、miRNAs、ciRNA和lncRNAs。其充任信號分子可以傳遞給其他細胞來改變它們的功能[18]，因其可被大多數細胞分泌，以下有部分研究提取的是相關組織成分內的外泌體，此作統一敘述。

2 PCOS外周血中ceRNA及調控網絡的研究

近年來，隨著精準醫學的發展，關于外周血ceRNA網絡與疾病相關研究越來越多，主要有各種疾病相關的發生、發展、轉歸、預后等，以腫瘤研究居多，外周血標本采集相對簡單，對PCOS患者外周血中的ceRNA網絡的研究，有助于闡明其與胰島素抵抗、類固醇激素合成等的關系，從而有助于疾病的診斷及治療。但關于PCOS外周循環的研究，目前大多停留于關于某一個miRNA及某一種ceRNA的異常表達的分析；例如，多種miRNA高表達，血清中miR-204的高表達通過TLR4/NF-κB途徑的失活而改善PCOS的胰島素 抵 抗(IR)[19]；PCOS患 者 血清miRNA-146a相比非PCOS組明顯升高，miRNA-146a高表達組的PCOS患者妊娠不良率高[20-21]；在PCOS患者中，肥胖人群的淋巴細胞中miR-21、miR-27a、miR-27b的表達水平均明顯高于非肥胖人群[22]，提示miR-21、miR-27a、miR-27b可能參與PCOS肥胖的進展。王潔等[23]通過分析PCOS患者血清外泌體中差異表達miRNAs及功能，得到hsa-miR-378d、hsa-miR-378b、hsa-miR-4772-3p等表達上調，hsa-miR-5090、hsa-miR-3680-3p、hsa-miR-6836-5p等表達下調，分析PCOS患者這些miRNAs差異表達與激素合成相關，可參與調控島素信號受體通路[23]。對于血清ceRNA同樣如此，缺少系統網絡的研究，PCOS患者LncRNA-SRA(類固醇受體RNA激活劑)表達明顯升高且lncRNA-SRA表達與BMI呈正相關[24]、lncRNA-Xist表達水平降低且與PCOS患者的不良妊娠結局顯著相關[25]、胰島素抵抗的PCOS患者的血清LncRNA GAS5降低[26]。有研究首次發現PCOS患者外周血白細胞LncRNA H19的表達明顯升高，提示對于易感人群，LncRNA H19可能是多囊卵巢綜合征早期內分泌和代謝紊亂的一個有用的生物標志物[27]。吳鑌莎等[28]通過探究PCOS患者血清特異性LncRNA表達譜及下游mRNA通路，發現差異表達的LncRNA下游調控基因的生物學功能涵蓋細胞生長、活化、表觀遺傳學調控等，PCOS患者血清特異性LncRNA表達譜有望為該病的診斷提供分子生物學標記、lncRNA-SRLR的過度表達導致IL-6的上調，并促進人顆粒樣腫瘤細胞(KGN)的凋亡，血漿循環中lncRNA-SRLR水平可能是PCOS治療的潛在靶點[29]。目前人外周血CircRNA與PCOS相關性報道較少，如PCOS血漿hsacirc0067716和hsacirc0071869表達上調hsacirc0008537表達下調。

3 PCOS卵泡液中ceRNA及調控網絡的研究

另外，卵泡液是卵母細胞生成過程中產生的，其成分非常復雜，直接或間接對卵細胞的生發、成熟及內分泌產生復雜作用。臨床卵泡液標本采集相對容易，大多來源于體外胚胎移植(IVF)時，對PCOS患者的卵泡液中的ceRNA及調控網絡的研究，將逐步地證明其與卵泡發育成熟等的關系，并讓卵泡液測定逐漸用于預測不孕、輔助生殖效益及妊娠結局等成為可能[30]。為進一步闡釋PCOS發病機制，近年來關于PCOS患者卵泡液中ceRNA的研究也逐漸增多，其中以lncRNA研究為主。

HUANG等[31]采用qRT-PCR技術檢測卵丘細胞(CCs)中lncRNA即Prader-Willi區 非 蛋 白 編 碼RNA2(PWRN2)，證實了lncRNA(PWRN2)與多囊卵巢綜合征(PCOS)卵母細胞核成熟相關，創建的PWRN2-miR-92b-TMEM120BceRNA網絡顯示，PWRN2降低miR-92b-3p與TMEM120B靶結合的有效性，從而影響PCOS卵母細胞核成熟過程。另有研究得到PCOS患者卵泡液外泌體中lncRNA DNMT1、2、3a和H19的表達水平明顯減低、SGK1表達顯著增加，GO及KEGG分析表明，它們參與卵母細胞分裂增殖以及糖代謝信號通路、胰島素抵抗[20]。有團隊在小鼠PCOS模型的卵巢組織及顆粒細胞中得到LncRNA HOTAIR通過與miR-130a競爭性結合上調PCOS小鼠IGF1的表達，加重內分泌紊亂和顆粒細胞凋亡[32]。有研究首次采用大樣本實驗發現在PCOS患者顆粒細胞LncRNA牛磺酸上調基因1(TUG1)水平顯著升高，并證明在多囊卵巢綜合征GCs中TUG1表達的增加可能導致卵泡過度激活和生長，并可能破壞優勢卵泡的選擇[33-34]。顆粒細胞中LncRNA-ZFAS1可與miR-129結合，促進HMGB1的表達，從而影響PCOS患者的內分泌紊亂、卵巢顆粒細胞增殖和凋亡[35]。另有團隊從ceRNA網絡中得到miR-486-5p及其唯一的靶基因PRELID2，并證明其靶點位于PRELID23'UTR，靶向作用參與卵泡細胞發育[36]。LIU等[37]通過研究lncRNA PVT1/miR-17-5p/張力素同源基因(PTEN)軸在PCOS患者顆粒細胞的作用，發現PCOS患者卵巢顆粒細胞及卵泡液中miR-17-5p的過度表達導致PTEN的下調、促進細胞增殖及抑制PCOS的卵巢細胞凋亡。其中磷酸酶和PTEN編碼的是一種腫瘤抑制蛋白，該蛋白是PI3K/AKT通路的負性調節因子，幾種轉錄因子正、負方向調控PTEN的表達[38]，許多miRNAs與PTEN具有功能性相互作用并抑制其表達?？梢妉ncRNAs、miRNAs在OGCs中的異常表達可能是多囊卵巢綜合征發生的主要因素，也是治療PCOS的潛在靶點。

關于circRNA在PCOS卵泡液中的研究仍在起步階段[39]，停留在單一的circRNA表達水平。MA等[40]初步得到PCOS患者卵丘顆粒細胞中hsacirc0043533和hsacirc0043532顯著高表達，hsacirc0097636的表達明顯下降；初步驗證了結合hsacirc0097636與睪酮診斷PCOS的可能性。circRNA_103827和cirrna_104816可能參與糖代謝、有絲分裂細胞周期和卵巢甾體生成，兩者年齡相關性上調可能是卵泡微環境受損的潛在指標，可用于預測IVF預后，改善女性不孕治療[41]。PCOS顆粒細胞hsacirc00001577顯著上調及hsacirc00020093顯著下調[42]、盡管逐漸有實驗得到許多差異表達的circRNA，但今后對circRNA在PCOS發生發展過程中的確切分子機制還需要進一步的研究。

4 展望

PCOS嚴重威脅生育期女性生殖健康及長期健康管理，需要長期管理，發病率呈上升趨勢，但其病因仍未明確，其中遺傳因素在其生發過程中起著關鍵作用，上述研究通過測定女性外周血、卵泡液及顆粒細胞等不同組織中的ceRNA并構建網絡闡釋了許多ceRNA通過影響PCOS激素代謝、胰島素抵抗、卵泡發育及代謝等來參與PCOS病發生過程，但通過不同研究得到的差異性表達的RNAs及構建的ceRNA網絡的重復性不高，這可能除與研究中的樣本量有關，還與PCOS疾病的多源性控制相關，且miRNA的多靶標性使構建ceRNA網絡多元化，對于PCOS的診斷，目前仍無可信分子生物學標記物，若可通過大樣本甄選出靈敏性、特異性均較高的ceRNAs，繼續加強對治療PCOS的潛在靶點的研究，將有望促進PCOS診斷治療的發展，進而簡化臨床診療流程。此外，關于ceRNAs在PCOS患者的輔助生殖效果及妊娠結局等的研究甚少，尤其是cicRNA，有待科研者投入進一步研究。