miRNA与IgA肾病的研究进展*

郭 艳，谢富华，王润秀

(赣南医学院 1.2017级硕士研究生；2.基础医学院;3.第一附属医院，江西 赣州 341000)

IgA肾病(IgA nephropathy, IgAN )是全世界范围内最常见的原发性肾小球肾炎[1]。是一种缓慢进展的疾病，30%～50%的患者在疾病诊断后20年内发展至终末期肾脏病(end-stage renal disease，ESRD)[2]。IgAN的诊断需依赖肾活检的免疫病理学检查，然而肾活检因其有创性和术后并发症，可重复性不高。因此，需寻找一种更为灵敏的IgAN诊断的生物学标志。微小RNA(miRNA)是一类长度约为18～25个核苷酸的非编码单链RNA，它们在动物体内的序列高度保守，通过结合靶mRNA作为转录后调节因子，使靶mRNA翻译抑制或降解[3]。而参与肿瘤、炎症性疾病和自身免疫性疾病。近年研究发现miRNA广泛参与IgAN的发病并与疾病严重程度相关，miRNA在体液中稳定表达且易于检测，可以作为IgAN的新型诊断方法，某些miRNA参与IgAN的发病环节 ，对这些miRNA进行干预同样可以作为治疗靶点。

1 IgAN概述

IgAN是一种自身免疫性疾病，也是我国导致慢性肾脏疾病(Chronic kidney disease, CKD)最常见的病因。大量研究证实遗传因素参与IgAN的发病。首先，IgAN的发病率具有明显的地区差异[4]。在东亚人发生率最高，而在非洲黑人中较为罕见[5]。而且IgAN具有家族聚集现象，亲属中有IgAN者发病的风险增加[6]。家族性IgAN约占IgAN发病的50%，并且家族性IgAN相对散发性IgAN具有更差的预后，更容易进展为ESRD[7]。因此，IgAN分布的地区和种族差异可能与它的遗传学因素有关。

一般认为IgAN是一种系统性疾病，而不是一种原发性肾小球疾病，因为由IgAN发展至ESRD者在进行肾移植后疾病复发超过50%，而沉积在供体肾中的IgA移植到非IgAN者中，系膜区沉积的IgA在几周后消失[8]。IgAN的发病或病情加重通常伴有上呼吸道或肠道的感染，有学者对系膜区沉积的IgA进行检测已经证明其为含有粘膜型IgA1的J链，这些表明IgAN源于异常的粘膜免疫。近来研究表明在大部分IgAN患者扁桃体中存在球形幽门螺杆菌的定植，因此幽门螺杆菌可能作为IgAN发病的一种病原存在。IgAN发病主要涉及以下四个过程，一是循环中异常糖基化IgA1水平增加；二是循环中针对异常糖基化IgA1的自身抗体生成；三是形成致病性免疫复合物；四是免疫复合物在肾小球系膜区沉积，激活系膜细胞、细胞外基质合成、细胞因子和趋化因子增殖和分泌，从而导致肾损伤[9]。其中，异常糖基化IgA1的产生被认为是IgAN发病最重要的因素，直接导致了IgAN的发生，此外，异常糖基化IgA1及特异性抗体IgG血清水平与疾病严重程度相关，并可预测疾病进展[10]。

2 miRNA概述

miRNA是近年在真核细胞及病毒中发现的一类具有18～25个核苷酸的短链非编码RNA，主要作用于翻译后水平，通过与目的基因mRNA的3＇ UTRs区碱基互补配对，导致靶基因翻译抑制或降解，在许多生物学过程中发挥重要作用[11-12]。包括增殖、分化、发育和细胞凋亡[13]。miRNA是一种短链非编码RNA，可以从基因组上转录，不翻译成蛋白质，却参与了编码基因的转录调控，并在蛋白质翻译过程中发挥着关键作用。

2.1miRNA的生物合成miRNA首先通过RNA聚合酶Ⅱ在细胞核中完成转录，形成长约1～3 kb的初级miRNA(pri-miRNAs)。然后在细胞核通过RNaseⅢ酶Drosha和双链RNA结合蛋白Pasha切割成70～100个核苷酸长的前miRNA(Pre-miRNA)。并在转运蛋白Exportin-5,6转运到细胞质，最后在另一种RNaseⅢ酶Dicer的作用下进一步形成成熟的miRNA，这些成熟的miRNA能与其他蛋白质结合在体液中稳定存在。

2.2miRNA的生物学功能目前在人类中发现的miRNA已经超过5 000种，它们可以靶向30%～80%的蛋白质编码基因[14]。是一种快速、灵敏的基因表达调节方式，广泛参与细胞周期、细胞代谢、细胞凋亡和免疫反应中。

3 miRNA在IgAN发病中的作用

3.1miRNA与异常糖基化IgA1的生成目前的研究普遍认为异常糖基化IgA1是IgAN发病的始动因素。IgA是人免疫球蛋白最丰富的种类，在粘膜免疫中具有显著的作用。人类IgA分IgA1和IgA2两个亚类[15]。经活检已证实参与IgAN发病的主要为IgA1。IgA1的糖基化过程主要涉及以下，多肽转移酶(GALNT)将N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)与丝氨酸或苏氨酸相连形成O糖苷。在β1,3半乳糖基转移酶(C1GALTl)及其分子伴侣Cosmc(core I β3-Gal-T-specific molecular chaperone)的作用下将半乳糖结合到N-乙酰半乳糖胺，半乳糖基化的O-糖苷可以通过不同的方式唾液酸化或保持不含唾液酸的状态。血清异常糖基化的IgA1生成增加被认为是IgAN的主要发病机制之一。但目前对于糖基化异常IgA1的来源仍不清楚，大量研究均提示主要与C1GALTl及Cosmc的表达减少及活性降低有关。C1GALTl及其分子伴侣Cosmc是参与糖基化过程的主要蛋白。Cosmc对辅助C1GALTl折叠并确保其稳定性和酶活性有着至关重要的作用[16]。IgAN患者B淋巴细胞中C1GALTl活性下降和a2,3-唾液酸转移酶活性增加[17-19]，为是IgA1异常糖基化产生的关键因素。对IgAN患者及正常人Cosmc及C1GALT1检测提示IgAN患者Cosmc表达显著下降，且与IgA1糖基化程度负相关，提示Cosmc表达下调与疾病发病及预后密切相关[16]。近年来大量实验均发现IgAN患者中miRNA的差异表达。Serino等研究表明在IgAN中miRNA-148b和Let-7b与C1GALTl表达降低相关，引起异常糖基化IgA1大量形成[20-21]。Hu S等证实miR-374b可以调节B淋巴细胞中PTEN和Cosmc的表达，PTEN是重要的抑癌基因，发挥促进细胞凋亡、抑制细胞周期的作用，因此，miR-374b的过表达可引起PTEN和Cosmc表达下降，促进 B淋巴细胞增殖和IgA1异常糖基化[22]。此外，Li C等的研究同样发现miR-320在IgAN患者肾组织和尿液中显著上调，并且证实miR-320直接靶向PTEN和Cosmc，引起B淋巴细胞增殖和IgA1异常糖基化[23]。这些miRNA可能直接作用于IgA1糖基化过程中的关键酶，通过对这些miRNA的干预，可为IgAN的治疗提供一种新靶点。

先前的研究表明包括Treg细胞在内的T淋巴细胞异常参与IgAN的发病，并且在IgAN患者中确切存在Treg细胞表达下降。Jin L W等人通过靶向FOXP3(Treg细胞发育和功能的标志)研究miR-133a和miR-133b对IgAN中Treg细胞分化的影响，对IgAN患者和正常对照组外周血单核细胞miR-133a和miR-133b和FOXP3分析，证明了miR-133a和miR-133b通过调节FOXP3抑制Treg细胞分化，而参与IgAN的发病环节[24]。miR-155是T淋巴细胞亚群平衡和功能的重要调节因子，Yang L等证实miR-155在IgAN患者外周淋巴细胞中表达显著下调导致T淋巴细胞亚群失衡(Th2和Th17的增加以及Th1和Treg的减少)，最终抑制Cosmc基因表达并加重IgA1的异常糖基化[25]。

3.2miRNA与IgAN中的炎症反应对IgAN患者循环中存在的IgA1进行糖基化分析提示大部分患者血清糖基化异常的IgA1水平升高。并且糖基化异常IgA1升高水平与IgAN预后不良相关。循环中高水平的异常糖基化IgA1可发生自身聚化成为聚合体。或者与血清中针对铰链区的新抗原表位(糖基化缺陷的O糖苷)的特异性抗体IgG和IgA1(主要为IgG)结合。异常糖基化IgA1和抗聚糖特异性抗体形成循环免疫复合物(Circulating immune complexes，CIC)，这些免疫复合物在易感个体系膜区沉积并引发系膜细胞激活。导致系膜细胞增殖并释放促炎及促纤维化介质，这些介质可以直接导致系膜增殖、足细胞损伤和细胞外基质(ECM)生成，最终引起ESRD。细胞周期蛋白CDK6是细胞周期调节蛋白，可以通过磷酸化p65途径加强NF-κB信号，增强炎症反应，Xing L N等证实miR-29-3p可以靶向抑制CDK6表达，IgAN差异表达miRNA中存在miR-29-3p表达下调，而引起CDK6过表达，导致IgAN发病过程中的炎症反应增强[26]。

4 miRNA与IgAN的诊断及预后

miRNA在体内能以外泌体、蛋白结合微粒体及凋亡小体的形式存在于人体的体液(血清、血浆及尿液)中，这些miRNA形成的复合物在体液中极其稳定，且存在于所有体液中，易于检测，对这些差异表达的miRNA定量检测可以为临床诊断IgAN提供一种新方法 。

Wu等研究表明miR-148a-3p的血浆水平与肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)正相关，可以反应IgAN的肾功能改善和疾病严重程度，并且miR-150-5p，miR-20a-5p和miR-425-3p在IgAN患者的外周血浆中显著上调，对IgAN的诊断具有良好的特异性和敏感性[27]。Li等对IgAN患者血浆、尿液及肾内miR-34a定量分析并与正常组对照，提示IgAN组明显增高，并且与蛋白尿正相关[28]。 Hennino等研究表明miR-21-5p，miR-214-3p和miR-199a-5p参与IgAN过程中肾纤维化[29]。 miR-223与肾小球内皮细胞活化有关[30]。对这些miRNA定量检测可以用于IgAN的诊断及病情监测。

miR-21是一种致癌基因，其在哺乳动物中普遍存在，如脾脏、心脏、肾脏和脑，可以通过下调PTEN/Akt蛋白表达，调控细胞增殖。Bao H等证实IgAN患者足细胞及肾小管细胞中miR-21表达增加，通过抑制miR-21可以防止足细胞和肾小管细胞纤维化的激活，因此，对miR-21干预可以给IgAN提供一种新的病因治疗方法[31]。

尿沉渣中的miRNA表达稳定且易于获得，通过对尿中差异表达的miRNA定量检测可以为IgAN的诊断提供一种非侵入性的方法。Duan等通过RT-PCR分析证实IgAN患者尿沉渣中miR-25-3p，miR-144-3p和miR-486-5p显著高于正常对照组[32]。Wang等先后在IgAN患者肾活检标本及尿液中发现miR-146a和miR-155水平显著升高，并且升高的程度与疾病严重性相关[33]；国内学者[34]应用RT-PCR检测肾组织miR-155表达，并进行体外试验，表明IgAN肾组织中miR-155表达上调，并可能通过调节Wnt/β-catenin信号通路参与IgAN肾小管间质纤维化。IgAN患者尿miR-200a、miR-200b、miR-429表达水平明显低于正常对照，且与蛋白尿程度呈负相关[12]； 对IgAN患者肾内miR-200家族、miR-205、miR-192表达进行定量检测，与非炎症性肾小球硬化和肾癌患者进行比较分析，结果提示IgAN患者肾内表达miR-200c显著下调，而miR-141、miR-205和miR-192的肾内表达水平显著上调；在这些差异表达的miRNA中miR-200c表达水平与患者蛋白尿呈负相关；miR-205与GFR负相关，与肾小管间质瘢痕形成呈正相关；而肾小球瘢痕形成则与miR-192表达呈正相关[35]。

5 小结与展望

IgAN是一种全身性的自身免疫性疾病，是目前全世界最常见的原发性肾小球肾炎，同样也是我国导致ESRD最常见的病因。IgAN的确诊需依赖肾活检的免疫病理学检查，然而肾活检因其有创性和术后并发症，可重复性不高。目前对于IgAN的发病机制仍不十分清楚，治疗主要为对症降压及减少尿蛋白，没有针对病因的治疗方法，因此需要进一步研究揭开IgAN发病的面纱。越来越多的证据表明miRNA参与肾脏疾病的发病并影响其预后，miRNA在疾病中特异性表达，并且和疾病的严重程度相关，因此对疾病特异miRNA检测可以作为IgAN潜在的诊断指标。某些miRNA可以通过作用于靶基因参与IgAN的发病，通过调控miRNA的表达同样可以作为IgAN的潜在治疗策略。然而，现有针对miRNA与IgAN的研究大多在于检测miRNA差异表达作为一种分子生物学标志， miRNA参与IgAN发病的具体机制有待进一步阐明，从而为临床治疗IgAN提供一种新的靶点。