非编码RNA 在子痫前期发病过程和临床诊治中的研究进展

黄楚菁，高原，彭红梅

解放军总医院第一医学中心妇产科，北京 100853

子痫前期(preeclampsia，PE)是一类严重的妊娠期并发症，通常表现为孕晚期新发高血压和蛋白尿，病情可能快速进展为多器官功能障碍，导致母胎死亡。据统计，全球2%～ 8%的孕妇患有PE，16%～ 26%的孕产妇因妊娠期高血压疾病死亡，使PE 成为孕产妇死亡的重要原因之一[1]。PE的发病机制目前未完全阐明，但已证实PE 是一种多因素、多机制、多通路导致的疾病，其发生发展涉及多种基因、蛋白和细胞因子，并受到多种信号通路的影响和调控[2-4]。有关PE 的发病机制主要有子宫螺旋小动脉重铸不足、炎症免疫过度激活、血管内皮细胞受损、遗传因素和营养缺乏等[5]。近期研究发现间充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSC)也参与了PE 的发病过程[6-8]。另外，其发病机制还涉及基因的表观调控，如DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA 调节等[9]。

近年来大量研究表明，PE 的发生、发展与非编码RNA 的构成和含量密切相关，这些核苷酸的表达水平可能影响滋养层细胞的增殖、分化及迁移能力，造成子宫螺旋动脉重铸障碍，导致胎盘缺血缺氧，促进炎症反应及血管内皮损伤，最终发生PE。非编码RNA(non-coding RNA，ncRNA)是一类不编码蛋白质的功能性小分子RNA，与PE相关的ncRNA 主要有3 种：微RNA(microRNA，miRNA)、长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)和环状RNA(circular RNA，circRNA)。在早发型重度PE 患者的胎盘中有527 种lncRNA和600 种miRNA 表达存在异常[10]；重度PE 孕妇和正常孕妇的胎盘中有180 种circRNA 表达存在差异[11]。上述结果说明，PE 的发生发展与ncRNA的作用紧密相关，这些ncRNA 或可作为将来PE 高效诊断和有效治疗的靶点。本文对非编码RNA 在PE 发病过程中的作用机制及其在PE 临床诊治中的应用价值进行综述。

1 ncRNA 在PE 发病机制中的作用

胎盘早期形成过程对于其后期行使正常功能至关重要，胎盘相关并发症往往是由于胎盘早期形成异常而导致。滋养细胞是胎盘形成的主要细胞，它通过增殖和分化形成不同类型的细胞并行使各自的功能，如具有上皮功能的极性细胞或具有侵袭功能的非极性细胞，使胎盘顺利植入子宫壁内[12]。滋养层细胞同时还参与子宫-胎盘血管重铸过程。滋养层细胞分化、血管重铸以及胎盘形成任何一个过程出现异常，都可能引起胎盘结构和功能的异常并导致PE 发生[13]。

miRNA 是一种小分子非编码单链RNA(包括下文中的NUDT21、Let-7i)，可以与靶mRNA 分子的3’UTR 互补匹配，诱导靶mRNA 的降解或抑制其翻译，从而调控基因表达[14]，发挥调节器官生长发育和细胞增殖凋亡的作用[15]。lncRNA 是一类长度超过200 nt 的RNA 分子(包括uc.294、H19、MALAT1、Uc.187)，一般不直接参与基因编码和蛋白质合成，lncRNA 的种类、数量和功能还未完全明确，有待进一步研究。目前已证实lncRNA可以在细胞核和细胞质中调节转录过程，也可以在转录后水平调节基因表达。lncRNA 还能作为一种miRNA 的内源竞争RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)影响miRNA 的转录[16-17]。circRNA是一种非线性RNA，通过3'端和5'端共价键连接形成连续的单链环形结构。由于缺乏断端和特殊的折叠结构，circRNA 较线性mRNA 更稳定。另外，circRNA 可以作为“分子海绵”，通过竞争性结合miRNA 抑制其相应功能。

研究发现，PE 患者体内伴有ncRNA 种类和含量的改变，表明多种ncRNA 可能参与到PE 发生发展过程中。在对PE 胎盘病理变化的探究中发现，孕期合胞体滋养层细胞(syneytiotrophoblast，STB)会分泌包含mRNA 的微泡或外泌体，且早发型PE 患者血清中外泌体含量较晚发型PE 患者升高更加显著[18]。此外，与正常妊娠的孕妇相比，重度PE 孕妇胎盘中众多不同类型的ncRNA 含量出现显著变化[10-11]，提示ncRNA 在PE 的发生发展中扮演着重要角色。

1.1 ncRNA 调节滋养层细胞增殖和凋亡 有研究证实，滋养层细胞的增殖和凋亡对于胎盘绒毛生成、胎盘形成发育、母胎循环建立至关重要[19]。在胎盘发育过程中，如滋养层细胞增殖凋亡出现异常，可导致胎盘发育不良及浅植入，从而引起PE 发生。研究发现，miR-320a[20]、miR-30a-3p[21]、miR-547-5p[22]、miR-16[23]分别可以结合并抑制ERRγ、IGF-1、MKI67、Notch2 的表达，从而诱导滋养层细胞凋亡，最终导致PE。相反，miR-144[24]、miR-221-3p[25]、miR-145-5p[26]、miR-576-5p[27]

通过分别抑制PTEN、THBS2、FLT1、TFAP2A 的表达，促进滋养层细胞增殖和胎盘形成，避免PE发生发展。另有研究报道，miRNA Let-7i 可抑制自噬相关基因Atg4B 表达，减少滋养层细胞自噬活性，从而促进胎盘生长发育[28]，避免PE 发生。

多种lncRNA 也对滋养层细胞具有影响。研究发现，UCA1(一种lncRNA)通过降低细胞内JAK2 含量，抑制细胞增殖[29]。同时，uc.294 结合FIH1(HIF1AN)[30]、H19 竞争性结合miR-19a 和miR-19b[31]，都可以发挥抑制滋养层细胞生长增殖、促进其凋亡的作用。但也有相反的研究结果，H19 通过调节H19/let-7b/FOXO1 轴促进FOXO1表达，从而抑制滋养层细胞凋亡[32]。可能因为研究对象的种类(人/小鼠)和H19 存在部位(MSC 分泌囊泡/胎盘细胞)不同导致其对滋养层细胞的影响存在差异。此外，lncRNA TDRG1[33]和FAM99A[34]也可以促进滋养细胞增殖，对PE 的发生发展具有抵抗作用。

一些circRNA 作用于miRNA，也会影响滋养层细胞的增殖和凋亡。研究发现，miR-384 可以抑制细胞增殖，而PE 患者体内circPAPPA 表达降低，导致其对靶基因miR-384 的抑制解除，从而导致PE 发生[35]。circHIPK3 沉默会抑制滋养层细胞增殖，事实证实PE 患者体内circHIPK3 表达水平显著降低。

1.2 ncRNA 调节滋养层细胞侵袭和迁移 妊娠期间，胎盘能否充分附着于子宫内膜取决于滋养层细胞的浸润能力，受上皮-间质转化过程的调节，这些过程出现障碍可导致PE。

研究发现，miR-299 过表达会降低HDAC2蛋白水平[36]，miR-199a-5p[37]、miR-141-3p 和miR-200a-3p[38]高表达，将导致血管内皮生长因子A、甲状腺素运载蛋白水平降低，miR-142-3p 升高可干扰TGF-β1/smad3 信号通路，最终都会抑制滋养层细胞的侵袭和迁移[39]。另外，miR-181a-5p[40]、miR-34a[41]、miR-34a-5p[42]、Let-7[43]分别拮抗IGF2BP2、Notch-1、Smad4、MDM4 的促细胞侵袭和迁移作用，影响胎盘正常植入。而miR-144[24]、miR-675-5p[44]、miR-218-5p[45]和miR-145-5p[26]分别促进PTEN、GATA2、TGF-β2、FLT1的促细胞侵袭和迁移作用，从而对抗PE 的病理发展过程。

lncRNA PVT1 作用于PI3K/AKT 通路，促进胎盘发育和胎儿生长，同时抑制ANGPTL4 的转录[30,46]。H19[32]、FAM99A[34]、MALAT1[47]分别通过调节H19/let-7b/FOXO1 轴、FAM99A/miR-134-5p/YAP1 轴、MALAT1/miR-206/IGF-1轴提高FOXO1、YAP1、IGF-1 表达水平，从而促进细胞侵袭和迁移。相反，lncRNALinc00261[48]、SH3PXD2A-AS1[49]、HOTAIR[50]分别靶向抑制miR-558/TIMP4 轴、SH3PXD2A 和CCR7、miR-106a 从而抑制滋养层细胞侵袭和迁移。除了沉默基因外，Uc.187 能改变特定蛋白质在细胞内的分布，影响滋养层细胞迁移能力[51]。最新研究发现，上调的一种lncRNA MIR210HG 通过靶向作用于miR-520a-3p/Dickkopf-1轴，抑制滋养层细胞侵袭和迁移[10]，影响胎盘形成，促使PE 发生。

作为“分子海绵”，circVRK1[52]和circTNRC18[53]分别竞争性抑制miR-221-3p 和miR-762 的表达，使滋养层细胞侵袭和迁移能力降低，从而影响上皮-间充质转化和胎盘形成。同样，circ0111277[54]和circ0015382[55]通过结合相应miRNA 降低滋养层细胞侵袭迁移能力，从而引发PE。相反，circPAPPA[35]和circHIPK3[56]表达升高都会促进滋养层细胞的侵袭和迁移，而降低则会有反作用，导致PE 发生，但后者作用的mRNA 分子及位点暂未明确，还需进一步探究。

1.3 ncRNA 影响胎盘血管生成能力 子宫螺旋动脉重铸异常，会导致血管阻力增大，胎盘灌注减少，从而引发PE。研究发现，miR-141 过表达会抑制CXCL12β 水平，削弱后者在缺氧环境下促胎盘血管生成的能力，从而导致PE[57]。miR-218-5p通过抑制TGF-β2 信号通路促进血管内绒毛外滋养层细胞分化和螺旋动脉重建，其表达水平降低与PE 发生发展有关[45]。miR-320a[20]、miR-31-5p[58]通过抑制ERRγ、eNOS 的转录翻译，干扰胎盘血管重构和生成。miR-1972 过度表达也会抑制胎盘血管生成[22]。除胎盘内的miRNA 以外，脐带血外泌体中miR-125a-5p 升高可以降低胎盘中血管内皮生长因子水平，抑制胎盘血管生成[59]。这些影响胎盘血管生成因素最终都会引起PE 的发生。

在lncRNA 对胎盘血管影响的研究中发现，NR_002794 影响母体螺旋动脉重塑，导致胎盘发育不完全和灌注不足[60]。通过血管形成实验，发现lncRNA-ATB[61]和MALAT1[62]表达降低会抑制滋养层细胞的血管形成，表达升高则会促进滋养层细胞分化，形成良好的血管网，有助于胎盘正常生长。另有研究发现，胎盘滋养层细胞过表达lncRNA MEG3 会抑制滋养层细胞对血管平滑肌细胞的破坏和替换作用，同时减少调节血管重铸过程的相关因子表达，还能抑制VSMC 的迁移和凋亡，造成胎盘血管重铸和生成障碍[63]，导致PE。

研究发现，circ_0063517 可竞争性结合miR-31-5p，通过调控miR-31-5p/ETBR 轴促进胎盘血管生成，使胎盘正常发育[64]。circHIPK3 正常表达也能提高滋养层细胞的血管生成能力，使胎盘得到良好灌注并正常发育，而在PE 患者中circHIPK3 含量显著降低[56]。

1.4 ncRNA 调控炎症免疫反应 炎症免疫反应在PE 发病中有重要作用。炎症免疫反应过度激活会影响子宫螺旋小动脉重铸，造成胎盘浅着床。研究发现，miR-520c-3p 可以通过抑制NLRP3 的表达，减少炎性因子激活，减轻炎症反应，缓解PE 症状[65]。miR-203a-3p 通过抑制炎症相关重要蛋白白细胞介素-24 (interleukin-24，IL-24)的表达，对PE 患者具有一定保护作用[66]。而miR-548c-5p 含量降低，会解除对PTPRO 表达以及巨噬细胞激活和增殖的抑制，进而导致患者体内发生严重的炎症反应，诱发PE[67]。

人体免疫和炎症反应涉及多种细胞。间充质干细胞是人体调节免疫和抗炎症反应的重要细胞，MALAT1 能通过诱导IDO 表达，促进THP-1单核细胞分化为M2型巨噬细胞，并释放IL-10和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等抑制性细胞因子，增强抗炎和免疫抑制功能，MALAT1 的表达减少会引发PE[62]。Lnc-DC 的过表达会引起蜕膜树状突细胞过度成熟和Th1 细胞增多，导致免疫反应失衡，诱发PE[68]。

1.5 ncRNA 影响细胞能量代谢过程 有文献证明，晚发型PE 与细胞能量代谢过程紊乱有关[69]。研究发现，lncZBTB39-1:2 过表达使滋养层细胞重要代谢产物减少，如氨基酸、三羧酸循环中间产物、维生素、抗氧化物和不饱和脂肪酸等，特别是三羧酸循环中间产物，严重影响细胞能量代谢，使ATP 生成减少，导致PE 发生[70]。同时，滋养层细胞的迁移侵袭能力和增殖凋亡水平也会受ATP 的影响，这些变化之间相互影响，使PE 病情进展。

2 ncRNA 在PE 临床诊治方面的价值

最初PE 定义为血压正常的孕妇妊娠20 周后出现高血压和蛋白尿，但相当一部分患者在出现蛋白尿之前就已有PE 的全身症状，如血小板降低、肝酶升高等，导致诊断延误，因此现在已不再将蛋白尿程度作为PE 严重程度的评判标准。部分PE 患者发病隐匿难以察觉，更有部分患者病情进展迅速，短时间内就可能对母儿造成严重危害，因此PE 的早期预测及诊断对于疾病的有效预防、及时治疗、降低母婴病死率、改善妊娠结局具有重要意义。近年来，研究者开始探寻简便的PE 早期诊断方法，如自动尿液分析试纸、随机尿蛋白/肌酐比值、代谢组学等，但这些方法都存在各自的局限性和缺陷。随着对PE 相关差异表达显著的ncRNA 的深入研究，ncRNA 作为预测和诊断PE 的潜能也逐渐被研究者揭示，具有很大的研究和临床应用价值[71]。

Salomon等[72]发现，正常孕妇与PE 孕妇血浆外泌体中miRNA 谱存在差异，其中2 种miRNA(hsa-miR-486-1-5p、hsa-miR486-2-5p)含量显著不同，可作为区分PE 的重要标志。Gan等[73]发现，miR-210 和miR-155 水平在PE 孕妇血清中显著上升，或可作为PE 的诊断标志(AUC=0.750，0.703)。同时，尿液中miR-210 和miR-155 还与尿蛋白呈正相关，可用于肾损伤程度的评估。研究发现，血液中lncRNA hsa_circ_0036877[74]、NR_027457、AF085938、G3694 和AK002210[75]也可以作为早期PE 的诊断标志。对PE 有诊断意义的circRNA研究较少，实验发现circCRAMP1L[76]、hsa_circ_0001855 和hsa_circ_0004904[77]可作为预测PE 的早期生物标志。在解释这些数据结果时需要更谨慎的分析，因为这些变化和差异可能反映病理生理学，而不是因果关系。需要更多大样本量和论证级别更高的研究来证明ncRNA 对PE 的诊断和预测价值，ncRNA 用于PE 诊断方面的应用仍在深入探索中。

PE 作为最严重的妊娠特发性疾病之一，是导致胎儿和母亲死亡的重要因素。目前，对于PE 唯一有效的治疗方法就是娩出胎儿和胎盘，同时严格监管患者，包括密切观察母体和胎儿的状况，控制血压，预防子痫。目前没有能稳定或逆转PE病理过程的治疗手段，研究者不断探索ncRNA 作为PE 治疗方法的可行性。一些lncRNA 可以作为ceRNA 结合miRNA，拮抗PE 发展，如LINC00511可以降低胎盘中miR-29-3p 的表达，影响滋养层细胞的增殖、迁移和侵袭[78]。Lnc RNA GHET1 过表达也可以恢复PE 孕妇胎盘缺氧状况下细胞的侵袭和迁移能力[79]。有实验发现，外泌体中H19 作用于滋养层细胞，可通过调节H19/let-7b/FOXO1 轴促进FOXO1 表达，促进滋养层细胞侵袭、迁移并抑制其凋亡，未来或可作为PE 的治疗手段之一[32]。

3 结语

综上所述，PE 是一种严重的妊娠期并发症，可能造成母亲和胎儿严重损伤甚至死亡。ncRNA是一类具有调节真核基因表达功能的非编码RNA，与多种疾病的发病都有密切联系，部分ncRNA 的表达差异提示了其对PE 的发生发展具有重要作用。对这些ncRNA 作用的探究有助于更加深入了解PE 的发病机制和病理过程，也有助于发现潜在的生物标志和治疗靶点，探寻出更加高效的早期预测、诊断和有效治疗的方法。

作者贡献黄楚菁：文章的初稿撰写、调查研究、规范分析；高原：选题总体构思、方法设计与监督指导；彭红梅：文章的监督指导、审读和修订 。

利益冲突所有作者声明不存在任何利益冲突。