编码RNA和非编码RNA在糖尿病足中调控机制的研究进展

曹庆，明明，田艳霜，郭小勇

编码RNA和非编码RNA在糖尿病足中调控机制的研究进展

曹庆1,2，明明1,2，田艳霜1,2，郭小勇1

1.内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院内分泌科，内蒙古包头 014030；2.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古包头 014040

在人类基因组中，具有蛋白质编码功能的RNA只有2%，大部分RNA不具有蛋白质编码功能，但其亦在生物学过程中发挥重要作用。糖尿病足是糖尿病的严重并发症，其源于周围神经病变、下肢血管病变等相关足部感染和溃疡。研究证实，编码RNA和非编码RNA与糖尿病足的发生、发展密切相关。本文对编码RNA和非编码RNA在糖尿病足中的调控机制进行综述，旨在为糖尿病足的防治提供理论依据。

糖尿病足；编码RNA；非编码RNA

编码RNA是具有蛋白质编码功能的RNA，不具有蛋白质编码功能的RNA称为非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）。编码RNA主要指信使RNA（messenger RNA，mRNA）；ncRNA主要包括微小RNA（microRNA，miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）和环状RNA（circular RNA，circRNA）等[1]。ncRNA广泛存在于真核生物细胞中，其表达具有组织特异性，可参与遗传信息调控，是糖尿病血管病变的生物学标志物，在糖尿病足（diabetic foot，DF）的发生、发展及预后中具有重要作用。本文对编码RNA和非编码RNA在DF中的调控机制进行综述，旨在为DF的防治提供理论依据。

1 ncRNA与DF

1.1 miRNA与DF

miRNA是目前研究最为广泛的ncRNA，其长度为18～22个核苷酸，是多种生理病理过程的生物学标志物[2]。miRNA可调控机体多种mRNA的表达，通过与靶mRNA结合，在转录后水平调节靶基因的表达[3]。在下肢动脉缺血性疾病中，miRNA的水平与血管生成和促血管生成细胞的功能有关[4]。miRNA是血管生成的重要调节因子，被认为是血管损伤后血管生成的必要条件；在糖尿病相关微血管疾病中，患者血液中miRNA的水平会发生显著变化[5]。

庄兢等[6]研究发现，miRNA-200b-GATA2-血管内皮细胞生长因子受体2信号轴对DF创面愈合有重要调控作用，既能改善溃疡创面的愈合过程，又能缩短创面的愈合时间。研究表明，下肢血管病变是导致糖尿病足溃疡（diabetic foot ulcer，DFU）的重要因素，下肢缺血缺氧可加重患者的足部溃疡病变[7]。Yin等[8]研究发现，血管内皮细胞选择性miR-15a转基因过表达可抑制小鼠后肢的血管形成，减少局部血流灌注。另有研究发现，miR-26b在人内皮细胞中表达，其过表达可增强内皮细胞的增殖、迁移及血管形成[5]。Pu等[9]研究发现，miR-325上调导致小鼠血清中甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白水平升高，促进了动脉粥样硬化进展。

王晗等[10]研究认为，miRNA-30a可诱导人动脉内皮细胞间质化，增强内皮间质细胞的迁移和增殖能力，导致动脉内膜增生；miRNA-30a可加快动脉硬化闭塞症进展。研究发现，部分下肢动脉硬化闭塞症患者术后miR-377-3p水平降低，发生支架内再狭窄的风险升高，miR-377-3p是支架内再狭窄的独立保护因素[11]。研究显示，miR-34c在DF和DFU患者中高表达，患者足部溃疡愈合困难；miR-34c的过表达会增加糖尿病患者下肢动脉疾病发生的风险[12-13]。Li等[14]研究发现，miRNA-4739是糖尿病患者肢体缺血的潜在生物学标志物，是糖尿病患者下肢缺血性疾病的重要诊断标志物。徐永平等[15]研究发现，下肢动脉硬化闭塞症患者血浆中的miR-93水平与支架内再狭窄有关，DF患者术后14d内血浆中的miR-93水平升高，提示患者术后1年内发生支架内再狭窄的风险较高。miR-223是一种造血细胞特异性miRNA。研究发现，下肢动脉硬化闭塞症患者血清中的miR-223可进入血管平滑肌细胞，调节血管平滑肌细胞的增殖和凋亡，大量miR-223可抑制血管平滑肌细胞中泡沫细胞的形成，从而找到可早期预防下肢动脉硬化闭塞症的基因靶点[16]。

综上，miRNA在DF和动脉硬化闭塞症的发生、发展过程中发挥重要作用。miRNA不仅可改善微循环、改善DF创面愈合，还可预测下肢动脉硬化闭塞症的进展，辅助评估下肢动脉硬化闭塞症术后再狭窄情况，是评判患者预后的重要指标，也是改善下肢缺血和血管再生的作用靶点。

1.2 lncRNA与DF

大多数lncRNA长度均超过200bp，其与糖尿病并发症的发生密切相关。lncRNA存在于血管内皮细胞中，可调控多条信号通路，在血管损伤中起重要作用[17]；lncRNA还在细胞增殖、分化及凋亡等过程中起关键作用[18]。在细胞质中，lncRNA可调控mRNA的稳定性、蛋白质的磷酸化、阻断miRNA活性等；在细胞核中，lncRNA可作为增强子RNA诱导蛋白质修饰，其异常表达与DF的发生密切相关，可能成为DF的潜在治疗靶点[19]。

Li等[20]研究发现，lncRNA H19可增强DF足部溃疡边缘组织中原纤蛋白1的表达，促进成纤维细胞的增殖、迁移并抑止细胞凋亡，促进伤口愈合，提出lncRNA H19/miR-29b/原纤蛋白1可能是DFU治疗的新策略。Tao等[21]研究显示，lncRNA H19通过竞争内源性RNA效应，促进DF伤口愈合。Peng等[22]研究发现，DFU皮肤组织中lncRNA GAS5和缺氧诱导因子1A水平显著降低，GAS5低表达可抑制细胞增殖和伤口愈合。免疫功能在DFU中亦具有重要作用。Xu等[23]研究发现，lncRNA ENST00000411554/促分裂原活化的蛋白激酶轴介导的信号通路的激活可使免疫调节失衡，导致DFU的发生。

综上所述，lncRNA可促进DFU的创面愈合，通过促进成纤维细胞增殖、抑制细胞凋亡、激活相关信号通路等途径发挥作用，但相关作用机制仍需进一步探究。

1.3 circRNA与DF

circRNA具有基因调节功能，由前体RNA可变剪接产生，在3′端和5′端共价结合，形成由外显子和内含子组成的闭合环状内源性ncRNA[24]。circRNA与mRNA竞争结合位点，参与糖尿病血管病变的调控过程[25]。circRNA广泛表达于哺乳动物细胞中，其不受RNA外切酶影响，具有结构稳定性高、组织细胞特异性和敏感度高、检测成本低等优势[24]。circRNA是多种疾病的潜在生物学标志物[26]。

赵婉妮等[27]研究发现，DF患者血清中差异表达的circRNA可与mRNA发生相互作用，推测差异表达的circRNA和mRNA是导致DF发生的主要原因。徐文超等[28]研究发现，糖尿病患者外周血中的hsa-circ-401724表达水平显著升高。circRNA在DF患者体内可通过差异性表达对发病和诊断产生一定作用。房远等[19]研究表明，经高糖处理的人脐静脉存在差异表达circRNA、hsa-circ-0031739有望成为糖尿病新型生物学诊断标志物。Chen等[29]研究认为，hsa-circ-0000907和hsa-circ-0057362具有DF的早期诊断价值，hsa-circ-0000907是DF早期诊断的重要标志物。研究证实，hsa-circ-008443存在于人表皮角质形成细胞的细胞质中，其可促进角质形成细胞的生长；随着DFU伤口的愈合，hsa-circ-008443的表达逐渐下降[30]。

综上，circRNA可通过靶mRNA调控相关信号通路，参与DF的发生、发展，并在DF患者中差异性表达。circRNA既可影响伤口再上皮化，又在细胞增殖、血管形成中发挥重要作用。circRNA可能为DF和DFU的发生机制提供新的研究方向。

2 mRNA与DF

mRNA是一种可编码蛋白质并携带遗传信息的RNA，是竞争性内源RNA发挥调控功能的关键点之一。真核生物mRNA的3′端非翻译区有与miRNA种子序列互补的结构域MRE，通过MRE，mRNA可与多种miRNA发挥相互作用，形成调控网络[31]。

ADAMTS7 mRNA和相关基质金属蛋白酶的水平可能与外周动脉疾病的发展具有相关性。血管平滑肌细胞增殖及内膜增生可导致外周动脉疾病，mRNA参与该过程。Bayoglu等[32]研究发现，ADAMTS7 mRNA在外周动脉疾病患者中表达水平显著升高，促进血管平滑肌细胞增殖。另有研究显示，ADAMTS7 mRNA水平的提高可加速血管平滑肌细胞的迁移和侵袭，并引起损伤的动脉新生内膜增厚[33]。在小干扰RNA介导下，ADAMTS7 mRNA能够促进血管平滑肌细胞增殖，可作为动脉粥样硬化治疗的作用靶点。Zhao等[34]研究发现，ST2 mRNA表达的下降与DF的发生机制有关，并证实溶酶体通路在DF的发生过程中起关键作用。

3 小结与展望

DF是一种严重的糖尿病并发症，其严重影响患者的生活质量，给患者家属带来极大负担。mRNA在糖尿病下肢动脉疾病的发生、发展中起重要作用，促进血管平滑肌细胞增殖是其主要的作用机制，这为今后DF的治疗提供了重要的理论依据。但目前，关于mRNA的临床研究较少，其发病机制尚未完全明确，需开展进一步研究予以探讨。

[1] ZHANG X, HONG R, CHEN W, et al. The role of long noncoding RNA in major human disease[J]. Bioorg Chem, 2019, 92: 103214.

[2] PÉREZ-CREMADES D, CHENG H S, FEINBERG M W. Noncoding RNAs in critical limb ischemia[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2020, 40(3): 523–533.

[3] XUE M, ZHUO Y, SHAN B. MicroRNAs, long noncoding RNAs, and their functions in human disease[J]. Methods Mol Biol, 2017, 1617: 1–25.

[4] ZHOU Y, ZHU Y, ZHANG L, et al. Human stem cells overexpressing miR-21 promote angiogenesis in critical limb ischemia by targeting CHIP to enhance HIF-1α activity[J]. Stem Cells, 2016, 34(4): 924–934.

[5] MARTELLO A, MELLIS D, MELONI M, et al. Phenotypic miRNA screen identifies miR-26b to promote the growth and survival of endothelial cells[J]. Mol Ther Nucleic Acids, 2018, 13: 29–43.

[6] 庄兢, 范筱, 郑胜武, 等. 微小RNA-200b-GATA2-血管内皮生长因子受体2通路在糖尿病创面愈合中的作用及其机制[J]. 中华实验外科杂志, 2021, 38(10): 1913–1917.

[7] 张继惠, 刁亚丽. 糖尿病足溃疡的临床特点及危险因素[J]. 当代医学, 2018, 24(24): 121–123.

[8] YIN K J, OLSEN K, HAMBLIN M, et al. Vascular endothelial cell-specific microRNA-15a inhibits angiogenesis in hindlimb ischemia[J]. J Biol Chem, 2012, 287(32): 27055–27064.

[9] PU Y, ZHAO Q, MEN X, et al. MicroRNA-325 facilitates atherosclerosis progression by mediating the SREBF1/ LXR axis via KDM1A[J]. Life Sci, 2021, 277: 119464.

[10] 王晗, 李一男, 王预立, 等. 微小RNA-30a通过诱导血管内皮间质化促进下肢动脉硬化闭塞症血管内膜增生[J]. 中华实验外科杂志, 2021, 38(5): 798–801.

[11] 邹仁亮. 下肢动脉硬化闭塞症患者血浆微RNA-377- 3p水平及与支架内再狭窄的关系[J]. 牡丹江医学院学报, 2021, 42(4): 51–54.

[12] 唐颖, 赵晓彤, 李雪婷, 等. 2型糖尿病足溃疡患者外周血微小RNA-34c表达水平增高[J]. 中华内分泌代谢杂志, 2021, 37(5): 441–446.

[13] JONES P H, DENG B, WINKLER J, et al. Over- expression of miR-34c leads to early-life visceral fat accumulation and insulin resistance[J]. Sci Rep, 2019, 9(1): 13844.

[14] LI J Y, CHENG B, WANG X F, et al. Circulating microRNA-4739 may be a potential biomarker of critical limb ischemia in patients with diabetes[J]. Biomed Res Int, 2018, 2018: 4232794.

[15] 徐永平, 陈伟彬, 陈俊卯, 等. 下肢动脉硬化闭塞症患者血浆微小RNA-93水平对介入术后支架内再狭窄的预测价值[J]. 中国动脉硬化杂志, 2021, 29(8): 702–706, 712.

[16] WU W, SHAN Z, WANG R, et al. Overexpression of miR-223 inhibits foam cell formation by inducing autophagy in vascular smooth muscle cells[J]. Am J Transl Res, 2019, 11(7): 4326–4336.

[17] 丁婷婷, 畅智慧, 刘兆玉. 支架内再狭窄非编码核糖核酸靶向治疗研究进展[J]. 介入放射学杂志， 2022, 31(2): 210–213.

[18] 万淑君, 孔祥, 吕坤. 非编码RNA与糖尿病血管病变的关系[J]. 上海交通大学学报(医学版), 2021, 41(5): 665–670.

[19] 房远, 王晓霞, 潘琦, 等. 环状RNA hsa_circ_0031739与2型糖尿病关系的初步研究[J]. 中华检验医学杂志, 2018, 41(11): 863–869.

[20] LI B, ZHOU Y, CHEN J, et al. Long noncoding RNA H19 acts as a miR-29b sponge to promote wound healing in diabetic foot ulcer[J]. FASEB J, 2021, 35(1): e20526.

[21] TAO S C, RUI B Y, WANG Q Y, et al. Extracellular vesicle-mimetic nanovesicles transport lncRNA-H19 as competing endogenous RNA for the treatment of diabetic wounds[J]. Drug Deliv, 2018, 25(1): 241–255.

[22] PENG W X, HE P X, LIU L J, et al. LncRNA GAS5 activates the HIF1A/VEGF pathway by binding to TAF15 to promote wound healing in diabetic foot ulcers[J]. Lab Invest, 2021, 101(8): 1071–1083.

[23] XU S, WENG X, WANG Y, et al. Screening and preliminary validation of T lymphocyte immunoregulation‑associated long non‑coding RNAs in diabetic foot ulcers[J]. Mol Med Rep, 2019, 19(3): 2368–2376.

[24] PATOP I L, WÜST S, KADENER S. Past, present, and future of circRNAs[J]. EMBO J, 2019, 38(16): e100836.

[25] 李珍瑾, 周赛君, 郭建超. 环状RNA功能及其在糖尿病和糖尿病并发症发生发展中的作用研究进展[J]. 山东医药, 2021, 61(21): 101–105.

[26] ZHANG Z, YANG T, XIAO J. Circular RNAs: Promising biomarkers for human diseases[J]. EBioMedicine, 2018, 34: 267–274.

[27] 赵婉妮, 杨振鹏, 饶本强, 等. 糖尿病足与糖尿病患者血浆中差异表达的环状RNA和信使RNA的筛选及其作用分析[J]. 中国医学前沿杂志(电子版), 2021, 13(6): 67–73.

[28] 徐文超, 刘建平, 狄静, 等. 2型糖尿病患者外周血环状RNA差异表达分析[J]. 中国糖尿病杂志, 2020, 28(12): 881–886.

[29] CHEN Z J, SHI X J, FU L J, et al. Serum and exosomal hsa_circ_0000907 and hsa_circ_0057362 as novel biomarkers in the early diagnosis of diabetic foot ulcer[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2020, 24(15): 8117–8126.

[30] WANG A, TOMA MA, MA J, et al. Circular RNA hsa_circ_0084443 is upregulated in diabetic foot ulcer and modulates keratinocyte migration and proliferation[J]. Adv Wound Care (New Rochelle), 2020, 9(4): 145–160.

[31] 韩爽, 陈宇, 张伟丽. 长链非编码RNA的竞争性内源RNA调控模式在动脉粥样硬化中的研究进展[J]. 中国动脉硬化杂志, 2021, 29(3): 185–192.

[32] BAYOGLU B, ARSLAN C, TEL C, et al. Genetic variants rs1994016 and rs3825807 in ADAMTS7 affect its mRNA expression in atherosclerotic occlusive peripheral arterial disease[J]. J Clin Lab Anal, 2018, 32(1): e22174.

[33] WANG L, ZHENG J, BAI X, et al. ADAMTS-7 mediates vascular smooth muscle cell migration and neointima formation in balloon-injured rat arteries[J]. Circ Res, 2009, 104(5): 688–698.

[34] ZHAO W, LIANG J, CHEN Z, et al. Combined analysis of circRNA and mRNA profiles and interactions in patients with diabetic foot and diabetes mellitus[J]. Int Wound J, 2020, 17(5): 1183–1193.

（2022–12–19）

（2023–09–14）

R587.1

A

10.3969/j.issn.1673-9701.2023.29.032

内蒙古自治区科技计划项目（2023YFSH0041）；内蒙古自治区卫生健康委员会项目（202202254）；内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目（NJZZ22060）；包头医学院创新团队发展计划项目（byjj-efytd-005）

郭小勇，电子信箱：182019198@btmc.edu.cn