MicroRNA在妊娠期糖尿病中的研究進(jìn)展

宗菁　盧丹

【摘? 要】本綜述著重介紹了microRNA （miRNA）在妊娠期糖尿病（GDM）中的作用。miRNA是短而穩(wěn)定的RNA序列，可以通過(guò)干擾信使RNA的翻譯來(lái)抑制蛋白質(zhì)合成，發(fā)揮調(diào)控功能。它們已被證實(shí)與患有GDM婦女的血漿和胎盤(pán)失調(diào)，以及妊娠和分娩相關(guān)結(jié)果密切關(guān)聯(lián)。目前，miRNA對(duì)GDM的早期篩查意義尚不明確，仍需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究。

【關(guān)鍵詞】microRNA;妊娠期糖尿病;細(xì)胞外囊泡

【中圖分類(lèi)號(hào)】R714?????? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A????? 【文章編號(hào)】1004-7484（2020）09-0295-01

妊娠糖尿病是妊娠期母體特有的疾病。孕婦在妊娠前血糖正常，孕期血糖升高，該變化可能引起母體及胎兒的風(fēng)險(xiǎn)升高。在過(guò)去20年中，孕婦妊娠期糖尿病的發(fā)病率呈持續(xù)上升趨勢(shì)。妊娠期糖尿病的特征是進(jìn)行性胰島素不敏感，并通過(guò)代償性的胰島素分泌增加來(lái)補(bǔ)償。GDM就發(fā)生在那些無(wú)法通過(guò)產(chǎn)生足夠的胰島素來(lái)補(bǔ)償胰島素敏感性的婦女中。此外，妊娠期糖尿病對(duì)母體及胎兒均會(huì)產(chǎn)生不良影響。對(duì)胎兒的影響主要表現(xiàn)為：胎兒畸形、巨大兒、肩難產(chǎn)、高胰島素血癥或低血糖癥、高膽紅素血癥。這些胎兒成年后發(fā)展為2型糖尿病和動(dòng)脈粥樣硬化等新陳代謝疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加，并且肥胖的風(fēng)險(xiǎn)也明顯升高。盡管目前的治療方法（飲食結(jié)構(gòu)調(diào)整或胰島素治療）可有效預(yù)防或改善GDM的短期后果，但尚不清楚是否可以預(yù)防長(zhǎng)期后果。

microRNA （miRNA）是內(nèi)源性、非編碼、單鏈RNA，其序列約為22個(gè)核苷酸。作為基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)劑，miRNA通過(guò)與特定靶向mRNA的3'-非翻譯區(qū)（3-untranslated region ， 3'-UTR）結(jié)合，在生物過(guò)程中介導(dǎo)蛋白質(zhì)編碼基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。除此之外，miRNA也可以與目標(biāo)mRNA結(jié)合，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，或調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，維持核轉(zhuǎn)錄本穩(wěn)定性和其他剪接事件，然后再重新導(dǎo)入細(xì)胞核。最重要的是，miRNA還可以輸出到細(xì)胞外空間，并通過(guò)局部作用在細(xì)胞間通訊中發(fā)揮作用（如旁分泌或自分泌）或遠(yuǎn)處（內(nèi)分泌或外分泌），其方式如同激素的分泌。實(shí)際上，miRNA幾乎存在于所有生物體液中，包括血漿，它們與各種載體（如脂蛋白、RNA結(jié)合蛋白、微囊泡）結(jié)合，顯示出高水平的穩(wěn)定性，充分證明了它們作為生物標(biāo)志物的潛在作用。

本綜述將描述miRNA生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，并將重點(diǎn)放在miRNA在GDM患者中的表達(dá)情況，評(píng)估m(xù)iRNA在母體代謝和胎兒發(fā)育中的潛在作用。

1. miRNA和GDM

越來(lái)越多的研究對(duì)miRNA和GDM之間的聯(lián)系進(jìn)行了不同的闡述。例如，與孕周相近的對(duì)照組相比，GDM婦女的miR-29a和miR-222顯著降低。另一項(xiàng)研究中，GDM患者的外周血單核細(xì)胞中miR-1268和miR-181a的水平明顯降低，miR-181a被認(rèn)為與脂肪組織功能障礙、肥胖相關(guān)疾病的發(fā)生有關(guān)。miRNA可能參與了GDM的發(fā)生，并在其他妊娠期并發(fā)癥中發(fā)揮作用，甚至一定程度上影響子代健康。

2.miRNA的作用機(jī)制

miRNA是短的單鏈RNA，長(zhǎng)度約為20至24個(gè)核苷酸，從DNA轉(zhuǎn)錄而未翻譯成蛋白質(zhì)。它們是mRNA轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的有力且特異的抑制劑。在修飾染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和維持基因組穩(wěn)定中也起著關(guān)鍵作用，并且可以調(diào)節(jié)各種生理和病理過(guò)程，例如細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、增殖、凋亡和代謝。

懷孕期間，miRNA在胎盤(pán)功能中起關(guān)鍵作用，其在胎盤(pán)中的表達(dá)受環(huán)境因素（例如缺氧，信號(hào)傳導(dǎo)途徑和表觀遺傳修飾）的調(diào)節(jié)。miRNA不僅在局部胎盤(pán)中具有重要作用，還能作為包裝的細(xì)胞外囊泡從胎盤(pán)合體滋養(yǎng)層細(xì)胞輸出到母體循環(huán)中。細(xì)胞外囊泡是膜結(jié)合的、納米級(jí)（<300 nm）的囊泡，能夠特異性地與信號(hào)分子包裝在一起，并從胎盤(pán)釋放到母體血液中。它們包含胎盤(pán)特異性蛋白和miRNA，因此可以與母體來(lái)源的外泌體區(qū)分開(kāi)。

細(xì)胞外囊泡調(diào)節(jié)近端和遠(yuǎn)端靶細(xì)胞的活性，包括翻譯活性、血管生成、增殖、代謝和凋亡。這樣，細(xì)胞外囊泡實(shí)現(xiàn)了信號(hào)跨多個(gè)系統(tǒng)、甚至遠(yuǎn)距離進(jìn)行細(xì)胞間通信。妊娠期間，胎盤(pán)從妊娠開(kāi)始的第6周就釋放外泌體（直徑40-120 nm的細(xì)胞外囊泡亞型）到母體循環(huán)中，并且其在母體血漿中的濃度在妊娠期間逐漸增加。

由于人類(lèi)滋養(yǎng)層細(xì)胞產(chǎn)生的miRNA可以通過(guò)外泌體介導(dǎo)的途徑分泌到母體血漿或血清中，它們有潛力作為妊娠疾病的生物標(biāo)志物，例如GDM，其中胎盤(pán)通過(guò)釋放炎癥因子和脂肪因子在胰島素抵抗的增強(qiáng)中發(fā)揮作用，可能揭示了通過(guò)外泌體傳遞信號(hào)的潛在機(jī)制途徑?；谘獫{miRNA圖譜的無(wú)創(chuàng)生物標(biāo)志物的實(shí)用性，值得進(jìn)一步評(píng)估和優(yōu)化，這一令人振奮的新研究領(lǐng)域應(yīng)優(yōu)先考慮。

3. miRNA對(duì)GDM子代的影響

GDM對(duì)胎兒的影響也很大，可能引起胎兒畸形、巨大兒或胎兒生長(zhǎng)受限、新生兒胎肺發(fā)育不全，甚至引起子代成年后肥胖及代謝性疾病。

在分娩巨大兒的GDM患者中，發(fā)現(xiàn)了9個(gè)差異表達(dá)的miRNA，分別是：miR-508- 3p被上調(diào)，而miR-27a，miR-9，miR-137，miR-92a，miR-33a，miR-30d，miR-362-5p和miR-502-5p被下調(diào)。涉及到多種受影響的miRNA，可能是因?yàn)樗鼈冊(cè)醋圆煌陌薪M織，從而影響了miRNA的表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)提示miRNA可以作為早期干預(yù)和診斷的靶標(biāo)，從而有效預(yù)防巨大兒的發(fā)生。

已有實(shí)驗(yàn)證明，GDM婦女的嬰兒即使在出生時(shí)體重正常，在1個(gè)月大時(shí)就降低了靜息能量消耗和脂肪氧化。使用微陣列分析和文獻(xiàn)綜述鑒定了miRNA，并通過(guò)定量PCR（qPCR）進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)體外轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)研究探索了miRNA對(duì)靶蛋白表達(dá)的影響，共發(fā)現(xiàn)7種miRNA參與這些調(diào)節(jié)作用。可以推測(cè)，miRNA可能參與并影響GDM婦女的后代，可能使后代在成年后易患代謝性疾病。當(dāng)然，這需要進(jìn)一步的隨訪(fǎng)觀察和研究。

4. miRNA的治療前景

GDM是一種常見(jiàn)的孕期疾病，會(huì)導(dǎo)致不良母兒結(jié)局風(fēng)險(xiǎn)增加。隨著生信技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)對(duì)GEO數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，miRNA靶標(biāo)信息顯示，GDM中，miRNA大部分被上調(diào)，miR-145-5p和miR-875-5p靶向的基因最多。他們和IL6、GCG、APOB和A1B的靶向基因被確定為調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組成。這些候選miRNA可以提供對(duì)GDM潛在機(jī)制的更深入了解，并且可以成為GDM發(fā)展和進(jìn)步的重要組成部分。

胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能失調(diào)與糖尿病密切相關(guān)，通常為2型糖尿病。Tang XW等探索了miR-335-5p通過(guò)下調(diào)GDM小鼠中的VASH1表達(dá)來(lái)激活TGF-β信號(hào)通路，從而改善胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞的分泌。miR-222是雌激素誘導(dǎo)的GDM胰島素抵抗中雌激素受體α表達(dá)的潛在調(diào)節(jié)劑，可能是GDM的候選生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。

GDM是一種典型的代謝性疾病，患有GDM的患者罹患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)更高。據(jù)報(bào)道，多種miRNA參與了心肌損傷的調(diào)控。通過(guò)生物信息學(xué)分析手段，發(fā)現(xiàn)miR-873有望靶向胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白2（IGFBP2），而熒光素酶測(cè)定法進(jìn)一步證實(shí)了這一點(diǎn)。通過(guò)靶向IGFBP2抑制miR-873可能通過(guò)激活PI3K / AKT / mTOR軸來(lái)調(diào)節(jié)GDM大鼠的胰島素抵抗并減少心肌損傷，從而提供了阻止GDM進(jìn)程的潛在手段。

5. 展望

妊娠期糖尿病在世界各地的患病率不斷增加，并且與后代肥胖和糖尿病等代謝性疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，這些疾病將會(huì)嚴(yán)重影響當(dāng)代和后代的健康。根據(jù)世界衛(wèi)生組織，它現(xiàn)在已成為國(guó)際關(guān)注的一部分，目前需要結(jié)合當(dāng)代醫(yī)學(xué)使用創(chuàng)新策略來(lái)解決。GDM患者的miRNA表達(dá)情況引起了人們的極大興趣，它們可能成為新的、特異性的生物標(biāo)記物，擴(kuò)大我們對(duì)GDM病理生理學(xué)的理解，在診斷和治療上發(fā)揮作用。但考慮到妊娠是一個(gè)極為復(fù)雜的生理狀態(tài)，不同孕周時(shí)期具有不同的臨床特點(diǎn)，各類(lèi)相關(guān)研究的實(shí)施仍需要縝密的思維和全方位的計(jì)劃，充分考慮孕周、年齡、BMI等混雜因素的影響。

作者簡(jiǎn)介：

宗菁（1992-），女，漢，江蘇宜興，本科，住院醫(yī)師，研究方向：婦產(chǎn)科。

通訊作者：

盧丹，女，漢，江蘇靖江，博士，主任醫(yī)師，研究方向：婦產(chǎn)科。