流行病学作业

《临床流行病学》试卷

学期：2014年秋

学院：第二临床医学院

年级：2014级

专业：肾内科

姓名：李敏

学号：220140902060

循环miR-155与糖尿病肾病的前瞻性队列研究

姓名：李敏学号：220140902060

报告正文

1.立项依据与研究内容（4000-8000字）

（1）项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决

的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录）

1）开展糖尿病肾病机制研究，防止糖尿病肾病是国家的重大需求

糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是常见而严重的糖尿病并发症，其发生率约为糖尿病患者的20%-40%。在西方国家DN已成为终末期肾病（end stage renal disease，ESRD）的第一位原因，也是糖尿病致命的主要原因。在美国每年进入血液透析的患者中，约50%为糖尿病肾病﹝1﹞。在我国，DN在ESRD原因中的比例亦逐年增加，已经成为ESRD的第二位病因。2010年中国98,658名18岁以上人群流行病学调查结果：中国成年人糖尿病患病率11.6%，患者约1.14亿；糖尿病前期患病率估计为50.1%，患者约4.93亿〔2〕。以糖尿病肾病患者经过10～20年50%发展至ESRD计算，未来10～20年我国新增糖尿病肾病引发的尿毒症患者1500万，每年75～100万。将给我国社会经济发展带来沉重负担。但由于糖尿病肾病的发病机制仍不十分清楚，现有的临床治疗一般只能减慢DN向肾功能衰竭的进程，而无法逆转或阻止病情发展，因此研究糖尿病肾病的发病机制是糖尿病肾病防治的关键环节，是国家的重大需求。

2）肾小球内皮细胞损伤是糖尿病肾病发生发展的关键环节

研究证实肾小球内皮细胞（glomerulus endothelial cell，GEnC）的损伤或激活在DN的发生及发展中其重要作用〔3,4〕。首先，GEnC是特殊的毛细血管内皮细胞，是肾小球滤过屏障的重要组成部分，它具有特殊的内皮窗孔结构。在血流动力学上，它承载着高于一般毛细血管内皮细胞的血流压力，其主要功能是滤过屏障而非物质交换。因此，它不同于一般的大血管、微血管和毛细血管内皮细胞，更易受到损伤。其次，GEnC与肾小球基底膜和肾小球系膜细胞紧密相连，所以GEnC 的损伤往往可以导致系膜细胞的病变〔5〕。有研究认为GEnC的损伤，可能是肾小

球系膜细胞病变及肾小球硬化的始动因素〔6〕。再次，GEnC可能在某种程度上决

定了肾小球基底膜的内在性生化和生理特征，其功能的异常可能参与了糖尿病肾脏功能异常及蛋白尿的产生。总之，由于GEnC在肾脏的特殊位置，易受血液中物质

如血糖、血脂和炎症介质影响，因而在DN发病中首当其冲。既往研究认为DN患者持续性血糖代谢紊乱〔7〕、胰岛素抵抗（Insulin resistance,IR）〔8,9〕及脂

毒性刺激〔10〕等均可导致血管内皮功能紊乱，诱导内皮细胞表型转化或凋亡。血管内皮损伤又会加重相关细胞因子调控网络紊乱，形成恶性循环，一方面在肾脏促进肾小球系膜外基质成分产生增多、基底膜增厚、PTC网减少，加重DN肾小球硬

化和肾间质纤维化；另一方面，诱导大血管内皮受损，引起心血管事件的高发生率。因而针对糖尿病及DN发病过程中肾脏血管内皮功能异常变化的深层次机制研究，

对寻找防止DN的新靶点具有重要意义。

3）microRNA-155及其相关靶基因可能参与糖尿病肾病的血管内皮细胞的损伤

MicroRNA（miRNAs）是近来发现的一类调节基因表达的非编码RNA，长度为

20-22bp，由基因组转录。MicroRNA通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体（RISC）降解mRNA或抑制mRNA的翻译，从而调控蛋白表达〔11〕。血清循环microRNA是存在于细胞外的microRNA特殊存在方式〔12〕，其具备调节靶基因的

功能，因此在疾病的发病机制中具有重要的作用。我们前期开展了糖尿病患者血清microRNA谱检测，发现与健康对照组比较糖尿病肾病组早期血清miR-150、miR-

155-5p、miR30e及miR-3196水平显著下降，其中miR-155的表达水平在微量蛋白

尿组和大量蛋白尿组对比有显著差异（P＜0.05），并与DN患者eGFR呈正性相关，与患者的尿蛋白排泄率呈负性相关。已有的研究表明，microRNA-155参与细胞的

分化、增殖、凋亡以及多种生物组织的发育调节过程。近期研究发现microRNA-

155在调节心血管疾病的发病机理中起着重要作用〔13,14〕。MicroRNA-155在自

发性高血压的大鼠主动脉上表达明显低于正常对照组，并与血压呈负相关，microRNA-155和血管紧张素受体1（AT1R）共同表达于血管内皮细胞和平滑肌细胞上，通过抑制AT1R的表达来控制血压及血管内皮细胞的炎症状态。在患有冠状动

脉疾病患者的血清中发现的miRNA-155水平明显下调，提示循环miRNA-155可能参与了患者的心血管事件〔15,16〕。近期huang等的研究发现miRNA-155在糖尿病

肾病患者肾组织表达增高，且主要表达于肾小球血管内皮细胞、系膜细胞和肾小管间质。并且体外实验证实同空白对照组比较，miR-155在高糖刺激2小时后在肾小

球血管内皮细胞表达上调，在4小时达到顶峰，然后减少。并认为miR-155的表达增高，与TNF-ɑ、TNF-β1和NF-κB的表达增高相关，共同参与了炎症介导肾小球内皮细胞损伤〔17〕。

我们通过在线靶基因预测软件TargetScan筛选了KIAA1274、ETS1、CYR61三

个与血管内皮站爱相关的新靶基因作为候选靶基因，并进行双荧光素酶报告发验证，证实ETS1位miR-155的靶基因之一。ETS-1属于E26转化特异序列（E26 Transformation-specific Sequence,ETS）转录因子家族，它是一个血管内皮细胞

特异的转录因子，在血管发育、血管新生、血管重构和炎症反应中扮演重要角色〔18〕。已有研究报道，AngⅡ、血栓素、TNF-ɑ等物质均能激活ETS-1在血管内皮

和平滑肌细胞的表达〔19〕。此外，另有研究发现ETS-1还是与内皮细胞炎症相关

的VCAM-1和MCP-1以及与氧化应激相关NAD(P)H氧化酶亚单位P47的重要转录因

子〔20,21〕。推测相关血管活性物质或细胞因子很可能通过激活ETS-1在内皮细

胞的表达进而引发内皮炎症反应。

基于理论认识和前期工作基础，我们认为循环miR-155可能参与了糖尿病肾脏

损伤的发生机制，并与糖尿病肾病肾小球血管内皮细胞损伤有关，并且循环miR-

155有可能作为生物标志物用于糖尿病肾病的预警和早期诊断。然而循环miR-155

如何与其靶标mRNA相互作用，进而发挥其在DN中调控作用的机制尚不十分清楚。

在前期工作中，我们筛选出ETS1、eNOS、AGTR1等靶基因，验证miR-155通过调控

这些靶基因导致血管内皮细胞功能障碍，促进糖尿病肾病的发生发展。用体外细胞

实验验证了miR-155对肾小球内皮细胞功能障碍的调控作用，也通过建立糖尿病动

物模型，明确循环miR-155在糖尿病和糖尿病肾病发生进展中的作用。

通过本项研究将验证循环miR-155在糖尿病和糖尿病肾病患者中的水平，为临

床预警和早期诊断糖尿病肾病、以及寻找干预新靶点提供实验证据，促进糖尿病肾

病的防治，具有重要的科学价值和临床意义。

参考文献

〔1〕 SatirapojB.Nephropathy in diabetes.Adv Exp Med Biol,2012,771:107- 22.

〔2〕 Xu Yl,Wang L,He J,BiY,Li M,Wang T,Wang L,Jiang Y,Dai M,Lu J,Xu

M,Li Y,Hu N. Prevalence and control of diabetes in Chinese

adults.JAMA,2013,310(9):948-59.

〔3〕 Cheng H,Harris RC.Renal endothelial dysfunction in diabetic nephropathy.Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets,2014,14(1):22-33.