妊娠期糖尿病中相關長鏈非編碼RNAs 的研究

高曉梅，趙 蓉，李慧珍，廖 靖，李玉婷，周玉吉，黃金智

（1.廣東醫科大學研究生院，廣東 湛江 524001；2.廣東醫科大學附屬醫院婦產科，廣東 湛江 524001）

妊娠期糖尿病（gestational diabetes mellitus，GDM）是指在妊娠前未診斷出患有糖尿病，但在妊娠中、末期出現血糖水平較高的疾病[1]。GDM 是一種常見的妊娠代謝紊亂。有研究發現[2]，GDM 的患病率約為妊娠女性的7%。GDM 可同時對母體和胎兒產生較嚴重危害，母體血糖升高可致孕婦流產、早產的風險升高；母體血糖升高使胎兒血糖也相應升高，胎兒體內胰島素反應性分泌增加，導致娩出巨大兒、畸形兒的風險增加，同時容易誘發陰道撕裂、肩難產和胎兒窒息等不良妊娠結局。另有研究表明[3，4]，GDM的孕婦產后罹患2 型糖尿病和心血管疾病的風險增加，預計20%～50%患GDM 的女性在10～20 年內就會患上2 型糖尿病，而其后代患遠期代謝性疾病的風險比健康女性的后代增加了2～8 倍。GDM 是一種多因素所致的疾病，目前其常見的發病風險有肥胖、胰島素抵抗、炎癥等，但發病機制尚未完全闡明。因此，GDM 的早期診療意義重大，而明確GDM 可能存在的發病分子標記物和發病機制已迫在眉睫。長鏈非編碼RNAs（long-non-coding RNAs，lncRNAs）是長度超過200 個核苷酸的一類非編碼RNA。根據與附近具有編碼蛋白能力基因的位置可將其分為基因間LncRNAs，反義LncRNAs，雙向LncRNAs，內含子LncRNAs 以及增強子LncRNAs[5]。LncRNAs 幾乎在人體所有組織中廣泛表達。lncRNAs 不直接編碼蛋白質，但在DNA 合成、基因表達、轉錄及轉錄后修飾等生物學過程中發揮重要作用[6-8]。目前一些研究已證實運動系統疾病、心血管系統疾病、消化系統疾病等多種疾病均與lncRNAs 的異常表達有關。為此，本文概述了lncRNAs 的生物學特征，綜述了lncRNAs 在GDM 中的研究進展及分子調控機制，旨在為lncRNAs 作為GDM 發病的生物標志物及治療的分子靶點的研究提供參考。

1 LncRNAs 在GDM 中的差異表達

Morán I 等[9]研究發現，lncRNAs 在人類胰島中有上千余種表達，其中55%為特異性表達，并參與調節胰島β 細胞發育和功能。在GDM 小鼠胎盤組織中，Huang C 等[10]研究發現，82%的lncRNAs 表達上調，這為lncRNAs 在GDM 孕婦的研究中提供了理論支持。與此同時，在人類胎盤中發現了許多具有調節作用的lncRNAs[11，12]。許多胎盤的lncRNA 通過調節滋養細胞分化、增殖與遷移參與了GDM 的發病[13]，并且在GDM 患者臍血中也發現了較多差異表達的lncRNA。Tang L 等[14]將GDM 患者和健康對照的胎盤樣本進行對比，發現86 個lncRNA 上調，86 個lncRNA 下調，提示lncRNA 在GDM 中呈現不同的表達模式和潛在的作用。隨著科學技術的不斷發展，Cao M 等[15]利用微陣列技術發現，84 個mRNAs和256 個lncRNAs 在GDM 患者臍血外顯體中的差異表達，且差異表達的mRNAs 與胰高血糖素信號通路（GDM 相關的重要途徑）有關。以上研究說明了LncRNAs 在GDM 中的差異表達的更多可能性，也為以后其在GDM 中的研究提供更多新思路。

2 GDM 相關的失調lncRNAs 分型

2.1 lncRNA MALAT1 lncRNA MALAT1 是定位在11q13.1 染色體上的位點，其在哺乳動物體內具有高度保守性，參與調控生物進化過程[16]。lncRNA MALAT1 在糖尿病一系列并發癥的發病過程中扮演重要角色，如lncRNA MALAT1 可以通過促進葡萄糖誘導的炎癥介質影響內皮穩定性，從而可能參與糖尿病腎病、糖尿病視網膜病變和糖尿病性心肌病等病變的形成[17-20]，通過干預lncRNA MALAT1 的表達可能改善糖尿病并發癥的發病情況，從而進一步改善糖尿病患者的生存率。妊娠期糖尿病是特定時期的一種糖尿病類型。Zhang Y 等[21]研究揭示，妊娠期糖尿病患者胎盤組織中lncRNA MALAT1 的表達明顯高于正常孕婦，而通過siRNA 的干預可以下調lncRNA MALAT1 的表達，并發現其可能通過調節TGF-β/NF-κB 信號通路來抑制炎癥發生和GDM 胎盤滋養細胞的增殖、侵襲和遷移過程。此外，在GDM婦女的血清中也發現LncRNA MALAT1 表達上調，而且其與LncRNA P21 和LncRNA H19 的表達呈正相關[22]，這也提示LncRNA P21 和LncRNA H19 的表達上調對于GDM 的發病可能也有潛在的影響。然而李麗等[23]研究發現，LncRNA MALAT1 在GDM孕婦血清中的表達下調，而且lncRNA MALAT1 表達下調的孕婦較易發生巨大兒、新生兒低血糖等不良妊娠結局，顯然，在涉及LncRNA MALAT1 在GDM 孕婦血清中的相對表達量方面存在爭議，該爭議是否與GDM 患者血糖升高的嚴重程度有關，目前尚不明確，亟需進一步探索。

2.2 lncRNA MEG3 lncRNA MEG3 是定位于人類染色體14q.32.2 上的位點[24]，在很多人的卵巢、胰腺、腎上腺等[25]正常組織中均表達。現有的一些研究提示LncRNA MEG3 與糖尿病的發病有關，如LncRNA MEG3 通過作為miR-214 的競爭性內源性RNA 調控轉錄激活子4 的表達，促進肝臟胰島素抵抗，同時它還可以通過激活叉頭框蛋白1，增加葡萄糖6 磷酸酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的表達，促進糖異生，減少糖原合成，進而誘發糖尿病[26，27]。而在妊娠期糖尿病發病的相關研究中，Ye HH 等[28]研究發現，與健康對照組相比，GDM 患者的人臍靜脈內皮細胞中lncRNA MEG3 過表達，這可能導致miR-370-3p 下調，AFF1 上調，進而通過抑制PI3K/AKT 通路影響GDM 的進程，為通過下調lncRNA MEG3 的表達延緩GDM 的進程提供了一定的實驗基礎。在GDM 孕婦血液及胎盤絨毛組織中也發現lncRNA MEG3 水平較正常孕婦明顯上調，同時還發現上調LncRNA MEG3 可抑制胎盤滋養細胞的活力、遷移和侵襲，從而介導細胞凋亡，下調LncRNA MEG3 的表達則表現出相反的作用[29]。以上結果提示lncRNA MEG3 可能成為GDM 的一種新的診斷標志物和治療靶點。

2.3 lncRNA H19 lncRNA H19 是定位于人染色體11p15.5 上的位點，是最早被鑒定的印跡基因之一，被報道與胰島素的抵抗密切相關[27]。Gao Y 等[30]研究表明lncRNA H19 在2 型糖尿病患者和胰島素抵抗的嚙齒類動物的肌肉中表達下調，敲除lncRNA H19 可損害肌細胞胰島素信號通路和葡萄糖攝取，從而導致血糖升高誘發糖尿病。此外，lncRNA H19是第一個被報道與GDM 相關的lncRNA，它主要通過改變胰島細胞的細胞功能影響胰島素分泌，從而參與GDM 的發病過程[31]。Su R 等[32]研究表明，lncRNA H19 參與了宮內高血糖臍帶血DNA 甲基化的改變，這種改變在調節與胰島素樣生長因子2相關的基因中具有功能性作用，這也為lncRNA H19 和GDM 的甲基化之間的強相關性提供了證據，為GDM 的研究提供新的理論支持。

2.4 lncRNA MEG8 lncRNA MEG8 基因是定位于人14 號染色體和鼠12 號染色體上的位點，是最早在小鼠中發現的印記基因[33]。lncRNA MEG8 可能與糖尿病腎病的發病及進展有關。Zhang J 等[34]研究發現lncRNA MEG8 在糖尿病腎病中表達上調，其可能通過甲基化上調miR-770-5p 誘導糖誘導足細胞凋亡加劇糖尿病腎病的進展，這為糖尿病腎病的治療提供了潛在的靶點。此外，Zhang W 等[35]研究發現孕前血漿lncRNA MEG8 水平高的患者妊娠期糖尿病的發生率高，監測妊娠女性lncRNA MEG8 的表達水平可以用于識別GDM 的高風險個體，預測GDM 患者的腎損傷，具有一定的臨床預測意義。

2.5 lncRNA PVT1 lncRNA PVT1 是位于骨髓細胞增生原癌基因附近的長鏈RNA，定位于染色體8q 24 21 區，長度有1716nt[36]。lncRNA PVT1 可參與調節胰島細胞分泌活動，進而參與調節血糖。Cheng Y等[37]研究發現敲除lncRNA PVT1 后可改善胰腺β細胞損傷，并可以通過調控miR-181a-5p 的表達增強胰島素分泌能力，其有望成為糖尿病診療中的新型生物標志物。lncRNA PVT1 也有望成為GDM 的診療中的新靶點。Wang Q 等[38]研究發現lncRNA PVT1 在GDM 患者胎盤中的表達水平低于健康胎盤，并發現它可能通過PI3K/AKT 通路破壞滋養細胞功能。該研究為lncRNA PVT1 與滋養細胞功能之間的功能聯系提供了證據，為GDM 發病的分子機制提供了新的見解，但該研究納入的患者數量相對較少，在未來的研究中仍需增加病例量來進行驗證。

2.6 lncRNA SOX2OT lncRNA SOX2OT 是定位于人類染色體3q26.3 的位點[39，40]。Ran G 等[41]研究發現GDM 的孕婦在入院當天lncRNA SOX2OT 表達水平顯著升高，入院當天lncRNA SOX2OT 的高表達可將GDM 患者與健康對照組有效分離，所以lncRNA SOX2OT 可以預示GDM 及其不良事件的發生，但該研究僅探討lncRNA SOX2O 在在治療GDM 中的臨床價值。此外，該研究還受限于缺乏SOX2OT 在GDM中的功能表征，所以未來的研究需要進一步探討lncRNA SOX2OT 在GDM 的發生和發展中的作用。

2.7 lncRNA SNHG17 lncRNA SNHG17 位于20 號染色體p12 上，是某些宿主基因中重要的一員[42]。Li J等[43]研究發現，與正常妊娠女性相比，GDM 患者血漿中lncRNA SNHG17 下調，其低表達水平與GDM的高發病率密切相關。該研究發現，無論在低糖還是高糖條件下，SNHG17 的下調都可以抑制胰島素生產細胞的生長，并減少胰島素的分泌。但SNHG17在GDM 發病機制中的具體作用和機制尚不清，例如，SNHG17 是否通過參與某些葡萄糖攝取代謝途徑，從而影響GDM 過程中胰島素的分泌和釋放，還有待進一步研究。

2.8 lncRNA OIP5-AS1 lncRNA OIP5-AS1 是一種進化保守的長鏈非編碼RNA，位于染色質15q15.1，來自于OIP5 基因的反向轉錄[44]。此外，下調lncRNA OIP5-AS1 可能加速GDM 進展。Li Y 等[45]研究發現，與健康孕婦相比，GDM 患者LncRNA OIP5-AS1 的表達明顯下降，提示LncRNA OIP5-AS1 的缺失與GDM 的加重有關，該研究為GDM 的發展提供了一個新的視角，是否可以通過上調LncRNA OIP5-AS1 來延緩GDM 的進展仍有待進一步研究。

2.9 lncRNA HOTAIR Rinn JL 等[46]研究發現lncRNA HOTAIR 位于人12 號染色體上。lncRNA HOTAIR 在胰腺組織中高表達，研究發現可以通過沉默lncRNA HOTAIR 來下調胰島素轉錄的相關基因達到抑制胰島素分泌的效果，沉默lncRNA HOTAIR 還可以抑制細胞增殖及阻止細胞周期進展，最終誘導胰腺β 細胞凋亡[47]，進而誘發糖尿病。此外，在GDM 孕婦血清中也發現lncRNA HOTAIR 高表達，ROC 曲線評價結果提示lncRNA HOTAIR 對GDM 具有較高的診斷價值[48]。因此，該研究可為臨床應用中尋找新的診斷標志物提供依據。但該研究僅對lncRNA HOTAIR在GDM 孕婦和健康孕婦血清中的表達情況進行了初步的分析和解釋，未進一步探索lncRNA HOTAIR的下游靶基因，應該在未來的相關研究中提出并制定解決方案以提高該研究的科學指導意義。

2.10 lncRNA XIST lncRNA XIST 位于人染色體Xq13.2，參與X 染色體失活的復雜調控機制之中，在失活的染色體中lncRNA XIST 同樣表達[49]。研究發現[50]lncRNA XIST 的表達上調與GDM 發病有一定的關系，lncRNA XIST 在GDM 患者的血清中呈現過表達，且lncRNA XIST 的豐度伴隨著空腹血糖的升高。因此，lncRNA XIST 水平升高可能參與GDM，并預示GDM 發病的高風險，但該研究的樣本量較少，無法確定血糖升高程度是否會影響GDM 中lncRNA XIST的表達趨勢，未來研究中可加大樣本量以及建立樣本的血糖濃度梯度以對上述問題進行解決。

3 總結

GDM 是一種常見的妊娠代謝紊亂，其發病機制亟待明確與細化。目前的研究已探索到肥胖、胰島素抵抗、炎癥是GDM 常見的發病因素，但LncRNAs與GDM 發病之間關系的研究相對較少，因此有待更多投入去深入探索。如通過過表達或者敲低某種或者某些特定的LncRNAs 分型來遏制或者延緩GDM 發病進展，這對于GDM 患者本身的產前、產后及其娩出兒來說具有深遠意義，從而最終可能實現GDM 在臨床應用中的診療新突破，此外，由于糖尿病與GDM 在治療上有許多相似之處，GDM 的診療突破在糖尿病的診療中同樣具有借鑒意義。