现代医学技术在肾脏病中的应用与展望-爱肾医疗.DOC

中华医学会肾脏病学分会2009年学术年会 专题汇编 大会报告 · PAGE 202 · · PAGE 203 · 现代医学技术在肾脏病中的应用与展望 解放军总医院 全军肾脏病研究所暨重点实验室 陈香美 近年来现代医学技术得以快速发展，人类基因组计划完成之后，微小RNA（miRNA）、蛋白质组学、干细胞以及医学影像技术的研究方兴未艾。这些现代医学技术的发展在解析人类疾病本质、筛选疾病生物学标志以及疾病的诊断和治疗上显示出重要作用。了解、掌握这些技术，对于阐明肾脏病发病、进展机制以及早期诊断、有效治疗肾脏病，提高肾脏病的临床诊治水平，具有非常重要意义。 一、微小RNA（miRNA）与其在肾脏应用的展望 微小RNA（miRNA）是一类高度保守的、内源性、长度约为20～25 nt 的非蛋白编码小分子RNA，发现于1993年。miRNA具有高度的保守性，估计在人类约有1000 种不同的miRNA，在转录后水平调节生长、发育、分化、疾病相关基因的表达。目前研究表明：30 %的人类基因受miRNA的调节，并且每一个 miRNA可调节几百个目的基因的表达，同样一个目的基因可受到多个 miRNA的调节。miRNA主要通过mRNA的降解和翻译的抑制来介导转录后基因调节：miRNA与靶mRNA完全或接近完全互补配对时导致mRNA剪切，随后RNA降解；而不完全互补配对时则导致翻译抑制。在动物中，大多数 miRNA 通过抑制翻译而下调基因表达，而在植物中则通过引起 mRNA降解发挥作用。此外，miRNA也可通过mRNA快速的脱腺苷化作用导致mRNA的降解。 miRNA与小干扰RNA（siRNA）并不完全一致。其相同点是：①长度都约22 nt左右；②同是 Dicer 产物；③生成都需Argonaute家族蛋白的存在；④同是 RISC的组分。因此，siRNA 和 miRNA介导的沉默基因作用机制有所重叠。但其存在明显不同：①来源不同，miRNA来源于内源转录，siRNA来源于转基因或病毒RNA；②Dicer对miRNA前体的加工是不对称的，miRNA一般仅来自含茎环结构RNA前体的一侧臂，而 siRNA 则是对称来源于双链 RNA前体的两侧臂；③miRNA是单链的，而siRNA则是双链；④miRNA参与动植物正常的生长发育基因调控，而一般认为 siRNA不参与正常的基因调控；⑤ miRNA 通过与靶 mRNA 3’的基因非编码区部分碱基互补配对，抑制 mRNA的翻译，调节靶基因的表达，而siRNA 能精确识别位于外显子区域的互补靶序列，通过其反义链和靶 mRNA共同组成RISC，导致靶序列的降解，因此miRNA主要在翻译水平起作用，而siRNA为转录后水平调控；⑥siRNA与靶mRNA完全互补配对结合，miRNA与靶RNA并不完全互补，存在错配现象。miRNA 在亲缘关系比较近的物种间是比较保守的，而内源性的siRNA序列变化较大；⑦miRNA主要在蛋白质合成水平发挥作用，siRNA miRNA具有重要的生理作用，是组织正常发育所必须；但也参与许多疾病的发生发展。研究表明：有300多种miRNA在心脏中大量表达，miR-1在正常或心肌梗塞的大鼠中过度表达可导致心律失常发生，而通过反义抑制剂消除心肌梗塞大鼠miR-1可改善心律失常发生；miR-133过度表达能抑制心肌肥厚，相反抑制 miR-133 能导致心肌的持续性肥厚；miR-195过表达可导致心肌的病理性生长和心衰的发生。miR-375 能负性调节胰腺β细胞胰岛素的分泌，let-7c能够增加脂肪细胞 PPAR-γ2的表达，miR-122 能直接调节脂质代谢，miR-29 高表达能导致脂肪细胞胰岛素抵抗。在肾脏疾病研究中，miRNA的研究才刚刚起步：miRNA芯片筛选结果显示，在IgA肾病中35个miRNA表达显著上调，31个miRNA表达显著下调；狼疮性肾炎患者66个miRNA表达水平与正常人有显著性差别；肾移植排斥患者中，有20个miRNA表达水平与对照组有显著性差别。因此，未来miRNA有可能作为IgA肾病、狼疮性肾炎以及肾移植后排斥反应的生物学标志以及评估疾病进展的指标。此外，研究发现miR-192和miR-377可促进细胞外基质沉积，miR-200和miR-205可促进上皮细胞-间充质细胞转分化，说明miRNA在肾组织纤维化发生上具有重要的调节作用。 二、蛋白质组学及其在肾脏病的应用 蛋白质组学的概念是1994年澳大利亚学者Wilkins和William提出，是指基因组表达的全部蛋白质，或细胞、组织、机体在特定时间和空间所表达的所有蛋白质，而不局限于一个或几个蛋白质。蛋白质组学从整体角度分析蛋白质组成成分、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之间的相互作用与联系，揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律