環狀RNA在狼瘡腎炎患者中的研究進展

周婭麗，朱慶煥，鄧丹琪

（昆明醫科大學第二附屬醫院皮膚性病科，云南 昆明 650101）

系統性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是一種常見的臨床慢性系統性自身免疫性疾病，其發病率約為30/10 萬—150/10 萬，主要影響育齡期女性，男女比例約為1 ∶9［1］。目前其病因及發病機制未明確，遺傳、環境和激素在SLE 的發病中都發揮重要作用［2］。狼瘡腎炎（lupus nephritis，LN）是SLE 最嚴重的并發癥之一，也是SLE 患者發病和死亡的主要危險因素之一，特別是在病情活動或嚴重的SLE 患者中，部分可能進展為終末期腎病，給患者及其家庭帶來巨大的痛苦和經濟負擔［3］。LN患者的診斷和監測目前仍然依賴于腎活檢，使患者暴露于各種風險，且不能提供疾病預后的縱向信息，隨著研究技術的進步，基因組學、轉錄組學、蛋白組學和代謝組學技術的廣泛應用，逐漸發現了一些具有應用前景的LN 生物標志物［4］。近年研究表明環狀RNA（circular RNA，circRNA）參與了許多疾病的發生發展過程，例如神經系統疾病、自身免疫性疾病、心血管疾病和腫瘤等，其表達與炎癥、疾病風險、嚴重程度和疾病復發具有較強的相關性，同時還可用作疾病的診斷和治療預后分子生物標志物［5，6］。目前對于circRNA 在狼瘡腎炎患者的作用也有相關研究，并且有望作為此類疾病診斷標志物或治療靶標。本文將對circRNA 在LN 患者中表達及其機制研究的新進展進行綜述。

1 circRNA 的生物學功能

circRNA 是一類客觀存在于生物體內的非編碼RNA 分子，其由外顯子或內含子反向剪接形成的具有閉合環狀結構，在不同物種中具有高度保守性，但在不同組織、不同發育階段和不同疾病中又具有其特異性。由于其沒有5'帽子結構或3'poly（A）結構，circRNA 能夠不受RNA 外切酶的影響，因此比大多數線性RNA 穩定［7］。circRNA 可作為競爭性內源 性RNA（competitive endogenous RNAs，ceRNA）調控基因轉錄，參與多種疾病的發病過程，同時其衍生的假基因可以插入基因組［8］。目前已被證實circRNA 功能主要包括：①circRNA 可以作為微小RNA（microRNA 或miRNA）海綿，靶向吸附結合miRNA，競爭性抑制miRNA 對下游mRNA 的調控作用；② circRNA 還可與RNA 結合蛋白（RNAbinding protein，RBP）結合并影響其功能和易位；③充當轉錄調節因子調控基因轉錄；④ 翻譯功能：某些circRNA 調節轉錄并編碼蛋白質［9］。有研究發現circRNA 通過結合雙鏈 RNA 激活蛋白激酶R（dsRNA-activated protein kinase R，PKR），作 為PKR 激活劑在抗病毒及系統性紅斑狼瘡的先天免疫中發揮重要作用［7，10］。還有研究表明在腎臟分泌的外泌體中還發現了circRNA［11］，表明circRNA 不僅在腎臟疾病的進展中起關鍵作用，而且還可能作為新的具有潛力的診斷生物標志物和治療靶標［12］。

2 circRNA 在狼瘡腎炎中的表達情況

LN 患者與健康對照者的circRNA 表達譜存在明顯差異。Ouyang 等［13］通過芯片分析5 例LN、5 例SLE 不合并LN，以及5 例健康對照血漿中差異表達的circRNA，結果發現與SLE 不合并LN 組、健康對照組相比，血漿circRNA_002453 在LN 組的表達升高，差異有統計學意義。崔思婉［14］通過收集LN患者及對照組腎臟組織，進行高通量測序后發現73個表達上調和86 個表達下調的circRNA，其中hsa_circ_0007379 顯著下調。Zhang 等［15］發現LN 患者腎組織中hsa_circ_0123190 表達明顯降低。Luan［16，17］通過收集LN 患者腎臟活檢組織和正常人腎的RNA深度測序分析差異表達的circRNA，一共發現有171個差異表達2 倍以上的circRNA，其中39 個circRNA是首次確定，在LN 中顯著上調的有環狀RNA 人白細胞抗原C（circular human leukocyte antigen C，circHLA-C），還發現在下調程度最高的circRNA 是編碼在線粒體基因組中circMTND5。Guo 等［18］使用微陣列分析評估了SLE 患者腎活檢樣本中異常的circRNA 表達。LN 患者腎臟中部分circRNA 的表達顯著低于對照組，尤其是circ_0007059，同時進行RT-qPCR 進行驗證表明LN 樣本中circ_0007059 的水平低于健康對照。鑒于circRNA 的穩定性，這些異常表達的circRNA 可能可以作為LN 的生物標志物，以提高LN 早期診斷的敏感性及特異性，表1 總結了與LN 相關的表達。

表1 與狼瘡腎炎相關的環狀RNA

3 circRNA 作為競爭性內源RNA 在狼瘡腎炎中的作用

circRNA 可作為競爭性內源RNA，具有miRNA海綿的功能，能夠吸附與人類疾病相關的靶miRNA并阻斷其功能，從而影響包括自身免疫性疾病在內的人類疾病的發生發展［22］。circRNA 通過海綿miRNA 參與各種疾病的發病。Luan 等［16］發現miR-150 與LN 患者的腎臟慢性指數呈正相關，后進行生物信息學分析預測發現miR-150 受circHLA-C 的調控，并且與circHLA-C 有完美匹配位點，同時發現LN 患者腎臟miR-150 與circHLA-C 呈負相關趨勢，circHLA-C 可能通過吸附miR-150 參與狼瘡腎炎的發?。?0］。Zhang 等［15］通過二代測序（next generation sequencing，NGS）識別3 例未治療LN 患者和3 例正常對照組腎臟組織的不同表達的環狀RNA，通過qRT-PCR 驗證發現hsa_circ_0123190 可能作為ceRNA，海 綿 化hsa-miR-483-3p 來 調 節APLNR 的表達參與LN 的發病。Guo［18］用I 型干擾素（interferon，IFN）處理腎系膜細胞（RMCs）和HEK293 細胞以誘導腎炎細胞模型中的LN 表型，IFN 處理降低了circ_0007059 的表達，表明circ_0007059 參與了LN進展。同時還發現circ_0007059 作為miR-1278 的海綿，miR-1278 可以靶向SHP-1 的3 個非翻譯區域。circ_0007059 通過抑制miR-1278/SHP-1/STAT3 信號傳導保護細胞活力并減少腎炎細胞模型中的炎癥，但該實驗主要在動物模型身上完成，還需要體內實驗進一步證實。Luan 等［17］研究者發現circMTND5 在人腎組織和HK-2 腎小管細胞中作為MIR6812 的海綿，以及circMTND5/MIR6812/UCP2 通路參與LN 腎線粒體損傷和腎纖維化。LN 患者的腎臟病變包括腎小球、腎小管、腎間質和腎血管等，狼瘡腎炎的病理分型中包括了節段硬化性腎小球腎炎，Cui 等［23］發現通過circZNF609 海綿miR-615-5p 參與局灶節段性腎小球硬化的發病機制，但還需進一步實驗驗證在LN 患者中的作用。TIAN［19］等研究后首次闡明了雌性NZB/WF1 小 鼠LN 發 育 中 的circRNA 分 析 和circRNA、miRNA 相互作用，發現了mmu_circRNA_34428 可以在LN 進展中發揮重要作用，但還需要進一步體內實驗證明。

4 circRNA 在狼瘡腎炎中的潛在臨床價值

近年來，盡管LN 患者的治療取得了較大的進展，糖皮質激素、免疫抑制劑和生物制劑的使用使得LN的預后已經取得極大改善，但仍有10%左右的LN患者發展為終末期腎病，給患者和社會帶來沉重的負擔。因此，早期診斷及闡明LN 的發病機制，對改善LN 患者的治療和預后至關重要［24］。circRNA 已被發現可能是診斷各種疾病的理想生物標志物，在肝癌、胃癌、心血管疾病等疾病中的發病及病情發展中有一定的應用價值［25，26］。隨著研究的不斷深入，逐漸發現部分circRNA 也有可能是LN 患者的生物標志物，提示circRNA 在狼瘡腎炎中具有潛在的臨床價值。

崔思婉［14］通過KEGG 通路富集分析發現hsa_circ_0007379/miR-7977/NR4A1 調控網絡通過在PI3K/Akt、MAPK 信號通路上發揮作用進而參與LN 的發病，推想hsa_circ_0007379 的低表達與miR-7977 的競爭性結合減弱，下調NR4A1 的表達，通過PI3K/Akt 和MAPK 信號通路影響LN 的發病。qRT-PCR 驗證發現與對照組相比，LN 患者的腎臟組織hsa_circ_0007379表達水平下調、NR4A1mRNA 表達水平下調、miR-7977 表達水平上調；hsa_circ_0007379 的表達水平與LN 患者的肌酐水平、24h 尿蛋白、腎小球濾過率、LN 的活動性指數、慢性化指數、SLEDAI 評分和紅細胞沉降率無明顯相關性，但NR4A1 的表達水平與白細胞和補體C3 呈正相關。Luan［16］發現circHLA-C在LN 中顯著上調，并且與患者的24h 尿蛋白、血肌酐水平、新月體腎小球在總腎小球中的百分比和腎臟活動指數顯著正相關。Ouyang QQ［13］等分析發現血漿上調的circRNA_002453 與LN 腎損害相關，其與24h 蛋白尿、腎臟SLEDAI 評分呈正相關，可反映LN 腎損害，ROC 分析表明，血漿circRNA_002453的曲線下面積為0.906［95%CI（0.838-0.974），P＜0.001］，用來區分LN 患者和對照組（無LN 的SLE 患者、類風濕性關節炎患者和健康對照者），敏感度為0.900 和特異度為0.841，可能可作為LN 新的診斷性的生物標記物。Zhang［15］等發現LN 患者外周血hsa_circ_0123190 表達下調，與血清肌酐水平呈負相關，提示其可能參與了LN 患者的腎損傷。ROC 曲線分析結果表明，區分LN 患者和正常組時外周血中hsa_circ_0123190的曲線下面積（AUC）為0.900（95%CI 0.7659-1.034，P=0.0025）。hsa_circ_0123190 區 分LN 患者和對照組的最大約登指數（敏感性和特異性）為70%（90%和80%），相應的臨界點為0.6773，故外周血中的hsa_circ_0123190 可能是一種新的有前景的診斷和無創LN 患者的生物標志物。雖然目前還缺乏circRNA 在LN 中更多的分子機制的證據，但未來的研究將確定和闡明circRNA 在LN 中的功能，并最終有助于診斷和治療。

5 總結與展望

LN 是造成SLE 患者的早期發病死亡和致殘的重要危險因素之一，也是終末期腎病的主要病因之一。近年來，circRNA 作為RNA 領域最新的研究熱點，憑借其結構穩定和生物學功能多樣等特點在LN 中的作用引起了研究者的極大關注，研究發現LN 患者的血液、細胞或組織中均存在差異表達的circRNA，這些circRNA 可能通過多種機制調控固有免疫或適應性免疫應答進而參與疾病的發生發展。此外，circRNA可能也可作為LN 患者診斷和治療的生物標志物之一。目前與LN 相關的circRNA 研究主要集中在尋找和鑒定差異表達的circRNA 等描述性研究上，其海綿作用如何最大調控靶基因與miRNA 之間的競爭，以及基因的多元化仍是目前亟待解決的難題。將circRNA 作為LN 診斷和治療的靶點仍然有著較大的潛在價值，未來需要進一步深入探索。今后研究重點可能將著重于circRNA 在LN 疾病發生發展的具體作用機制，這將為理解LN 的發病機制，開發診療新靶點提供巨大幫助。