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微小RNA与妊娠期糖尿病的研究进展

更新时间:2009-03-28

通常妊娠期糖尿病(GDM)患者在妊娠前胰岛素的产生、分泌充足,并未发生糖尿病或只有潜在的葡萄糖耐量降低,而妊娠中、晚期其血糖升高,这种具有获得性或慢性胰岛素抵抗的孕妇可能因为胰岛β细胞功能障碍以至循环血糖浓度升高,由此随之所产生的母体高血糖增加了母亲和她的后代的疾病风险。国际妊娠糖尿病协会(IADPSG)于2010年推荐用75 g口服葡萄糖耐量试验帮助诊断GDM[1]。妊娠中、晚期常规筛查确诊GDM,但可干预治疗的时间较少。最近研究发现微小RNA(microRNA,miRNA)是一种潜在的新型生物标记,并且其异常表达与围生期并发症相关,如子痫前期和GDM等[2]。现就miRNA的生物起源及不同miRNA在GDM中的作用机制进行综述。

对比表1和表2,接地极线铁塔横担更换为复合横担后,极导线雷击闪络率略有增加,正极每百公里增加0.020 5次(水平排列)和0.000 1次(垂直排列),负极每百公里增加0.000 4次(水平排列)和0.000 1次(垂直排列)。但接地极线雷击闪络率大幅降低,水平排列线路每百公里降低0.749 9~0.904 5次,垂直排列线路每百公里降低2.343 4~2.394 9次,接地极线的耐雷性能大大提高可大幅降低雷击引起直流线路双极闭锁的概率。

1 miRNA的生物起源与作用机制

miRNA是长度约为22个核苷酸的小型非编码RNA片段,在miRNA生物发生的初始阶段,miRNA存在的基因间区域和内含子被RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ转录由此产生其长度大于70个核苷酸的初级miRNA(pri-miRNA)。在细胞核内,pri-miRNA 加工后被运送至细胞质,在细胞质中被蛋白Dicer进一步加工,切割末端环。剩下的双链miRNA被加载到称为RNA诱导沉默复合物(RISC)的多蛋白复合物中。RISC的核心是argonaute蛋白,解开双链miRNA。在此过程中,去掉1条RNA链,而另1条RNA链保留在RISC内,成为成熟miRNA[3]。由成熟miRNA引导的RISC与目标mRNA的3个3′端非翻译区(3′UTR)结合,导致翻译抑制和(或)转录降解,因此这种miRNA-RISC复合物具有表观遗传调控基因表达的能力[4]

2 miRNA在GDM的发生、发展及早期筛查中的作用

2.1 miR-222 GDM发病的分子机制尚不明确,有研究提示母体内的高雌激素水平与GDM患者中的胰岛素抵抗有关[5-6]。Shi等[7]研究表明miR-222是GDM中上调的miRNA之一,并在3T3-L1脂肪细胞中验证,在雌激素的刺激下miR-222表达增加,增加后抑制雌激素受体及葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的表达,即出现糖代谢障碍、胰岛素抵抗。因此在雌激素诱导的胰岛素抵抗中,miR-222是雌激素受体表达的潜在抑制剂,可能成为GDM的候选生物学标记物及治疗靶标。然而在另一项研究中,分别收集36例GDM患者和36例对照组妇女妊娠16~19周的血液样本,利用微阵列及定量聚合酶链反应(qPCR)进行验证,发现与同孕龄的对照组妊娠妇女相比,GDM患者的 3种 miRNA(miR-132、-29a和-222)表达量均显著降低,提示GDM患者的miRNA特异性差异表达可以作为早期预测GDM发生的生物学标记物[8]

为使硫磺回收装置满足更高的排放要求,通常需要后接尾气处理单元。现有装置大多采用两级克劳斯+加氢还原胺液吸收工艺。尾气处理装置的净化尾气组成见表1。

2.2 miR-518 GDM产妇的足月胎盘组织与正常血糖产妇相比,miR-518表达上调,荧光素酶报告基因检测提示过氧化物酶增殖激活受体α(PPARα)是miR-518的靶基因,miR-518浓度与PPARα蛋白浓度呈负相关[9]。PPARs是调节脂类代谢和能量代谢相关基因的转录因子[10],表明GDM患者中,miR-518在胎盘的异常表达可能与脂类代谢及能量代谢有关[9]

式中:假设6B型燃气轮机、LM2 500型天然气内燃机和J920型天然气内燃机计划建设台数分别为x、y和z,x、y、z均为非负整数;单台机组造价分别为A、B和C(万元/台);单机容量分别为I、J和K(MW);岛内电厂供电能力和“十三五”内新增气电容量之和为L(MW);远景最大负荷为P(MW);岛内备用容量为R(MW)。

3.2 miR-130-3p和miR-148a-3p Tryggestad等[17]将7例GDM患者的新生儿脐静脉内皮细胞作为研究组,12例血糖正常产妇的新生儿脐静脉内皮细胞作为对照组,利用miRNA微阵列技术检测GDM患者中上调表达的miRNA,并通过qPCR技术进行验证,结果显示 miR-126、miR-126-3p、miR-130b-3p、miR-148a-3p、let-7a-5p和let-7g-5p的表达上调,并且京都基因与基因组百科全书(KEGG)提示多个靶基因参与相关miRNA的代谢通路。体外细胞实验转染miR-130-3p和miR-148a-3p,在转录信使RNA水平上减少AMP依赖的蛋白激酶α1(AMPKα1)的表达,同样AMPKα1的蛋白水平在GDM患者胎盘中提示表达下调[17]。AMPK复合物(AMPKα1是其主要功能成分)是能量平衡的重要酶之一,调节参与脂肪酸合成、蛋白质合成和葡萄糖代谢途径[18]。AMPKα1下调可能有助于解释Short等[19]报道的GDM患者子代脂肪酸氧化减少,并可能增加其晚年发生心脏病或代谢性疾病的风险。

总之,miR-222、miR-518及miR-143可能都是涉及GDM病理生理学的miRNA。妊娠期检查血中特异性稳定表达的miRNA,比传统的口服葡萄糖耐量试验(OGTT)操作简单,重复性及孕妇依从性相对较好,并且妊娠中期检测差异表达的miRNA,可以早期干预GDM,改善妊娠结局,目前此研究仍处于初步阶段[15]

3 GDM中异常表达的miRNA对胎儿的影响

3.1 miR-508-3p 在一项GDM与巨大儿的研究中,Li等[16]在GDM及健康对照组的胎盘组织中通过miRNA测序技术提示miR-508-3p在GDM中高表达,生物信息学技术预测及蛋白水平上进行验证,miR-508-3p的靶基因PIKfyve低表达,而与胎盘及胎儿生长正相关的靶基因通路表皮生长因子受体/磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(EGFR/PI3K/AKT)高表达,进一步说明GDM中上调的miRNA通过激活EGFR信号通路来增加巨大儿的发生风险。

2.3 miR-143 瓦博格效应(Warburg effect)提示,即便在周围氧气供应充足的情况下,肿瘤细胞的能量供应主要依靠糖酵解或有氧糖酵解,而不是线粒体氧化磷酸化[11]。母亲肥胖与线粒体的氧化磷酸化功能降低有关[12],而其也是GDM高危因素之一[13]。一项关于miR-143调节GDM患者胎盘线粒体呼吸功能与糖代谢关系的研究指出,GDM患者胎盘组织中线粒体功能降低,糖酵解增加,miR-143低表达,其靶基因葡萄糖代谢酶HK-2上调,蛋白激酶B/雷帕霉素靶蛋白(AKT/mTOR)的活化增加[14]。在胚胎滋养层细胞中增加miR-143的表达之后,线粒体的呼吸功能有所改善且糖酵解酶的表达减少,推测GDM患者胎盘组织中低表达的miR-143介导了线粒体氧化磷酸化向糖酵解途径的转换[14]

3.3 miR-17/92 Zhu等[20]选取孕16~19周的10例GDM患者为研究组和10例血糖正常孕妇为对照组进行研究,采用新一代测序技术分析其血浆中的miRNA水平,根据其miRNA表达水平采用实时定量 PCR技术对 hsa-miR-16-5p、hsa-miR-17-5p、hsa-miR-19a-3p、hsa-miR-19b-3p 和 hsa-miR-20a-5p这5种上调miRNA进行验证,并采用基因本体论(Gene ontology)和通路分析来预测这些miRNA靶基因与胰岛素抵抗相关因子[胰岛素受体底物1(IRS-1)、IRS-2、SOS-1、丝裂原活化蛋白激酶 1(MAPK-1)],炎症转化生长因子 β(TGF-β)信号传导途径和能量平衡(mTOR信号传导途径)的相关性。这些miRNA(除外miR-16)是miR-17/92簇的一部分,与血管生成有关[16],并通过靶基因RB1和SMAD4调节滋养层细胞生长周期参与胎盘发育过程[21]。miR-17/92在巨大儿的母体血清及胎盘组织中高表达,因此推测miR-17/92在分子机制上调控巨大儿的发生,可作为预防巨大儿的早期筛查标记物[21]

总之,miRNA不仅在分子水平上参与GDM发生、发展,而且对GDM患者的新生儿也有直接或者间接的影响。血浆中的miRNA稳定存在,RNA水平上易于扩增和分析,可成为筛查特异性指标的生物学标记[22],但因研究的方法学、样本量、种族等差异导致miRNA研究结果的特异性和重复性很低[23]

4 展望

GDM在世界范围内的患病率逐渐增加,已成为世界卫生组织日益关注的一部分。在表观遗传学领域,目前的研究支持miRNA在胎盘发育及细胞通路中有重要作用,且母体循环中的miRNA可以作为新一代生物学标记,可能为明确GDM的病理生理机制及其对新生儿的影响提供了一个新的途径。

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刘娇,韩莹,张云山
《国际妇产科学杂志》2018年第02期文献

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