miR-30c在脂類代謝相關疾病中的研究進展

郝佳欣，王志剛，楊天竹，張祎

(哈爾濱醫科大學(大慶)醫學檢驗與技術學院，黑龍江 大慶 163319)

脂質代謝紊亂可導致多種代謝綜合性疾病，包括肝脂肪變性、脂肪組織功能障礙、糖尿病以及肥胖癥等[1]。肝脂肪沉積是肝纖維化、肝硬化等酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)的早期階段。在肝病的診斷方面，血丙氨酸轉氨酶和天冬氨酸轉氨酶的活性是評價肝臟損傷的最常用指標，但無法判斷肝病的類型和肝損傷的程度；肝臟組織病理檢查是評估肝纖維化的金標準，但屬于有創性檢查，患者接受度低；肝臟彈性成像是無創檢查且應用廣泛，但肝臟彈性檢測成功率易受肥胖等因素影響，導致檢測的準確率較低[2]。因此，尋找新的生物標志物和治療藥物迫在眉睫。微RNA(microRNA，miRNA/miR)可通過基因沉默來調控細胞的增殖、分化及凋亡，在肝臟疾病的發生發展發揮重要作用。但目前應用單一miRNA檢測或分期脂類代謝相關疾病的報道較少。傳統脂類代謝相關疾病標志物的診斷效果不佳，而miRNA可作為ALD的特異性診斷靶點且具有顯著優勢。現就miR-30c在脂類代謝相關疾病中的研究進展予以綜述。

1 miR-30家族概述

miRNA是近年來發現的一種非編碼小RNA，遍布整個基因組[3]。其主要通過與靶基因的3′非翻譯區完全或不完全結合降解靶基因或抑制其翻譯過程。miRNA作為代謝同源性調節的關鍵調節劑，參與代謝綜合征的病理生理過程[4]。miR-30家族是一類重要且具有多種生物學功能的家族，miR-30家族由miR-30a、miR-30b、miR-30c、miR-30d和miR-30e組成，而miR-30c又分為miR-30c-1和miR-30c-2。miR-30家族由位于人類第1、6和8號染色體上的6個基因編碼，其中人類染色體1編碼miR-30c-1和miR-30e，人類染色體6編碼miR-30c-2和miR-30a，人類染色體8編碼miR-30b和miR-30d[5]。miR-30c-1和miR-30c-2由其單鏈RNA前體酶剪切加工而來，由前體3′端加工而來的成熟miR-30c-5p的序列為UGUAAACAUCCUACACUCUCAGC、miR-30c-1-3p的序列為CUGGGAGAGGGUUGUUUACUCC、miR-30c-2-3p的序列為GUGGGAGAAGGCUGUUUACUCU，這些miRNA在5′端附近共享相同的種子序列GUAAACA，但在3′端附近有不同的補償序列，從而導致miR-30家族成員靶向不同的基因和通路，發揮多種生物學功能[6]。多種疾病的發生發展與miR-30家族成員對下游靶基因水平的調控有關[7]。

2 miR-30c的生物學功能

作為miR-30家族的一員，miR-30c在多種生理病理過程中具有潛在作用。miR-30c被公認為細胞增殖、分化、代謝和凋亡過程中的多功能調節因子[8]。膿毒癥引起的急性腎損傷是住院患者常見的并發癥。研究發現，miR-30c-5p表達減少可通過負調節硫氧還蛋白相互作用蛋白的表達，促進腎小管上皮細胞凋亡，加重膿毒癥模型小鼠的腎臟損傷；miR-30c-5p過表達則可減少硫氧還蛋白相互作用蛋白的表達，進而抑制核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3、凋亡相關斑點樣蛋白和胱天蛋白酶1的表達以及炎癥細胞因子的分泌，減少腎小管上皮細胞凋亡，從而減輕腎臟損傷[8]。另外，miR-30c-5p過表達還可通過減少自噬相關基因5的表達，減弱細胞毒性和晶體細胞黏附，抑制腎結石的形成[9]。

此外，miR-30c-5p對心肌缺血再灌注損傷也具有保護作用。過表達miR-30c-5p可提高心肌細胞存活率、減少乳酸脫氫酶釋放和心肌細胞凋亡，同時還伴有p53表達下調[10]。miR-30c還是一種抑癌分子，在多種腫瘤癌組織中低表達，并在腫瘤的發生、侵襲、轉移過程中起重要作用[6]。如miR-30c-5p可抑制大鼠腫瘤壞死因子-α等炎癥細胞因子的表達[11]。研究發現，肝癌SMMC-7721細胞及HepG2細胞的侵襲和遷移能力均與miR-30c的表達水平呈負相關，miR-30c通過與早反應蛋白2的3′非翻譯區特異性結合，導致早反應蛋白2的表達水平降低，進而影響細胞的侵襲和遷移能力[12]。在多發性骨髓瘤細胞中，miR-30c持續低表達，并與B細胞淋巴瘤/白血病9基因的3′非翻譯區特異結合，影響多發性骨髓瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲、耐藥以及腫瘤干細胞形成的能力[13]。以上研究均證明，miR-30c是生物體重要的調節因子。

3 miR-30c與脂類代謝相關疾病的關系

3.1miR-30c與高脂血癥和動脈粥樣硬化的關系 高脂血癥是動脈粥樣硬化和代謝性疾病的主要危險因素，動脈粥樣硬化是心臟病發作、腦卒中和心源性猝死最重要的誘因[14]。增加脂蛋白清除率或抑制脂蛋白的產生均可降低血漿膽固醇水平。他汀類藥物和前蛋白轉化酶抑制劑均可通過增加脂蛋白清除率降低低密度脂蛋白膽固醇水平[15]。但他汀類藥物無法最大限度地降低低密度脂蛋白膽固醇水平，且高劑量應用還可導致肌無力[16]。載脂蛋白B水平升高是高脂血癥的誘發因素，且其表達水平受載脂蛋白B和微粒體三酰甘油轉運蛋白(microsomal triglyceride transfer protein，MTP)影響。MTP與新合成的載脂蛋白B相互作用，協助成熟脂蛋白的形成，這也是降低血漿膽固醇水平的另一途徑[16]。而MTP抑制劑則可增加血漿轉氨酶水平并引起肝臟脂肪變性[17]。因此，研發降低血漿脂質水平的新方法以及最大限度地避免不良反應的新藥物迫在眉睫[18]。

此外，miR-30c可通過減少富含三酰甘油的載脂蛋白的合成與分泌，減輕高脂食物喂養小鼠的高脂血癥和動脈粥樣硬化，miR-30c與MTP信使RNA的3′非翻譯區特異性結合，導致MTP信使RNA降解，進而導致MTP信使RNA的活性和載脂蛋白B水平降低；同時，miR-30c還可靶向脂質合成相關基因(如溶血磷脂酰甘油酰基轉移酶1)，避免脂肪變性[15]。有研究在不影響三酰甘油和血糖水平的情況下，向瘦素及瘦素受體缺乏的高膽固醇、高血糖小鼠肝內注射miR-30c，結果發現，小鼠血漿總膽固醇水平和極低密度脂蛋白/低密度脂蛋白水平分別降低28%和25%；此外，miR-30c還可顯著降低高脂食物喂養小鼠的血漿膽固醇水平和動脈粥樣硬化，但對血漿三酰甘油、葡萄糖和轉氨酶水平則無影響；進一步研究表明，miR-30c通過降低肝MTP活性和減少脂質合成，導致小鼠血漿膽固醇水平下降[19]。

內皮功能障礙在動脈粥樣硬化發生發展中起關鍵作用[20]，而細胞炎癥和死亡是心血管疾病(包括動脈粥樣硬化)形成過程中必不可少的致病原因[21]。在動脈粥樣硬化過程中，焦亡是炎癥細胞死亡的一種形式[22]。此外，類受體家族Pyrin結構域的激活也可通過不同的信號通路促進動脈粥樣硬化。氧化低密度脂蛋白可劑量依賴性地增加人主動脈內皮細胞乳酸脫氫酶的釋放，氧化低密度脂蛋白處理的人主動脈內皮細胞miR-30c-5p表達受到抑制，而miR-30c-5p富集則可保護人主動脈內皮細胞免受氧化低密度脂蛋白引起的焦亡；此外，加入miR-30c-5p還可抑制氧化低密度脂蛋白激活的核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3的表達[23]。miR-30c-5p通過靶向人主動脈內皮細胞中的叉頭框轉錄因子O3，在細胞焦亡中發揮重要作用，為動脈粥樣硬化的治療提供了新途徑[24]。

脂類的吸收主要有兩種方式：①由中鏈、短鏈脂肪酸構成的三酰甘油經乳化后吸收，并經門靜脈入血；②由長鏈脂肪酸構成的三酰甘油與載脂蛋白、膽固醇等結合形成乳糜微粒，經淋巴入血。脂肪合成后，需要與載脂蛋白、膽固醇等結合成極低密度脂蛋白，再通過血液運送至肝外組織儲存或利用[25]。miR-30c可影響載脂蛋白B的水平，因此脂質的吸收和合成后利用均受miR-30c調控。miR-30c可通過影響脂質的吸收和合成利用緩解高脂血癥和動脈粥樣硬化，因此有望成為治療高脂血癥和動脈粥樣硬化的靶點。

3.2miR-30c與糖尿病相關疾病的關系 由糖尿病直接導致的心肌細胞損傷且無內皮功能障礙，稱為糖尿病心肌病[26]。生物信息學與生物化學實驗均顯示，過氧化物酶體增殖物激活受體γ協同刺激因子-1β是miR-30c的直接靶點之一，過表達miR-30c可提高小鼠葡萄糖利用率，減少心肌活性氧類的生成和心肌脂質積累，從而減輕小鼠心肌細胞凋亡和心功能障礙[27]。糖尿病腎病是糖尿病最嚴重的并發癥之一，其特點為糖尿病期間患者腎功能的慢性喪失，目前糖尿病腎病已成為終末期腎衰竭的主要原因[28]。上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)和腎纖維化是糖尿病腎病的主要特征，在腎纖維化組織和高葡萄糖刺激的腎小管上皮細胞中miR-30c-5p表達下調、Janus激酶1表達上調，過表達miR-30c-5p可抑制腎小管上皮細胞高葡萄糖誘導的EMT和腎纖維化，下調miR-30c-5p表達則可逆轉此現象[29]。

在高葡萄糖糖處理的腎小管上皮細胞中，人肺腺癌轉移相關轉錄本1表達上調、miR-30c表達下調，導致核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3表達上調和腎小管上皮細胞焦亡[30]；同時，Opa 相互作用蛋白5反義RNA1的表達也上調，而Opa相互作用蛋白5反義RNA1可促進高葡萄糖刺激的腎小管上皮細胞細胞EMT和腎纖維化，還可通過與miR-30c-5p結合誘導糖尿病腎病患者EMT和腎纖維化[31]。以上研究均證實，miR-30c可抑制高糖誘導的腎纖維化，為糖尿病腎病的治療提供了新的治療策略。

3.3miR-30c與ALD和非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)的關系

3.3.1miR-30c與ALD的關系 ALD是指長期大量飲酒引起的肝損傷，也是最普遍的慢性肝病類型。ALD的發展過程為早期的肝臟脂肪沉積→脂肪性肝炎→肝纖維化→肝硬化→肝癌[32]。脂肪變性是大量飲酒的早期反應，其特征為脂肪沉積在肝細胞中。纖溶酶原激活物抑制物1和參與成骨細胞分化的酪氨酸激酶受體2是miR-30c的潛在靶點，在人多能脂肪干細胞分化過程中，纖溶酶原激活物抑制物1和酪氨酸激酶受體2表達下調，而纖溶酶原激活物抑制物1和酪氨酸激酶受體2共沉默可增加脂質沉積以及脂肪細胞分化標志物的表達；然而，低水平的酪氨酸激酶受體2可誘導干細胞分化為脂肪細胞，miR-30c過表達可通過下調過氧化物酶體增殖物激活受體γ、CD36等脂肪生成關鍵基因的表達，調節脂肪生成[18]。另外，miR-30c還參與纖維重構過程。miR-30c在肝纖維化患者的血清和肝硬化患者肝組織中的表達均下調；同時，miR-30c還可顯著抑制轉化生長因子-β信號轉導通路，而轉化生長因子-β可誘導肝纖維化過程；另外，細胞外基質的重要調節因子轉化生長因子-β2是miR-30c在肝纖維化中的潛在靶基因[33]。以上研究表明，miR-30c在ALD中發揮重要作用，是一個潛在的生物因子。

3.3.2miR-30c與NAFLD的關系 NAFLD是肝實質中脂肪過度累積造成，而非飲酒所致。據估計，全世界約10億人受到NAFLD的影響，NAFLD患病率為6.3%～33%[34]。蛋白激酶是一種主要的代謝調節劑，可阻斷脂肪合成酶的轉錄，增加脂肪酸的氧化[35]。蛋白激酶是能量狀態降低的重要細胞傳感器，可磷酸化目標蛋白，減緩關鍵生物合成的速率，促進能量產生，因此，許多蛋白激酶激活化合物對脂肪肝有良好的療效[36]。二甲雙胍即是蛋白激酶激活化合物之一，可通過激活蛋白激酶減少肝脂肪變性和脂肪酸氧化[37]。

調節脂肪變性的化合物主要包括棕櫚酸、化合物C(作為誘導劑)和二甲雙胍(作為抑制劑)等。研究發現，敲除人肝細胞miRNA加工酶可導致脂質沉積增加，而脂質沉積時的miR-30c異位恢復可導致與脂肪酸代謝相關的基因發生變化，進而導致神經酰胺持續減少、線粒體活性增強、β氧化加劇；此外，miRNA還可通過調節蛋白激酶等脂肪酸代謝相關生物合成基因的表達維持NAFLD的模擬環境，而蛋白激酶表達減少則進一步導致肝細胞中的脂肪酸沉積增加；進一步研究發現，瘦素受體缺乏模型小鼠肝臟和NAFLD受試者血漿中的miR-30c表達均下調，表明miR-30c可作為抗高脂血癥和相關代謝疾病的潛在靶點[38]。

綜上，肝臟miR-30c的生物合成在脂質代謝中具有重要作用，可通過調控脂質代謝相關通路的表達影響膽固醇等脂質化合物的合成。miR-30c可調控蛋白激酶的表達，而蛋白激酶則可通過提高胰島素敏感性，間接降低脂質及血糖水平，表明肝臟miR-30c可作為NAFLD治療的一條潛在途徑。

4 小 結

miRNA以穩定形式存在于血漿和血清樣品中，這一特性使其適宜作為檢驗標本。此外，還可從其他細胞外液(包括唾液、尿液和糞便)中分離出miRNA。由于無須侵入性程序即可輕松獲得，臨床miRNA檢測應用前景廣闊。雖然miR-30c在肝臟代謝的調節中起核心作用，但miR-30c作為治療劑仍面臨許多問題。因此，未來還需充分了解單個miRNA在脂類相關代謝疾病中的作用機制，同時進一步明確肝細胞系和原代肝細胞中miR-30c與脂類代謝疾病的關系，為未來脂類代謝疾病的治療提供新思路。