糖尿病脂质代谢相关miRNAs的研究进展

陈 曦，陈 鑫，韩 霜，周玉贵

糖尿病脂质代谢相关miRNAs的研究进展

陈 曦，陈 鑫，韩 霜，周玉贵＊

（南通大学附属东台医院检验科，江苏东台224200）

糖尿病脂质代谢紊乱是由于患者胰岛素分泌不足或作用的相对减弱，发生胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）使得脂质代谢紊乱而引起的一种糖尿病并发症。糖尿病脂质代谢紊乱是糖尿病患者罹患心脑血管疾病的危险因素，发生率约为50%，严重影响患者生活质量。

miRNAs是一类由内源基因编码的，长约22个核苷酸的非编码单链小分子RNA，通过降解靶mRNA序列或抑制蛋白质翻译参与调控转录后水平的基因表达。miRNAs参与细胞的生长、发育、增殖、分化、凋亡等生命过程［1］。现有研究发现部分miRNAs在糖尿病的病理过程中起关键的调控作用，其作用机制已得到阐明。其中，与胰岛功能和胰岛素抵抗相关的miRNAs包括miR－375［2］和miR－29a［3］等；参与维持脂质内稳态的miRNAs主要有miR－33［4］和miR－122［5］等。以下就miR－33、miR－122和miR－29a在糖尿病脂质代谢紊乱中的作用机制和临床应用前景作一概述。

1 miR－33与糖尿病脂质代谢

miR－33包括miR－33a和miR－33b两个亚基，分别位于固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element－binding proteins，SREBP）中SREBP－2和SREBP－1c的内含子上。SREBP失调通常会引发2型糖尿病、肥胖、心血管疾病和脂肪肝。研究人员发现［6，7］，miR－33a在进化上具有高度保守性，而miR－33b在低等哺乳动物（如啮齿类生物）中缺乏保守性。miR－33a和miR－33b高度同源，两者在胆固醇代谢、脂肪酸氧化和甘油三酯合成方面都发挥重要作用［8－10］。

1.1miR－33与胆固醇代谢

ATP结合盒转运蛋白1（ATP－binding cassettetransporter 1，ABCA1）的3＇UTR与miR－33a有3个高度保守的结合位点，被认为是miR－33最有可能的靶基因之一。ABCA1的主要功能是促进细胞内游离胆固醇转运到细胞膜表面载脂蛋白A1（apolipoprotein A－1，apoA1）。据文献报道miR－33特异作用于靶基因并可靶向沉默ABCA1的表达［4，7，11］。脂肪细胞和巨噬细胞中miR－33a的过表达会抑制胆固醇流向apoA1，减少前高密度脂蛋白（preβ－high density lipoprotein，preβ－HDL）的合成，阻碍了胆固醇逆向转运（reverse cholesterol transportation，RCT）途径［12－14］。Horie等［15］通过敲除小鼠SREBP－2内含子中的miR－33a，发现这些miR－33（－／－）小鼠的肝细胞中ABCA1表达升高，血浆中HDL水平也升高25%－40%。Marquart等［6］发现抑制miR－33a可大幅提高ABCA1表达和HDL水平。

ATP结合盒亚家族G成员1（ATP－binding cassette，sub－family G，member1，ABCG1）有助于细胞内游离胆固醇的外排与HDL－2、HDL－3、成熟HDL以及除apoA1外其他富脂载脂蛋白的结合［16］。有研究发现小鼠巨噬细胞和肝细胞中miR－33a过表达会抑制ABCG1表达，减少了HDL介导的胆固醇流出和成熟HDL的形成［17－19］。而尼曼匹克蛋白C型（Niemann Pick type C，NPC1）能促使胆固醇和其余脂质从溶酶体转运至其他细胞结构。NPC1与ABCA1的作用类似，均可促进内源性胆固醇合成和胞外摄取。在人NPC1基因的3＇UTR包含2个高度保守的结合位点与miR－33相结合，表明miR－33可以抑制NPC1蛋白表达，减轻胆固醇流出到apoA1［4，20］。

综上研究结果表明，miR－33靶向调节ABCA1、ABCG1和NPC1等基因的表达，协同调控细胞内胆固醇的代谢水平，通过抑制miR－33的表达来升高血浆HDL水平对糖尿病脂质代谢紊乱和心血管疾病的控制具有重要意义。

1.2miR－33与脂肪酸代谢

miR－33不仅调节胆固醇代谢，还参与调控脂肪酸氧化相关蛋白的表达。肉毒碱棕榈酰基转移酶（Carnitine palmitoyltransferase 1A，CPT1A）可催化长链脂酰COA与肉碱合成脂酰肉碱，通过线粒体内膜进入线粒体基质内参与脂肪酸的β氧化［21］。脂酰肉毒碱转移酶（carnitineO－octanoyltransferase，CROT）是一种偶联短链脂肪酸耦合至肉碱运送到线粒体基质的过氧化物酶。羟烷基辅酶A脱氢酶B（hydroxyacyl－CoA dehydrogenaseβ，HADHB）则是在线粒体中进行脂肪酸β氧化所必需的功能蛋白。CPT1A、CROT和HADHB均与miR－33有高度保守的结合位点［22］。Rayner［4］和Gerin［22］等研究证实SREBP参与脂肪酸磷脂的合成和脂肪酸β氧化，miR－33可抑制脂肪酸β氧化的编码蛋白的翻译，miR－33过表达会导致CPT1A，CROT和HADHB表达的降低，减少了脂肪酸的β氧化。Goedeke等［23］通过调节miR－33a＊抑制CPT1A、CROT的表达，减少脂肪酸β氧化，增加循环游离脂肪酸和肝细胞中甘油三酯的水平。

1.3miR－33与甘油三酯合成

miR－33靶向沉默能源传感器磷酸腺苷（AMP）激活的蛋白激酶（AMP－activated protein kinase，AMPK）的表达［24］。AMPK是生物能量代谢调节的关键分子，是研究糖尿病及其他代谢相关疾病的核心。Najafi等［7］报道miR－33通过对AMPK的调控影响甘油三酯合成。受体相互作用蛋白140（receptor－interacting protein 140，RIP140）是一种与核受体结合后负向调节脂肪组织中靶基因的转录辅抑制因子，与肝X受体（LXR）结合后可负向调节甘油三酯合成相关基因SREBP－1c、SCD－1等的表达，Ho等［25］研究推测miR－33通过调节RIP140参与甘油三脂的合成。此外，SIRT6（sirtuin－6）是miR－33参与肝脏甘油三酯代谢的预测靶基因，抑制内源性的miR－33能上调SIRT6的表达，因此，过表达miR－33抑制SIRT6mRNA和相关蛋白的表达可有效促进肝脏中甘油三酯的合成［22］。

2 miR－122与糖尿病脂质代谢

miR－122来源于人18号染色体上（18q21.31）的hcr基因转录本，是肝脏特异性非编码的多聚腺苷酸RNA［26］。Krtzfeldt等［27］最早在研究中发现通过反义抑制miR－122的表达，可以显著降低血浆中胆固醇水平。有文献报道［5，28－29］，miR－122大约占肝细胞中miRNAs总量的70%，拮抗肝脏中的miR－122可降低体内血浆总胆固醇水平。同时抑制miR－122能有效减少肝脏甘油三酯含量，加快脂肪酸氧化，显著改善脂肪肝。Gao等［30］发现miR－122在高脂血症患者中呈现高表达，且与血浆中甘油三酯和胆固醇水平呈正相关。研究预测循环miR－122可被临床用作单纯性血脂代谢紊乱或糖尿病引发高脂血症的检测标志物。

3 miR－29a与糖尿病脂质代谢

He等［3］首次发现，miR－29a在糖尿病大鼠的骨骼肌、脂肪和肝脏组织中的表达均明显上调。Herrera等［31］进一步证实了在3T3－L1脂肪细胞中通过高表达miR－29a可显著提高胰岛β细胞的分泌功能，抑制胰岛素刺激的葡萄糖摄取，促发IR，导致糖尿病的发生。Pandey等［32］研究结果显示胰岛素信号通路P13K中p85的3＇UTR与miR－29a有特异的结合位点。当葡萄糖水平增高，脂肪细胞中miR－29a表达上升，miR－29a与p85特异性结合增加，p85激活p110的能力降低，抑制了PIP2向PIP3磷酸化的转变。由于PIP3的减少致使GLUT4转位的缺乏，葡萄糖摄取减少。由此可见，高血糖可刺激脂肪细胞中miR－29a的高表达，而miR－29a参与了胰岛素信号通路异常在2型糖尿病的病变进程，下调miR－29a的表达能有效控制2型糖尿病并在糖尿病脂质代谢紊乱中起重要作用［33］。

4 展望

现有研究已证实了部分miRNAs在脂代谢异常中的调控作用，但目前miRNAs在糖尿病脂质代谢紊乱的临床应用研究尚处于起步阶段，仍有许多问题亟待解决。例如：miRNAs参与糖尿病脂质代谢紊乱动态调控的作用机制仍有待进一步探讨；不同类型糖尿病脂质代谢紊乱发病机制的不同对相关miRNAs表达的影响；使用miRNAs靶向治疗糖尿病脂质代谢紊乱的预防和治疗仍需进一步遗传和药理研究等。随着检测方法的不断成熟和研究的不断深入，miRNAs参与糖尿病的病变进程并在糖尿病脂质代谢紊乱中起重要作用，通过联合检测miR－33、miR－122和miR－29a可有效提高诊断的灵敏度和特异性，对于糖尿病脂质代谢紊乱的早期发现有积极意义。miRNAs作为预测糖尿病患者脂质代谢紊乱的检测指标，成为先于血脂谱变化的早期新型生物学标志物，并为糖尿病脂质代谢紊乱的诊断防治提供全新的理论依据和技术手段都将成为今后研究的重点和热点。

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陈曦（1986－），女，技师，在读研究生，主要从事分子生物学及免疫学研究。

2014－01－15）

1007－4287（2014）12－2074－03

医学科技发展计划项目（YK20130103）

＊通讯作者