微小RNA與腎移植的相關研究進展

　　近幾年來，隨著現代醫療技術的不斷發展，移植腎的短期存活率已明顯增長，但移植腎長期、穩定的存活與功能的維持效果仍不理想。微小RNA(miR-NA)為一類能夠調控基因表達的非編碼小分子RNA，其與腎移植的相關過程存在密切聯系。本文就腎移植相關miRNA進行綜述。

　　本文源自檢驗醫學與臨床,2020,17(15):2248-2251.《檢驗醫學與臨床》雜志的前身是2000年由衛生部批準舉辦的《中國檢驗醫學與臨床》雜志。本雜志采用的是大16K版，國內統一連續出版物號為ISSN1672-9455/CN50-1167/R，于2004年6月正式公開發行。公開發行以來深受廣大讀、作者喜愛。為了滿足廣大讀、作者的需求，縮短用稿周期，經國家新聞出版管理部門批準，于2006年7月改過去的雙月刊為月刊，2008年改為半月刊。

　　1、移植腎功能監測的現狀及問題

　　目前，臨床上治療終末期腎病最有效的手段依然是腎移植。新型免疫方案的應用極大地降低了腎移植術后急性排斥反應的發生率，移植物短期存活率也明顯上升[1]，但移植腎的長期存活率低依然是目前醫學界面臨的嚴峻挑戰之一。臨床上對移植術后腎功能的監測和評價主要是經由血清肌酐及移植腎組織活檢來實現，其中組織活檢被醫學界公認為是移植腎評估的“金標準”，但上述2種方法均存在各自的缺點。血清肌酐水平通常在腎臟損傷后期才表現出明顯的異常，同時對不同的損傷類型，血清肌酐水平是非特異性的。此外，肌酐水平無法有效預測或評價慢性損傷的進展情況，因此，對移植腎遠期預測也并不理想。腎組織活檢無法被應用于檢測損傷進展，屬于有創性檢查，且存在較大的不良反應，臨床實際應用中也無法做到對患者進行頻繁穿刺。同時，在對標本進行評估的過程中容易受到醫生主觀因素的影響，且對于部分并發癥的干擾也無法做到完全排除。美國國立衛生研究院的一項名為“兒童腎移植中使用類固醇免疫抑制劑與基于類固醇的免疫抑制”的臨床試驗中，研究者發現采用腎組織活檢的方法無法對腎移植穩定受者“隱藏”的組織損傷進行檢測[2]。從組織學上來看，在移植腎表現出功能異常之前，可通過檢測相關基因的表達觀察到機體的固有免疫反應發生異常，同時，還能用此方法對適應性免疫反應進行監測。所以，尋找有效的、非侵入性、特異度和靈敏度高、預測性好的生物標志物，對臨床上移植腎功能狀態的早期診斷及監測具有十分重要的臨床意義。

　　2、miRNA的生物學效應和功能

　　miRNA為一類長度為19～23個核苷酸的小分子非編碼RNA，其合成是在一系列酶的作用下完成的。首先，miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下轉錄生成pri-miRNA，隨后pri-miRNA在細胞核中受到Drosha酶的影響，被加工形成pre-miRNA，長度約為65個核苷酸，為一個發卡結構。pre-miRNA在輸出蛋白5的作用下由細胞核運送至細胞質，在Dicer酶的作用下被進一步剪切成長度為19～23個核苷酸的成熟miRNA，為雙鏈結構[3]。解旋酶與雙鏈miR-NA發生作用，促使后者轉變為成熟的單鏈miRNA。成熟的miRNA與RNA誘導沉默復合體發生特異性結合，從而發揮一系列生物學效應。

　　目前的研究已經證實，miRNA5′端第2～8個核苷酸與miRNA的特異性之間存在密切聯系，為miR-NA發揮其生物學功能的重要區域，可經由堿基互補配對原則與相應靶基因特異性結合。當miRNA與靶基因結合后，前者對后者mRNA的翻譯產生抑制作用，或對靶mRNA進行剪切，經由上述2種模型實現對靶基因表達的調控。若miRNA與其靶mRNA通過完全互補配對的形式結合，那么前者可引起后者發生特異性切割;若miRNA與其靶mRNA不能完全互補，則前者主要經由對后者的翻譯產生抑制作用，從而達到抑制靶基因表達的目的。有研究表明，在哺乳動物中miRNA主要通過與靶基因mRNA以不完全互補配對的方式結合，從而行使其功能[4]。所以大部分miRNA主要經由抑制靶基因的轉錄后翻譯來起到抑制靶基因表達的作用;而存在于植物中的miRNA主要經由與靶基因完全互補配對的形式結合，實現對靶基因的切割，最終起到抑制靶基因表達的作用[5]。

　　3、miRNA與腎移植術后

　　腎移植術后的常見問題主要包括移植物排斥、間質纖維化、腎小管萎縮、移植物功能延遲恢復、急性腎損傷、病毒感染等，此外，原發疾病的復發也對腎移植術后移植物的功能造成嚴重影響[6,7]。在移植術后，因為細胞表面主要組織相容性復合物/人類白細胞抗原之間存在差異，所以引起受體發生同種異體免疫反應。miRNA在生物機體的免疫調控、免疫細胞分化及免疫應答等一系列過程調控中扮演著重要角色，近年來多項研究均證實，miRNA有希望作為腎移植術后移植物功能監測的分子標志物[8,9]。

　　miRNA通過對靶基因的表達，影響包括器官發育、細胞分化、增殖等在內的一系列生物學過程。由于miRNA引起的基因特異性翻譯沉默能夠對免疫反應相關信號通路進行調控，其中包括與同種異體移植排斥反應各階段相關的固有免疫、炎癥、T細胞和B細胞分化、免疫相關信號傳導等。同時，miRNA也在移植后發生的多種復雜疾病(如纖維化等)的發生、發展過程中扮演著重要角色，所以，miRNA也對移植物功能喪失及不良反應等的調控具有重要影響[10]。除此之外，不同病理情況下機體各組織器官中miRNA表達譜也會發生特異性變化，因此，能夠被檢測和量化，且在體液中miRNA的表達水平也較為穩定。現代分子生物學技術使得人們能夠在組織、血清、血漿、外周血單核細胞、尿液等標本中定量檢測到miRNA的表達，這也提示能夠從同種異體移植排異反應患者中檢測到miRNA表達譜，從而實現對同種異體移植物的功能狀態進行評估和預測。

　　3.1miRNA與腎移植術后的急性排斥反應

　　有研究者對移植腎組織活檢標本中miRNA表達譜進行檢測，其中包括12個急性排斥反應標本和21個正常腎組織標本，結果發現2組研究對象中的部分miRNA和mRNA的表達存在差異，同時，該研究還發現移植物組織中的miRNA水平能夠較為準確地預測急性排斥反應[11]。還有研究發現，miRNA-142-3p在發生移植物功能障礙的腎移植患者外周血標本及尿沉渣標本中均呈陽性表達[12]。除此之外，急性腎小管壞死患者外周血中miRNA-142-3p的表達水平較急性排斥患者明顯增高;但急性腎小管壞死患者與急性排斥患者尿液中miRNA-142-3p的表達無顯著差異，表明腎移植后發生急性腎小管壞死的患者體內miRNA-142-3p存在特異性表達，有希望作為評價和監測移植腎功能障礙的分子標志物。MILLN等[13]報道表明，腎移植術后患者尿液中miRNA-155-5p水平較健康人群明顯增高，且有希望作為腎移植術后的早期監測和預后判斷的標志物。上述研究結果均表明，miRNA能夠作為潛在的監測腎移植急性排斥反應的分子靶標。

　　3.2miRNA與腎臟缺血再灌注損傷

　　缺血再灌注損傷指組織或器官發生缺血后血流恢復，進而引起不同程度的組織結構破壞和功能損傷[14,15]。在腎移植過程中，腎臟缺血再灌注損傷往往無法避免，其對移植腎功能的影響較人類白細胞抗原配型不合更為嚴重，這也是導致腎移植術后排斥反應發生的重要因素，嚴重影響腎功能的恢復[16]。胡紅林等[17]通過上調腎缺血再灌注小鼠模型中miRNA-21和miRNA-664的表達，研究兩者對腎臟缺血再灌注損傷的影響，結果發現兩者可通過下調靶基因同源性磷酸酶-張力蛋白、程序性細胞死亡因子4和絲裂原活化蛋白激酶表達，抑制靶蛋白半胱氨酸蛋白酶3和ERK1/2的表達，從而減輕腎臟缺血再灌注損傷。WANG等[18]對大鼠腎臟缺血再灌注組織與正常腎臟組織中miRNA表達譜進行檢測，發現其中有36種miRNA存在差異表達，其中miRNA-10a可作為腎臟缺血再灌注早期監測的生物標志物。上述研究結果表明，miRNA在腎臟缺血再灌注的發生、發展過程中扮演著重要角色，對相關miRNA進行檢測有助于掌握移植物受者的腎功能狀態。

　　3.3miRNA與慢性移植腎失功

　　慢性移植腎失功為腎移植6個月以上患者發生的移植腎功能和形態學進行性惡化，臨床上主要表現為進行性蛋白尿、血肌酐水平上升及高血壓等[19]。慢性移植腎失功在病理上的表現主要為腎間質纖維化及腎小管萎縮。有學者分別對慢性移植腎失功受者及移植后腎功能穩定受者尿液和腎組織標本中miRNA表達譜進行檢測，結果顯示2組受者腎組織標本中有56種miRNA存在差異表達，其中包括miRNA-142-3p、miRNA-32、miRNA-204、miRNA-107、miRNA-211;在2組受者的尿液中miRNA-142-3p、miRNA-204、miRNA-211的表達水平也存在不同程度的差異，且上述差異有望作為監測移植腎功能的分子指標[20]。MALUF等[21]通過對慢性移植腎失功者尿液中miRNA表達譜進行測定，發現與腎功能正常者相比，慢性移植腎失功者尿液中存在22種差異表達的miRNA，表明這些miRNA可能是監測移植腎功能的分子標志物，同時對于慢性移植腎失功的預測也具有重要意義。

　　3.4miRNA與腎臟纖維化

　　腎臟纖維化是移植術后排斥反應及藥物中毒等一系列病理過程的重要特征之一。纖維化與轉化生長因子-β伴成纖維細胞增殖、上皮間質轉化有關，同時，還與成纖維細胞在胞外基質沉積之間存在密切聯系[22]。李霜青等[23]研究發現，腎臟纖維化患者血清中miRNA-219的表達水平明顯低于對照組，進一步研究發現，miRNA-219可通過抑制轉化生長因子β受體Ⅱ的表達從而抑制腎臟纖維化的發展，有望成為腎臟纖維化診斷及治療的新靶點。miRNA-21在多種生物學過程中扮演著重要角色，目前研究較為深入的為其在腫瘤和心血管疾病中的作用和相關機制[24]。隨著近年來人們對miR-NA-21認識的不斷深入，發現其對器官纖維化也具有重要影響。大部分腎臟纖維化的發生和發展因慢性移植腎失功而引起，而miRNA表達的變化對該病的發生、發展具有重要影響。有學者在小鼠腎移植術后6周時對miRNA-21的表達情況進行測定，結果表明miRNA-21的表達增高;同時，敲除小鼠體內miRNA-21后能夠明顯改善腎纖維化，減少炎癥細胞浸潤，減輕腎組織損傷[25]。除此之外，miRNA-21還能經由活化EMARK途徑對細胞的凋亡產生抑制作用，進而促進成纖維細胞生長，最終促使纖維化進一步加劇。將miRNA-21敲除小鼠在幾種不同腎臟疾病模型中均表現出腎損傷緩解及纖維化減弱的趨勢，表明抑制miRNA-21的表達有望作為治療腎臟疾病的新方法[26]。上述研究均提示，miRNA在腎臟纖維化的發生、發展過程中發揮著重要作用，對相關miRNA進行深入探索和研究，有望為尋找腎臟纖維化監測和治療的新靶標提供參考依據。

　　4、小結與展望

　　腎移植為目前臨床上終末期腎病治療的最佳方案，但腎臟缺血再灌注損傷、急性排斥反應、慢性移植腎失功、腎臟纖維化等依然對腎移植患者的生命健康及生活質量構成重大威脅。miRNA為一種內源性小分子非編碼RNA，其能夠在轉錄后對靶基因的表達進行調控，且在體液、組織、細胞中均能檢測到其表達，在腎臟的不同病理階段中也存在差異表達，因此，有望作為診斷和監測腎移植免疫狀態的生物學標志物。但仍需要通過大量臨床研究加以驗證。相信隨著分子生物學的不斷發展及miRNA研究的不斷深入，以miRNA為基礎的基因治療將會給腎移植受者帶來福音。

　　參考文獻：

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