長鏈非編碼RNA在糖尿病腎病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

孫敏，何文君，王儉勤

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院腎內(nèi)科，蘭州 730000)

糖尿病是一種慢性代謝性疾病，國際糖尿病聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，截至2017年全球糖尿病患病人數(shù)約4.51億，預(yù)計2045年將達(dá)到6.93億[1]，為社會帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病最主要的微血管并發(fā)癥之一，表現(xiàn)為腎組織纖維化，最終導(dǎo)致腎衰竭。25%～40%的糖尿病患者最終發(fā)生DN，而DN是導(dǎo)致終末期腎病的重要原因，嚴(yán)重影響患者預(yù)后[2]。研究表明，遺傳易感性、糖代謝紊亂、腎臟血流動力學(xué)改變、線粒體功能障礙、氧化應(yīng)激及炎癥因子活化等多種因素均參與了DN的發(fā)生發(fā)展，但具體發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，目前缺乏有效治療方法，主要通過藥物治療延緩疾病進(jìn)展或通過腎臟替代治療維持生命。因此，加快對DN發(fā)病機(jī)制的研究，探索新的診斷標(biāo)記和治療靶點的意義重大。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種長度大于200個核苷酸的功能性RNA分子，可從表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)，參與機(jī)體多種病理生理過程。近年來，隨著微陣列芯片及高通量測序等技術(shù)的快速發(fā)展，lncRNA的生物學(xué)特點及功能逐漸被認(rèn)識，許多l(xiāng)ncRNA在DN中表達(dá)異常，且與DN發(fā)病相關(guān)。因此，探索lncRNA介導(dǎo)DN發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，對DN的診斷與治療具有重要意義。現(xiàn)就lncRNA在DN發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 lncRNA概述

人類全基因組序列中僅2%以下的核酸序列具有蛋白編碼潛能，其余不具有蛋白編碼能力的基因組序列多被轉(zhuǎn)錄形成非編碼RNA，其中長度大于200個核苷酸的非編碼RNA稱為lncRNA[3]。近年來，隨著微陣列芯片及高通量測序等技術(shù)的快速發(fā)展，lncRNA的鑒定和功能研究受到關(guān)注，曾被認(rèn)為是“轉(zhuǎn)錄噪聲”的lncRNA的生物學(xué)特征和功能得到闡明，并發(fā)現(xiàn)了大量具有重要生物學(xué)意義的lncRNA。對lncRNA生物學(xué)作用機(jī)制的研究表明，lncRNA可與DNA、RNA以及蛋白質(zhì)相互作用，通過DNA甲基化、染色質(zhì)重塑、組蛋白修飾和微RNA(microRNA,miRNA)競爭抑制等多種分子機(jī)制，在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)，參與體內(nèi)多種病理生理過程，從而發(fā)揮其信號分子、誘餌分子、引導(dǎo)分子及支架分子的生物學(xué)功能[4]。lncRNA不僅廣泛參與機(jī)體正常的生長發(fā)育過程，還與腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病及代謝性疾病等多種疾病密切相關(guān)[5]。隨著對lncRNA在各種疾病發(fā)病機(jī)制中作用的深入研究，其在疾病中的診斷價值越來越受到重視，而基于lncRNA為靶點的治療也展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。

2 lncRNA在DN腎臟固有細(xì)胞損傷中的作用

DN發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，遺傳易感性、糖代謝紊亂、腎臟血流動力學(xué)改變、氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙及炎癥因子活化等多種因素均在DN發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用[6]。腎小球硬化是DN的主要病理特征，腎小球系膜細(xì)胞、足細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞及腎小球內(nèi)皮細(xì)胞等多種腎臟固有細(xì)胞的損傷及功能障礙，均與DN腎小球硬化密切相關(guān)。lncRNA芯片、高通量測序及各種體內(nèi)外實驗顯示，lncRNA在DN不同腎臟細(xì)胞損傷中的作用不同。

2.1lncRNA在DN腎小球系膜細(xì)胞病變中的作用

多種lncRNA與DN中腎小球系膜細(xì)胞病變密切相關(guān)。腎小球硬化是DN最重要的病理特征，主要由高糖引起的腎小球系膜細(xì)胞(glomerular mesangial cells，GMCs)增殖及細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)分泌增加致基底膜增厚和系膜擴(kuò)張所致。DN病變主要與各種蛋白的積聚有關(guān)，如膠原蛋白(collagen，COL)、纖連蛋白(fibronectin，F(xiàn)N)、層粘連蛋白等。轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor β，TGF-β)作為炎癥和纖維性細(xì)胞因子，在DN等多種腎臟疾病中發(fā)揮重要作用。高糖誘導(dǎo)的TGF-β生成增加是DN中GMCs病變的觸發(fā)因素，通過激活胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2、磷脂酰肌醇-3-激酶及Jun激酶(Jun kinase,JNK)-促分裂原活化的蛋白激酶等信號通路促進(jìn)GMCs增殖及ECM積聚[7]。

2.1.1漿細(xì)胞瘤轉(zhuǎn)化遷移基因1 (plasmacytoma variant translocation gene 1，PVT1) PVT1是一類定位于人染色體8q24區(qū)域的lncRNA，其表達(dá)增加可促進(jìn)細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡，在多種腫瘤中具有致癌活性與驅(qū)動作用[8]。研究發(fā)現(xiàn)，PVT1在多種腎臟細(xì)胞高表達(dá)，是被發(fā)現(xiàn)的首個與腎臟疾病相關(guān)的lncRNA，與DN易感性有關(guān)[9-10]。Alvarez和DiStefano[11]發(fā)現(xiàn)，高糖狀態(tài)下GMCs內(nèi)PVT1的表達(dá)上調(diào)，PVT1以獨立于TGF-β1的方式調(diào)節(jié)ECM的主要成分FN1、COL4A1及其主要調(diào)節(jié)因子纖溶酶原激活物抑制劑1(plasminogen activator inhibitor 1，PAI-1)的表達(dá)，與TGF-β1相比，敲除PVT1降低FN1、COL4A1和 PAI-1水平的作用更有效，表明高血糖可調(diào)節(jié)PVT1的表達(dá)，而PVT1通過促進(jìn)ECM的積聚參與DN的發(fā)生發(fā)展。另有研究表明，高糖環(huán)境下PVT1及其衍生物miR-1207-5p均可彼此獨立上調(diào)GMCs中FN1、TGF-β1及PAI-1的表達(dá)，增加ECM積聚，加快DN的腎纖維化進(jìn)程[12]。

2.1.2CYP4B1-PS1-001和ENSMUST00000147869

CYP4B1-PS1-001和ENSMUST00000147869是通過lncRNA芯片在db/db小鼠中篩選出的表達(dá)下調(diào)的與DN相關(guān)的lncRNA，研究證實，高糖誘導(dǎo)下的GMCs內(nèi)CYP4B1-PS1-001和ENSMUST00000147-869表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而提高增殖相關(guān)蛋白(增殖細(xì)胞核抗原、細(xì)胞周期蛋白D1)以及FN、COL1的水平，促進(jìn)GMCs增殖和腎纖維化；CYP4B1-PS1-001和ENSMUST00000147869的lncRNA過表達(dá)則可逆轉(zhuǎn)上述變化，發(fā)揮抗腎纖維化作用[13-14]。核仁素是定位于真核細(xì)胞核的一種多功能蛋白，參與調(diào)控核糖體生物合成、染色體復(fù)制、胞質(zhì)分裂、DNA和RNA代謝，與細(xì)胞增殖、分化、凋亡等過程密切相關(guān)[15]。有研究發(fā)現(xiàn)，GMCs過表達(dá)CYP4B1-PS1-001時，可通過E3泛素連接酶三結(jié)構(gòu)域蛋白2促進(jìn)核仁素的泛素化和降解，干擾其穩(wěn)定性，從而抑制GMCs增殖和腎纖維化[16]。

2.1.3Gm4419 近年來，炎癥在DN發(fā)病機(jī)制中的作用受到廣泛關(guān)注。高血糖可促進(jìn)腎臟發(fā)生炎癥、氧化應(yīng)激和纖維化，是導(dǎo)致DN發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，尤其是慢性炎癥在DN早期發(fā)展中發(fā)揮重要作用，DN的進(jìn)展與長期微炎癥狀態(tài)密切相關(guān)。易紅等[17]發(fā)現(xiàn)，lncRNA中的Gm4419在DN小鼠腎組織及高糖培養(yǎng)小鼠GMCs中顯著上調(diào)，并對GMCs增殖及纖維化具有促進(jìn)作用。研究顯示，高糖狀態(tài)下GMCs過表達(dá)Gm4419可促進(jìn)核因子κB的亞基p50入核，并與核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)啟動子結(jié)合，促進(jìn)NLRP3轉(zhuǎn)錄，活化核因子κB/NLRP3信號通路，增加炎癥因子及纖維化相關(guān)蛋白的表達(dá)，引起GMCs的炎癥、增殖和纖維化，敲低Gm4419則可明顯抑制炎癥因子表達(dá)和腎組織纖維化[18]。以上研究表明，Gm4419通過活化核因子κB/NLRP3炎癥信號通路參與高糖誘導(dǎo)的GMCs的炎癥、增殖和纖維化過程，有助于進(jìn)一步認(rèn)識DN的發(fā)病機(jī)制。

2.1.4?；撬嵘险{(diào)基因1 (taurine up-regulated gene 1，Tug1) 胰島素抵抗是胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的缺陷狀態(tài)，過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ)屬于核受體超家族的重要成員，是介導(dǎo)胰島素發(fā)揮作用的重要蛋白之一[19]。PPARγ主要存在于腎臟系膜細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞及足細(xì)胞中，在腎臟纖維化過程中，PPARγ的活化對腎臟起保護(hù)作用[20]。高糖可誘導(dǎo)GMCs內(nèi)PPARγ表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致ECM降解減少并積聚，加劇了腎小球硬化的進(jìn)展。在高糖或TGF-β1誘導(dǎo)下，GMCs內(nèi)miR-377表達(dá)上調(diào)，ECM生成與積聚增加，加快了DN腎纖維化的進(jìn)展[21]。Duan等[22]證實，Tug1可作為miR-377的競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)而抑制其表達(dá)，進(jìn)而下調(diào)TGF-β1和PAI-1的表達(dá)，減輕ECM積聚以及對靶基因PPARγ的抑制，從而發(fā)揮抗腎纖維化作用，延緩DN進(jìn)展。

2.1.5Erbb4-IR 在高糖環(huán)境下，葡萄糖與蛋白質(zhì)的游離氨基發(fā)生非酶促的糖基化反應(yīng)，并形成不可逆的晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)。AGEs通過多種機(jī)制參與DN的發(fā)生發(fā)展。Erbb4-IR是一種Smad3依賴性促纖維化lncRNA，位于小鼠基因組的1號染色體Erbb4基因的第1、2外顯子間的內(nèi)含子區(qū)域[23-24]。另有研究發(fā)現(xiàn)，Erbb4-IR在db/db小鼠腎臟中異常高表達(dá)，在高糖環(huán)境中，AGEs可特異性地誘導(dǎo)GMCs內(nèi)Erbb4-IR的表達(dá)，并受到Smad3依賴性機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控，TGF-β1可通過Smad3/Erbb4-IR軸調(diào)控腎纖維化進(jìn)程[23]。沉默Erbb4-IR后，糖尿病小鼠的微量白蛋白尿及血肌酐水平降低，且AGEs誘導(dǎo)的COL1和COL4表達(dá)增加亦被阻斷，腎纖維化減輕[23]。此外，Erbb4-IR還可通過拮抗miR-29b表達(dá)促進(jìn)DN的腎纖維化進(jìn)展，沉默Erbb4-IR后，miR-29b表達(dá)上調(diào)，腎損傷減輕[24]。

2.1.6核富集轉(zhuǎn)錄本1(nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1) NEAT1是一種定位于細(xì)胞核內(nèi)的lncRNA，參與調(diào)控眾多基因轉(zhuǎn)錄。既往研究表明，NEAT1在多種腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[25]。近期研究發(fā)現(xiàn)，NEAT1與DN發(fā)病密切相關(guān)[26-27]。Wang等[26]研究發(fā)現(xiàn)，DN大鼠腎組織和高糖培養(yǎng)的小鼠GMCs中NEAT1表達(dá)上調(diào)、miR-27b-3p表達(dá)下調(diào)，敲除NEAT基因可顯著降低DN大鼠血肌酐和尿蛋白水平，減輕腎損傷，而沉默NEAT1基因則可明顯抑制小鼠GMCs中ECM相關(guān)蛋白及上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)相關(guān)蛋白的表達(dá)，表明NEAT1可促進(jìn)DN的ECM積聚及EMT過程，加快腎纖維化進(jìn)程；研究還證實，NEAT1通過拮抗miR-27b-3p/鋅指E盒結(jié)合同源盒1(zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1)通路而發(fā)揮促腎纖維化作用。此外，NEAT1在高糖誘導(dǎo)的GMCs中表達(dá)上調(diào)同時還伴隨蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路的顯著活化以及GMCs增殖和ECM沉積；敲低NEAT1后，GMCs增殖受抑，ECM相關(guān)蛋白表達(dá)降低，蛋白激酶B和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白磷酸化水平亦降低，提示NEAT1還可通過激活蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路促進(jìn)DN的GMCs增殖和腎纖維化[27]。

2.1.7反義線粒體非編碼RNA-2 (antisense mitochondrial non-coding RNA 2，ASncmtRNA-2) ASncmtRNA-2是一種線粒體源性lncRNA，在線粒體-核逆行信號通路以及腫瘤發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。高糖狀態(tài)下，GMCs中大量產(chǎn)生的活性氧類(reactive oxygen species，ROS)通過多種機(jī)制導(dǎo)致細(xì)胞損傷，并活化多種細(xì)胞因子，使ECM合成增加，促進(jìn)腎纖維化[28]。研究表明，ASncmtRNA-2與DN中的病理性氧化應(yīng)激相關(guān)，參與腎纖維化的發(fā)生發(fā)展[29]。在GMCs中，高糖導(dǎo)致ROS生成增加，并可通過誘導(dǎo)ASncmtRNA-2上調(diào)進(jìn)一步增加促纖維化因子TGF-β1及FN的表達(dá)，增加ECM積聚，加快腎纖維化進(jìn)展[29]。

2.1.8lnc-MGC 錯誤折疊或未折疊蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)積聚及鈣離子穩(wěn)態(tài)改變等導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生理功能損傷，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum stress，ERS)，適度的ERS有利于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和恢復(fù)，但持續(xù)或嚴(yán)重的ERS則可能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，造成器官損傷[30]。研究表明，ERS與DN等腎臟疾病的發(fā)病機(jī)制相關(guān)，ERS相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子可通過lncRNA調(diào)控其下游miRNA簇表達(dá)，影響DN進(jìn)程[31]。lnc-MGC是miR-379簇的宿主轉(zhuǎn)錄物，其表達(dá)受ERS相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子C/EBP同源蛋白(C/EBP homologous protein，CHOP)調(diào)控，CHOP基因敲除小鼠體內(nèi)lnc-MGC及其下游靶標(biāo)miR-379表達(dá)均下調(diào)；敲除高糖和TGF-β1誘導(dǎo)的GMCs中的lnc-MGC后，ECM積聚減少，與早期DN相關(guān)的腎小球肥大、系膜增殖和纖維化也減輕[31]。

2.1.9其他lncRNA Toll樣受體4可通過識別高糖、高非酯化脂肪酸及AGEs等調(diào)節(jié)免疫炎癥反應(yīng)，促進(jìn)DN進(jìn)展[32]。Gm6135作為miR-203-3p的內(nèi)源競爭RNA，通過負(fù)性調(diào)控miR-203-3p表達(dá)影響Toll樣受體4水平，進(jìn)而調(diào)節(jié)炎癥因子表達(dá)，并促進(jìn)GMCs增殖[33]。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA中的1700020I14Rik在DN小鼠腎組織中表達(dá)下調(diào)；在高糖培養(yǎng)的GMCs中，過表達(dá)1700020I14Rik可顯著抑制GMCs的增殖，并證實miR-34a-5p通過沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silence information regulator 1，SIRT1)/缺氧誘導(dǎo)因子-1α信號通路調(diào)節(jié)GMCs增殖及腎纖維化的進(jìn)程，而1700020I14Rik可直接靶向結(jié)合miR-34a-5p并沉默其表達(dá)，發(fā)揮抗腎纖維化作用[34]。Zhang等[35]研究證實，高糖環(huán)境下GMCs內(nèi)150Rik異常上調(diào)，150Rik作為miR-451的內(nèi)源競爭RNA調(diào)節(jié)其靶基因胰島素樣生長因子1受體的表達(dá)，并通過胰島素樣生長因子1受體/胰島素樣生長因子1/p38促分裂原活化的蛋白激酶信號通路促進(jìn)GMCs增殖。

2.2lncRNA在DN足細(xì)胞病變中的作用 足細(xì)胞的表觀遺傳修飾、氧化應(yīng)激、糖代謝異常、血流動力學(xué)改變、炎癥細(xì)胞因子、胰島素抵抗等損傷機(jī)制及相關(guān)蛋白的影響作用，對DN的調(diào)控機(jī)制及疾病進(jìn)展具有重要意義[36]。足細(xì)胞損傷后易發(fā)生足細(xì)胞肥大、足突融合、EMT、脫離與凋亡等一系列形態(tài)學(xué)改變。足細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和(或)特異性蛋白的改變導(dǎo)致腎小球濾過屏障的結(jié)構(gòu)和功能受損，引起蛋白尿。蛋白尿可進(jìn)一步加重足細(xì)胞等多種腎小球細(xì)胞的損傷，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致腎小球硬化，加快DN的進(jìn)展[37]。

2.2.1肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1 (metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1) MALAT1是一種高度保守的核內(nèi)lncRNA。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，糖尿病動物模型內(nèi)MALAT1表達(dá)顯著上調(diào)，而敲除MALAT1可顯著減輕糖尿病導(dǎo)致的糖尿病視網(wǎng)膜病變等微血管功能障礙[38]。Hu等[39]發(fā)現(xiàn)，糖尿病小鼠腎臟的MALAT1表達(dá)增加，并伴有大量蛋白尿和足細(xì)胞特異性蛋白表達(dá)異常。正常情況下，足細(xì)胞核中MALAT1和β聯(lián)蛋白存在反饋環(huán)，β聯(lián)蛋白與MALAT1啟動子結(jié)合并調(diào)節(jié)其活性，進(jìn)而影響MALAT1轉(zhuǎn)錄，而MALAT1則通過結(jié)合絲氨酸/精氨酸富集剪接因子1改變β聯(lián)蛋白前體信使RNA的選擇性剪接模式，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控β聯(lián)蛋白的表達(dá)。在高糖環(huán)境下，上述反饋環(huán)被打破，導(dǎo)致MALAT1早期表達(dá)增加，引起核內(nèi)β聯(lián)蛋白的積聚，并通過一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)影響足細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性，導(dǎo)致蛋白尿形成，促進(jìn)DN進(jìn)展 。

2.2.2Tug1 DN中異常表達(dá)的Tug1不僅與GMCs損傷有關(guān)，還可通過多種機(jī)制參與足細(xì)胞損傷。線粒體功能障礙與足細(xì)胞損傷關(guān)系密切，過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α，PGC-1α)是一種核轉(zhuǎn)錄輔激活因子，由PPARGC1A基因編碼，通過與核受體和轉(zhuǎn)錄因子的相互作用參與氧化應(yīng)激及線粒體生物合成的調(diào)控[40]。Long等[41]發(fā)現(xiàn)，Tug1在db/db小鼠腎臟及中高糖培養(yǎng)足細(xì)胞中表達(dá)降低，其下游靶標(biāo)PGC-1α也隨之下調(diào)，并伴有線粒體生物合成異常及足細(xì)胞凋亡增加，Tug1過表達(dá)后，上述改變被逆轉(zhuǎn)；進(jìn)一步研究表明，Tug1與PPARGC1A基因上游的Tug1結(jié)合元件結(jié)合并增強(qiáng)PPARGC1A基因啟動子活性，促進(jìn)PPARGC1A基因轉(zhuǎn)錄，上調(diào)PGC-1α表達(dá)。此外，據(jù)報道，Tug1過表達(dá)還可通過抑制CHOP表達(dá)提高PGC-1α的水平，減少足細(xì)胞凋亡[42]。

2.2.3LINC01619 叉頭框蛋白O1(forkhead box protein O1，F(xiàn)oxO1)是FoxO亞家族中最早被發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞增殖、分化、凋亡及氧化應(yīng)激等生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用[43]。Bai等[44]發(fā)現(xiàn)，DN患者腎活檢組織中LINC01619表達(dá)下調(diào)，與蛋白尿和腎功能減退密切相關(guān)；該研究還證實，miR-27a可負(fù)向調(diào)節(jié)FoxO1并激活ERS，使足細(xì)胞凋亡增加，而LINC01619作為miR-27a的ceRNA，其表達(dá)上調(diào)可阻斷miR-27a/FoxO1軸介導(dǎo)的ERS和足細(xì)胞損傷，在DN進(jìn)程中發(fā)揮保護(hù)作用。

2.2.4Gm5524和Gm15645 凋亡和自噬是兩種不同的程序性細(xì)胞死亡方式，是維持機(jī)體細(xì)胞自我平衡的重要機(jī)制。細(xì)胞凋亡與自噬紊亂參與了糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展[45]。Feng等[46]發(fā)現(xiàn)，db/db小鼠腎組織及高糖培養(yǎng)的足細(xì)胞中Gm5524上調(diào)、Gm15645下調(diào)；Gm5524敲低或Gm15645過表達(dá)時，抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)降低，促凋亡蛋白Bax表達(dá)增加，足細(xì)胞凋亡增加；而過表達(dá)Gm5524或敲低Gm15645時，自噬相關(guān)蛋白LC3Ⅰ表達(dá)降低、LC3Ⅱ表達(dá)增加，LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比例升高，足細(xì)胞自噬增加，由此可見，糖尿病時表達(dá)失調(diào)的Gm5524和Gm15645參與調(diào)節(jié)足細(xì)胞的凋亡和自噬，影響DN的發(fā)生發(fā)展。

2.2.5癌易感性候選基因2 (cancer susceptibility candidate 2，CASC2) 2型糖尿病患者血清CASC2水平降低是發(fā)生慢性腎衰竭的預(yù)測因子[47]。Yang等[48]的研究表明，DN患者血清CASC2水平較健康對照組明顯下降，血清CASC2水平診斷DN的曲線下面積為0.863 9(95%CI0.785 8～0.942 1，P<0.000 1)；體外實驗發(fā)現(xiàn)，CASC2在高糖培養(yǎng)的足細(xì)胞中的表達(dá)下調(diào)，且JNK1磷酸化水平顯著升高；CASC2過表達(dá)后，JNK1磷酸化水平及足細(xì)胞凋亡率明顯降低，而JNK1激活物可顯著拮抗CASC2過表達(dá)對足細(xì)胞凋亡的抑制作用，增加足細(xì)胞凋亡率。由此可見，過表達(dá)CASC2通過阻斷JNK通路抑制足細(xì)胞凋亡，從而延緩DN的進(jìn)展。

2.2.6ENSRNOG00000037522 足細(xì)胞損傷是影響DN進(jìn)展的重要因素。足細(xì)胞肥大、EMT、足細(xì)胞脫離和凋亡是足細(xì)胞損傷的三個階段，而EMT是影響腎小球濾過屏障結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)鍵病理變化，是引起DN早期蛋白尿的主要原因[49]。Ling等[50]發(fā)現(xiàn)，lncRNA 中的ENSRNOG00000037522在糖尿病大鼠腎組織內(nèi)顯著上調(diào)，并伴有明顯的足細(xì)胞損傷；同時STZ誘導(dǎo)的足細(xì)胞中，足細(xì)胞標(biāo)志蛋白PODXL1和nephrin腎素表達(dá)減少，而EMT相關(guān)蛋白α-平滑肌肌動蛋白及波形蛋白表達(dá)增加，敲低ENSRNOG00000037522后，上述變化被逆轉(zhuǎn)，表明高糖可誘導(dǎo)足細(xì)胞內(nèi)ENSRNOG00000037522表達(dá)上調(diào)并導(dǎo)致足細(xì)胞損傷，促進(jìn)足細(xì)胞EMT的發(fā)生。

2.3lncRNA在DN腎小管上皮細(xì)胞病變中的作用 腎小管間質(zhì)占腎實質(zhì)的90%以上，具有多種重要功能。糖尿病環(huán)境下，受代謝紊亂、炎癥、線粒體功能障礙、尿液成分變化及血流動力學(xué)改變等因素影響，腎小管上皮細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，分泌多種細(xì)胞因子，導(dǎo)致腎小管上皮細(xì)胞損傷以及EMT、間質(zhì)炎癥和纖維化等，而腎小管損傷又可通過多種途徑介導(dǎo)腎小球硬化和腎臟纖維化的進(jìn)展，在DN發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用[51]。

2.3.1MALAT1 糖尿病時表達(dá)增加的MALAT1不僅與足細(xì)胞損傷有關(guān)，還參與了高糖誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞損傷過程的調(diào)控。細(xì)胞焦亡是近年發(fā)現(xiàn)并證實的一種新的程序性細(xì)胞死亡方式，該過程依賴胱天蛋白酶-1，并伴有大量炎癥因子的釋放[52]。在鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠和高糖處理的HK-2 細(xì)胞中，MALAT1的表達(dá)顯著增加，而miR-23c的表達(dá)顯著減少，過表達(dá)的MALAT1通過拮抗miR-23c對類胚胎致死性異常視覺基因1的下調(diào)作用，導(dǎo)致類胚胎致死性異常視覺基因1及下游蛋白NLRP3、胱天蛋白酶-1和白細(xì)胞介素-1β的表達(dá)增加[53]。

SIRT1是一種依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸的組蛋白去乙?；?，主要定位于細(xì)胞核。研究表明，SIRT1通過對p53、FoxO1、核因子κB、PGC1α/PPARγ等轉(zhuǎn)錄因子的去乙?；饔脜⑴c調(diào)控DN的多種生物學(xué)過程(炎癥、氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡與自噬、葡萄糖和脂質(zhì)代謝等)，具有腎臟保護(hù)作用[54]。Zhou等[55]證實，MALAT1可與轉(zhuǎn)錄因子FoxO1相互作用，抑制SIRT1轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)高糖誘導(dǎo)的腎小管上皮細(xì)胞損傷。

2.3.2心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄物 (myocardial infarction associated transcript，MIAT) 核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2)是一種細(xì)胞防御高糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激的關(guān)鍵信號分子，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡。Nrf2通路是最重要的內(nèi)源性抗氧化通路之一，是糖尿病及其并發(fā)癥的重要靶點之一[56]。Zhou等[57]發(fā)現(xiàn)，糖尿病大鼠體內(nèi)MIAT表達(dá)下調(diào)，其水平與血清肌酐和尿素氮水平呈負(fù)相關(guān)，與糖尿病大鼠一致，高糖處理的HK-2細(xì)胞內(nèi)MIAT和Nrf2表達(dá)水平也降低，并伴有HK-2細(xì)胞活力的降低；通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染過表達(dá)MIAT可逆轉(zhuǎn)高糖對Nrf2表達(dá)的抑制作用，證實MIAT可通過穩(wěn)定Nrf2表達(dá)調(diào)節(jié)HK-2細(xì)胞的活力。

2.3.3鋅指E盒結(jié)合同源盒1反義1 (zinc finger E-box binding homeobox 1-antisense RNA 1，ZEB1-AS1) ZEB1是鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子家族的成員之一，可作為EMT過程中的重要核轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，通過結(jié)合E盒位點促進(jìn)EMT發(fā)生[58]。ZEB1-AS1是近年新發(fā)現(xiàn)的一種lncRNA，在多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。有研究顯示，DN患者腎組織及高糖環(huán)境中HK-2細(xì)胞內(nèi)ZEB1-AS1及ZEB1的表達(dá)受到抑制，ZEB1-AS1通過結(jié)合組蛋白H3第4位賴氨酸甲基化酶MLL1促進(jìn)ZEB1基因啟動子中組蛋白H3第4位賴氨酸三甲基化修飾，從而抑制ZEB1轉(zhuǎn)錄，減少腎小管上皮細(xì)胞中EMT的發(fā)生，延緩腎纖維化進(jìn)程[59]。

2.4lncRNA在DN腎小球內(nèi)皮細(xì)胞病變中的作用 腎小球內(nèi)皮細(xì)胞作為重要的腎小球濾過屏障之一，易受到血糖、血脂及炎癥介質(zhì)等損傷。高糖可誘導(dǎo)AGEs、ROS及多種炎癥介質(zhì)的生成，損傷內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶，減少一氧化氮合成，并激活腎素-血管緊張素系統(tǒng)，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙[60]。有證據(jù)表明，腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷也是DN的重要病理特征，在DN進(jìn)展中起重要作用[61]。

Puthanveetil等[62]發(fā)現(xiàn)，MALAT1在糖尿病小鼠腎組織和高糖培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)上調(diào)，可通過活化血清淀粉樣蛋白抗原-3的表達(dá)促進(jìn)炎癥介質(zhì)表達(dá)，并增加ROS生成，引起炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷。研究發(fā)現(xiàn)，Klotho蛋白表達(dá)增加可改善內(nèi)皮細(xì)胞功能[63]。高糖狀態(tài)下，人腎小球內(nèi)皮細(xì)胞中MALAT1表達(dá)增加，Klotho表達(dá)降低，兩者表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)；MALAT1過表達(dá)后，ROS及炎癥介質(zhì)表達(dá)增加，而Klotho過表達(dá)時，ROS及炎癥介質(zhì)表達(dá)減少；進(jìn)一步研究證實，MALAT過表達(dá)通過募集甲基轉(zhuǎn)移酶G9a提高組蛋白H3第9位賴氨酸單甲基化的水平，促進(jìn)組蛋白H3第9位賴氨酸單甲基化與Klotho啟動子結(jié)合，進(jìn)而抑制Klotho基因轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致Klotho蛋白表達(dá)減少，引起腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥和氧化應(yīng)激損傷，加快DN進(jìn)展[64]。

3 小結(jié)與展望

近年來，lncRNA在人類疾病中的主要作用及機(jī)制的研究已成為生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。lncRNA通過DNA甲基化、組蛋白修飾和miRNA競爭抑制、活化信號通路等分子機(jī)制參與調(diào)控高糖環(huán)境下各種腎臟細(xì)胞的增殖、凋亡與自噬、炎癥、氧化應(yīng)激、ERS、線粒體功能障礙、EMT等多種病理生理過程，從而介導(dǎo)DN中腎臟細(xì)胞的損傷，在DN發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。此外，多種lncRNA與DN相關(guān)，調(diào)控機(jī)制錯綜復(fù)雜，首先，一種lncRNA可同時參與調(diào)控多種腎臟細(xì)胞的損傷；其次，多個lncRNA也可共同影響某種腎臟細(xì)胞的損傷；再者，一種lncRNA還可通過多種機(jī)制參與同一腎臟細(xì)胞的損傷過程。因此，參與DN發(fā)生發(fā)展的各種lncRNA之間的內(nèi)在聯(lián)系仍有待進(jìn)一步研究的明確。lncRNA作為DN發(fā)病機(jī)制及治療靶點研究的新領(lǐng)域，有助于探索未知lncRNA功能及其與DNA、RNA和蛋白等相互作用，還能夠指導(dǎo)相關(guān)疾病的臨床診斷及靶向治療，為DN的診治提供新的思路。