非編碼RNA在腹膜間皮細胞上皮間質轉化中的研究進展

張容嘉，王 莉，陳 瑾

(1.川北醫學院，四川南充637100；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院腎內科，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。據估計，全世界接受PD的患者約占全球透析患者的11%，PD全球年增長率為8%，超過血液透析的增長率(6%～7%)[1]。近年來，我國PD使用率逐年上升，占透析治療的15%～20%[2]。然而，長期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]。目前研究發現上皮間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是導致腹膜纖維化的核心步驟，特點是腹膜間皮細胞失去上皮細胞表型而出現成纖維細胞特征[4]，最終導致腹膜功能障礙。非生物相容性透析液、高糖、葡萄糖降解產物及糖基化終末產物、高滲、低PH以及反復發作的炎癥反應參與了腹膜間皮細胞功能和生物學特征的改變。然而，腹膜間皮細胞EMT的機制在很大程度上仍不清楚。

越來越多的證據表明，非編碼RNAs(ncRNAs)代表了另一個重要的表觀遺傳機制，在腹膜間皮細胞EMT過程中也可起重要調控作用。根據ncRNAs包含編碼功能性肽的小型開放閱讀框的大小，ncRNAs分為：①小的非編碼RNAs(<200 bp),包括microRNAs(miRNAs)和PIWI-interacting RNAs(piRNAs)；②長鏈非編碼 RNA (lncRNAs, >200 bp),包括基因間長非編碼RNA (lincRNAs)、環狀RNA (circRNAs)、天然反義轉錄物 (NATs) 和增強子RNAs (eRNAs)[5]。miRNA是目前在腹膜間皮細胞EMT中研究最廣泛的ncRNA，在多項體內和體外腹膜纖維化模型的研究中強調了它們作為治療靶點和疾病生物標志物的潛力。lncRNA在腹膜纖維化中的作用仍不清楚，有研究表明，在腹透液誘導的小鼠腹膜纖維化模型中發現了數百個lncRNAs的差異表達，這表明lncRNA可能參與調節腹膜間皮細胞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參與腹膜間皮細胞EMT的相關報道。本文將集中討論miRNA和lncRNA對腹膜間皮細胞EMT的研究進展。

1 miRNA參與腹膜間皮細胞EMT進程

miRNA是高度保守的 20～40 個核苷酸的小ncRNA，最早于1993年在秀麗隱桿線蟲中首次被發現，是基因表達的關鍵轉錄后調節因子，通過與靶標mRNA 的 3′-非翻譯區(3′-UTR)結合，從而降解 mRNA 轉錄本或阻斷蛋白質翻譯[6]。近年來，多項研究表明miRNA參與調控腹膜間皮細胞EMT過程。

1.1 miRNA在腹膜間皮細胞EMT中發揮抑制作用在腹膜間皮細胞EMT中，miRNA不僅能通過調控TGF-β1/Smad信號通路參與調節纖維化，還可以與Snail、ZEB1/2、Notch1、性別決定相關基因簇4(Sox4)、結締組織生長因子(CTGF)、信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)、血管內皮生長因子A(VEGFA)等的3′UTR靶向結合,抑制EMT進程。miRNA-29能改善小鼠腹膜纖維化，Yu等發現在含4.25%葡萄糖腹透液誘導的小鼠PF模型中，通過超聲微泡介導系統輸送miRNA-29表達質粒至腹膜，可顯著抑制腹膜組織TGF-β1/Smad3信號通路表達，抑制腹膜間皮細胞EMT，預防PF[7]。1.1miR-9-5p在TGF-β1刺激人腹膜間皮細胞表達上調，miR-9-5p靶向抑制TGF-βⅡ型受體(TGFBR2)和TGF-β1誘導的NADPH氧化酶4(NOX4) mRNA表達，減少了TGF-β1誘導的α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)、膠原Ⅰ型蛋白(Collα1)和纖維連接蛋白(FN)等纖維化標志蛋白產生，抑制腹膜間皮細胞EMT[8]。miR-30a在持續非臥床腹膜透析(CAPD)腹膜纖維化患者中顯著下調，過表達miR-30a可阻斷TGF-β1誘導的Snail表達上調，抑制腹膜間皮細胞EMT[9]。miR-153-3p在甲基乙二醛(MGO)誘導的大鼠PF模型中通過與Snail的3‘UTR區結合而抑制Snail蛋白表達，減輕大鼠腹膜纖維化[10]。

在轉錄后的過程中，miR200家族能調控ZEB蛋白的表達。miR-200a通過靶向ZEB1/2(deltaEF1/ SIP1)抑制TGF-β1誘導的大鼠PF[11]；通過腹腔注射miR-200a，能降低高糖透析液誘導的大鼠腹膜膠原體積分數，預防腹膜功能障礙[12]。miR-200c通過靶向ZEB2和Notch1抑制腹透液誘導的小鼠PF[13]。miR-129-5p與腹膜間皮細胞EMT和纖維化呈負相關，在長期PD患者和TGF-β1誘導的腹膜間皮細胞中，miR-129-5p通過靶向SIP1和Sox4調節E-鈣黏蛋白(E-cadherin)和波形蛋白表達，抑制腹膜間皮細胞EMT[14]。CTGF水平升高，改善腹膜間皮細胞EMT和纖維化[15]。有研究發現50μg/ml AGEs作用24 h可成功誘導腹膜間皮細胞EMT并激活STAT3表達，miR-454-3p通過下調STAT3表達改善腹膜間皮細胞中AGEs誘導的EMT[16]。miR-15a-5p在PD患者和高糖刺激的腹膜間皮細胞中表達顯著下調，VEGFA表達增加；過表達miR-15a-5p通過抑制VEGFA表達，改善腹膜間皮細胞EMT[17]和大鼠腹膜纖維化[18]。

1.2 miRNA在腹膜間皮細胞EMT中發揮促進作用部分miRNA在腹膜纖維化組織或腹膜間皮細胞中高表達，與調控EMT相關的程序性細胞死亡因子4(PDCD4)、血清反應因子(SRF)、成纖維細胞生長因子(FGF10)、骨形態發生蛋白-7(BMP-7)、維生素D受體(VDR)等結合，促進EMT進展。miR-21在TGF-β1及透析液刺激的腹膜間皮細胞中，通過抑制PDCD4的表達促進腹膜間皮細胞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小時腹透液/血肌酐比值(D/P4)和肌酐的轉運面積系數(MTAC)相關，隨著PD時間的延長，透析流出液中miR-21水平升高，尤其是在即將發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胞表達增加，通過靶向緊密連接蛋白2和E-cadherin抑制表達，促進腹膜間皮細胞EMT；在PD大鼠模型中，miR-199a-5p和miR-214-3p表達能被SRF抑制劑沉默，減輕大鼠腹膜損傷和纖維化[21]。miR-145在TGF-β1誘導的腹膜間皮細胞及透析液刺激的大鼠PF模型中表達上調，通過靶向抑制FGF10促進腹膜間皮細胞EMT[22]。miR-30b在MGO誘導的大鼠纖維化模型中，通過與BMP-7的3‘UTR結合起負調控作用，抑制BMP-7表達，促進大鼠腹膜間皮細胞EMT[23]。抑制miR-23表達可以上調高糖刺激的腹膜間皮細胞中VDR表達，改善腹膜間皮細胞EMT[24]。miR-34a在高糖誘導的小鼠PF模型中表達水平顯著升高；加入芹菜素處理后miR-34a表達受到抑制，減輕了小鼠腹膜間皮細胞EMT和纖維化[25]。

關于miR-589對腹膜纖維化的研究出現了矛盾的結論。Zhang等發現miR-589過表達可以抑制TGF-β1刺激后腹膜間皮細胞EMT[26]。而另一項研究則發現MiR-589可能通過激活腹腔巨噬細胞中的環氧化酶-2(COX-2)，介導腹膜結構改變，發揮促纖維化作用[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在腹膜間皮細胞纖維化模型中表達降低，并且它們的過表達抑制了腹膜間皮細胞EMT過程；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，研究表明它們的過表達促進腹膜纖維化進展。

2 LncRNA參與腹膜間皮細胞EMT進程

LncRNAs被定義為超過200個核苷酸的轉錄本，占據了人類基因組的很大一部分，通常缺乏蛋白質編碼能力。lncRNAs可以通過轉錄、轉錄后和表觀遺傳機制調控基因表達[5]。目前關于LncRNA在腹膜透析的相關研究還不多。Xin等在透析液誘導的小鼠PF模型中發現，127個lncRNAs表達上調，105個lncRNAs表達下調。在差異表達的lncRNAs中，通過qRT-PCR驗證了9個lncRNAs，與正常對照組相比，其中lncRNA AV310809、uc007eib.1、AK142426和ENSMUST00000053838表達增加，而lncRNA uc007dlv.1、AK080622、AK089579、BC049991和uc008pwj.1表達減少[28]。

在腹膜纖維化組織中表達上調的lncRNA AV310809能通過激活 Wnt2/β-catenin信號通路促進TGF-β1誘導的腹膜間皮細胞EMT[29]。此外，lncRNA AK089579 能夠通過競爭性結合miR-296-3p，上調miR-296-3p靶基因酪氨酸激酶2(DOK2)表達，從而抑制 Janus激酶2(JAK2)/STAT3 信號通路的激活，抑制腹膜間皮細胞EMT[30]。Zhi等人在5/6腎切除術建立的尿毒癥PD大鼠模型中證實，LncRNA 6030408B16RIK能與miR-326-3p競爭性結合并上調WNT1誘導信號通道蛋白2(WISP2)的表達，沉默lncRNA 6030408B16RIK能通過miR-326-3p使依賴WISP2的Wnt/β-catenin信號通路失活，對超濾失敗的尿毒癥 PD 大鼠發揮抗纖維化作用[31]。這些研究證明了lncRNA參與了PD相關PF的進程。

3 小結

在過去的幾年中，多個miRNAs被證實通過TGF-β1/Smad、Snail、ZEB1/2、Notch1、SOX4、CTGF、STAT3、VEGFA、PDCD4、SRF、FGF10、BMP-7、VDR等信號途徑參與調節腹膜間皮細胞EMT進程，在PD相關PF的進展中起著重要作用，有望成為PF的診斷標志物和治療靶點。此外，研究者還發現lncRNAs也參與調控腹膜纖維化，然而目前還缺乏CircRNA參與腹膜間皮細胞EMT的依據。盡管如此，我們還需要更多的基礎和臨床研究進一步闡釋和發現這些ncRNA在EMT中的調控機制，從而指導ncRNA在PD相關PF的診斷和預測作為治療靶點的價值。