杜文花 史 亮 程小紅 張曉鳳

1.陜西中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)學系，陜西咸陽 712046；2.陜西省中醫(yī)醫(yī)院腎病二科，陜西西安 710000

腎纖維化以炎癥細胞浸潤，細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）過度沉積于腎間質(zhì)，損害腎臟結(jié)構(gòu)及功能為特征，其是腎臟疾病進展的標志性病理變化，也是進展到終末期腎病的病理損傷結(jié)果。腎纖維化涉及復雜作用機制，炎癥反應通常是腎纖維化的主要因素，持續(xù)炎癥過程刺激腎纖維化進展性疾病發(fā)展[1]。促炎因素刺激炎癥細胞（如巨噬細胞）激活、浸潤，進一步釋放轉(zhuǎn)化生長因子β（transforminggrowthfactor-β，TGF-β），活化成纖維細胞，誘導膠原蛋白分泌、促進ECM 沉積，并進一步增強促炎因子釋放，此過程惡性循環(huán)最終導致腎功能下降[2]。

1 微RNA（microRNA，miRNA）概述

miRNA 是一種短鏈內(nèi)源性非編碼小分子RNA，與靶基因的3’-未翻譯區(qū)域結(jié)合，轉(zhuǎn)錄后可靶向特定miRNA 并抑制其基因表達，一種miRNA 可以靶向多個基因，在多種疾病過程中表現(xiàn)出巨大的生物學功能[3]。miRNA 由外泌體和細胞外囊泡分泌，調(diào)控著大約50%的哺乳動物蛋白編碼基因，以穩(wěn)定形式存在于血漿、血清及體液中[4]。miRNA 作為細胞間交流的通訊使者，在細胞分化、細胞凋亡、發(fā)育、代謝及癌癥等生理病理過程中發(fā)揮作用。由于其高穩(wěn)定性及易獲得性，作為相關疾病的生物標志物及潛在治療靶點已掀起研究熱潮。然而，miRNA 的生物作用機制非常復雜，需要深入探索，以期明確其在疾病中的靶向調(diào)控作用。

2 miRNA 的表達與腎纖維化

miRNA 參與調(diào)控多種疾病，包括自身免疫性疾?。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥等）、惡性腫瘤（如肺癌、食管癌、胃癌等）、腎臟疾病等（如急性腎損傷、糖尿病腎病、腎病綜合征等）。在腎臟疾病中，已有多項研究證實多種miRNA 參與調(diào)控腎纖維化，包括炎癥、細胞凋亡、氧化應激等。Lv 等[5]總結(jié)了腎臟富集的miRNA 表達譜，如let-7、miR-29、miR-126、miR-30 等抗纖維化miRNA，及miR-21、miR-214、miR-199a、miR-433、miR-132、miR-212 等促纖維化miRNA，并指出特定miRNA 有可能成為抗纖維化治療的潛在靶點。

腎纖維化是慢性進行性過程，炎癥刺激為主要驅(qū)動因素，目前臨床治療缺乏有效手段，多以控制血壓、血糖等對癥治療為主。miRNA 是腎纖維化/炎癥過程的關鍵調(diào)節(jié)因子，涉及多種信號通路，其中miR-21、miR-29 的差異表達引起廣泛關注，但其潛在的分子機制仍需探索，可能與TGF-β/ Smads、NF-κB、Wnt/β-catenin 等通路激活有關。

2.1 miR-21 的表達與腎纖維化

miR-21 在多種哺乳動物細胞中呈高表達，是研究最廣泛的miRNA 之一。過氧化物酶體增殖物激活受體α（peroxisomeproliferators-activatedreceptorsα，PPARα）是miR-21 的標靶，在腎臟中高度表達，腎臟疾病發(fā)生時，TGF-β1/Smad3 信號通路靶向磷酸酶及張力蛋白同源基因（phosphatase and tensin homolog，PTEN）、Smad7 和PPARα 介導腎纖維化和炎癥從而上調(diào)miR-21[6]。免疫細胞參與調(diào)節(jié)腎臟穩(wěn)態(tài)及纖維化組織微環(huán)境，而巨噬細胞作為炎癥相關免疫細胞，刺激腎臟產(chǎn)生促纖維生長因子TGF-β1，與肌成纖維細胞上受體結(jié)合驅(qū)動ECM 的產(chǎn)生[7]。有研究表明，miRNA可通過調(diào)控穩(wěn)態(tài)及基因表達來調(diào)節(jié)巨噬細胞的表達及對環(huán)境信號的反應，而miR-21 作為調(diào)控巨噬細胞活化的開關，能阻斷M1亞群釋放促炎細胞因子，積極改善M2亞群保護宿主、促進組織修復的功能[8-9]。

TGF-β 是促纖維化的核心介質(zhì)，主要包括3 種不同基因編碼的亞型（TGF-1、TGF-β2 和TGF-β3）。其中TGF-β1 是最主要的促纖維化因子，由腎臟內(nèi)在細胞及各種浸潤炎性細胞分泌釋放，主要通過刺激成纖維細胞增殖，誘導膠原蛋白合成，抑制ECM 降解發(fā)揮促纖維化作用[10]。Smads 家族是傳遞信號蛋白的主要蛋白，也是TGF-β 信號傳導的下游介質(zhì)，Smad3高表達促進腎臟炎癥和纖維化的發(fā)生，因為Smad3 已被證實可以驅(qū)動ECM 基質(zhì)蛋白的表達；而Smad2和Smad7 的過表達則被證明可以保護腎臟[11]。Sakuma 等[12]發(fā)現(xiàn)缺乏Smad3 的小鼠可以防止miR-21的上調(diào)和腎纖維化，因此，通過敲除Smad3 可能會抑制TGF-β 引起的miR-21的上調(diào)。此外，Smad7 高表達可有效抑制纖維化并阻斷核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclear transcription factor-κB，NF-κB）驅(qū)動的腎臟炎癥，與上調(diào)B 細胞抑制劑α 中kappa 光多肽基因增強子的核因子表達有關[13]。

除Smads 家族外，PTEN 是TGF-β 下游的另外一個介質(zhì)，PTEN/Akt 途徑已被證實為TGF-β 下游的另一通路。Zhao 等[14]在體內(nèi)外研究中證實腎小管上皮細胞來源外泌體miR-21 通過靶向PTEN 促進成纖維細胞活化并影響PTEN/Akt 途徑加速腎纖維化的進展，并指出通過敲除外泌體分泌調(diào)節(jié)酶Rab 鳥苷三磷酸酶的Rab27a，可消除成纖維細胞活化并達到改善腎纖維化的目的。血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）是另外一個促纖維化因子，與受體AT1R 激活有關，通過促進膠原纖維的合成以及增強巨噬細胞吞噬能力促進纖維化，Lyu 等[15]發(fā)現(xiàn)在注入AngⅡ的小鼠模型中，過表達的miR-21 可通過抑制PPARα 的表達，激活TGF-β1/Smad3 途徑，增加ECM 蛋白表達誘導腎纖維化，并通過實驗證實PPARα 是TGF-β1/Smad3 途徑的上游負調(diào)控因子，提出通過靶向miR-21調(diào)控AngⅡ可能是治療腎臟疾病的一個有效措施。

在健康組織中，miR-21 相當沉默，僅在損傷時表達活躍，通過沉默或下調(diào)miR-21 水平及其下游的信號蛋白可抑制纖維化的程度[16]。槲皮素是一種具有抗氧化、抗感染、保護腎臟等功效的類黃酮，Cao 等[17]發(fā)現(xiàn)在TGF-β 誘導的HK-2 細胞中，miR-21 表達顯著上調(diào)；而適量劑量的槲皮素可靶向miR-21 的標靶基因PTENT 以及IMP Metallopeptidase 抑制劑3 并增強其表達，下調(diào)TGF-β 誘導的miR-21，降低纖維化標志物如膠原I、纖連蛋白、α 平滑肌肌動蛋白和上皮-鈣黏蛋白的表達，從而抑制腎纖維化的進展并保護腎臟及功能。也有研究表明，可以通過抑制促炎因子釋放來改善纖維化，如通過上調(diào)白細胞介素（interleukin，IL）-10 抑制促炎細胞因子釋放改善TGFβ1 介導的纖維化[18]。另外，Pushpakumar 等[19]發(fā)現(xiàn)硫化氫缺乏以及miR-21 上調(diào)促進了老年腎臟缺血再灌注，加劇腎纖維化，并指出外源性硫化氫療法以及miR-21 拮抗可抑制巨噬細胞介導的炎癥，從而改善纖維化及功能。以上研究表明，miR-21 在纖維化腎臟中表達升高，與相關通路相互作用，因此，靶向miR-21 及其下游信號分子可能具有治療作用并減弱腎纖維化的發(fā)展。

2.2 miR-29 的表達與腎纖維化

miR-29 家族主要由miR-29a、miR-29b-1、miR-29b-2 和miR-29c 組成，主要由兩個基因簇編碼，它們的區(qū)別在于編碼基因組位點不同[20]。成熟的miR-29 可與多種轉(zhuǎn)錄因子特異性結(jié)合，轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)基因表達，調(diào)控下游靶基因，參與多種疾病過程[21]。miR-29在腎臟中廣泛表達，研究表明[22]，miR-29 具有抗纖維化活性，與抑制TGF-β 信號傳導、調(diào)節(jié)ECM 沉積及ECM 相關蛋白有關。miR-29 可調(diào)控多個與纖維化相關的基因，包括COL1A1、COL1A2 和Ⅳ型膠原蛋白等，有研究指出[23]，miR-29 可通過靶向TGF-β1/ Smad信號通路降低膠原蛋白和ECM 相關基因的豐度來抗纖維化。

miR-29 表達異常與多種疾病發(fā)生密切相關。纖維化/炎癥通路如TGF-β/Smads、NF-κB、Wnt/βcatenin 信號通路被激活，會抑制miR-29 的表達，上調(diào)ECM 促進腎臟纖維化[24]。miR-29 也可通過負反饋機制調(diào)控相關通路發(fā)揮作用。miR-29 是TGF-β 的下游靶基因，TGF-β1 通過Smad3 介導與miR-29 啟動子結(jié)合來誘導miR-29 下調(diào)在纖維化和炎癥中發(fā)揮作用[25]。Liu 等[26]在Smad7 基因敲除模型中發(fā)現(xiàn)Smad7 是腎臟的重要保護因子，Smad7 的缺乏會發(fā)生嚴重的腎臟纖維化，其機制可能是Ang Ⅱ誘導的TGF-β/Smad 信號通路傳導被激活，NF-κB 途徑驅(qū)動增強上調(diào)促炎細胞因子如IL-1β 和TNF-α 的表達，增加巨噬細胞浸潤，Smad3 與miR-29 啟動子結(jié)合抑制miR-29 的表達，從而促發(fā)高血壓腎病中纖維化及炎癥的發(fā)生。

Wnt/β-catenin 信號通路是由配體蛋白Wnt 和膜蛋白受體及脂蛋白受體結(jié)合引起β-catenin 積累增多導致纖維化信號轉(zhuǎn)導途徑，在纖維化/炎癥過程具有重要作用[27]。Feng 等[28]發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin 信號通路活化促進巨噬細胞在腎臟中積累，并促進巨噬細胞M2極化發(fā)生腎纖維化，并通過實驗證實抑制Wnt/β-catenin 信號通路傳導可能會減少巨噬細胞M2極化和促纖維化細胞因子表達來減弱腎纖維化。徐渴[29]指出miR-29 過表達可降低促纖維化因子水平，逆轉(zhuǎn)Wnt/β-catenin 通路的促纖維化作用。

miR-29 家族已被充分證明是一種有效的抗纖維化miRNA，在纖維化疾病如心臟纖維化、腎纖維化、肝纖維化、肺纖維化等中表現(xiàn)出高度的抗纖維活性[30]。研究表明，miR-29 作為TGF-β/Smad3 介導的纖維化的下游抑制劑，可通過抑制TGF-β 介導的ECM 蛋白沉積如膠原蛋白1a1、膠原蛋白3a1 來緩解肺纖維化[31]。Wang 等[32]發(fā)現(xiàn)受損腎臟會增加炎癥細胞因子分泌，使得治療性外泌體在受損腎臟呈高水平聚集；而外泌體介導的miR-29 可抑制YY1 的表達及TGF-β 的傳導下調(diào)纖維化因子如膠原蛋白等來緩解腎纖維化。Wang 等[33]證實，AAV 介導的miR-29a 可減輕單側(cè)輸尿管阻塞小鼠的肌肉萎縮和腎纖維化。崩解蛋白金屬蛋白酶參與調(diào)節(jié)信號傳導環(huán)境，其活性會促發(fā)纖維化，miR-29 過表達可阻斷TGF-β 介導的Adam12 和Adam19 上調(diào)并改善腎纖維化[34]。另外，miR-29b 的過表達可以通過抑制PI3K/Akt 信號傳導來抑制AngⅡ誘導的細胞上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而減少腎間質(zhì)纖維化[35]。因此，靶向調(diào)控miR-29 家族和TGF-β 并通過抑制下游致病性介質(zhì)、上調(diào)治療性介質(zhì)可能是治療和緩解纖維化的有效策略。

3 小結(jié)與展望

腎纖維化是慢性腎臟疾病的主要促成因素，為腎臟健康帶來巨大的負擔，尋找有效緩解及逆轉(zhuǎn)纖維化進程的手段是目前迫切需要解決的問題。miRNA 與多種炎癥/纖維化信號通路相互作用，通過調(diào)節(jié)其經(jīng)典途徑TGF-β 信號通路或其他纖維化/炎癥途徑及其下游信號蛋白可抑制或者減弱纖維化。因此，通過靶向調(diào)控相關信號通路可能是改善炎細胞浸潤腎纖維化的有效策略。miR-21、miR-29 作為腎纖維化的靶向miRNA，通過沉默miR-21 或上調(diào)miR-29 可調(diào)節(jié)相關基因表達發(fā)揮腎臟保護作用。

然而，隨著研究深入，我們發(fā)現(xiàn)miRNA 在腎纖維化的作用機制很復雜，相同的miRNA 在腎臟疾病可能發(fā)揮著相反的作用。因此，需要我們?nèi)ヌ剿鱩iRNA 在調(diào)控腎臟疾病時的共性及特異性，希望未來通過不斷探索，明確miRNA 在疾病過程中發(fā)揮不同調(diào)控作用的具體機制，為腎維化疾病的治療提供新見解及新希望。