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    缺血/缺氧損傷是導致各種急、慢性腎臟病發病和進展的關鍵機制。缺氧是缺血損傷發生中最早的環節，缺血性腎損傷的發生涉及缺氧導致的能量耗竭、氧化應激和炎癥反應等多個復雜的病理生理過程。低氧誘導因子（hypoxia inducible factor，HIF）是細胞對低氧產生反應性調節的核心，在腎臟對缺血/缺氧的反應調節中起重要的調控作用。

    一、低氧誘導因子是細胞氧自穩態的重要調節因子

    作為維持氧自穩平衡的核心調控因子，HIF調控多種低氧應答基因的表達，這些基因產物或能增加缺氧組織的氧供和運輸能力，或能降低細胞耗氧量，從而緩解氧供求之間的矛盾以維持內環境的穩定，使機體對缺血缺氧產生耐受和適應。

    我們的前期研究已證實適度上調HIF表達可減輕急慢性缺血性腎損傷的程度，隨著研究的深入，我們發現缺血/缺氧損傷時HIF所介導的適應性反應并非全部對機體有利，其介導的即時適應性反應主要涉及能量代謝和血管擴張等，有利于減輕缺血/缺氧誘導的腎損傷；而HIF介導的長期適應性反應，一方面通過增加紅細胞生成和血管新生等來提高臟器對缺血/缺氧的耐受性，另一方面長期的HIF活化可促纖維化、促使腎小管上皮細胞向間充質細胞轉分化和促進炎癥反應，其作用可能是不利的。

    二、microRNA——基因表達的重要調控因子

    腎臟疾病發病機制如此復雜，如何來解釋上述現象？從單個基因或單一調控途徑的角度已無法全面、準確地詮釋缺血性腎損傷的發病機制，隨著系統分子學概念的出現和該學科的發展，取代而之的是分子調控網絡，其中微小RNA（microRNAs，miRNAs）處于重要位置。后者作為系統分子醫學的奠基石之一，也是開啟通向各種生命奧秘之門的鑰匙。

    miRNAs是一類內源性非蛋白質編碼的RNA序列，長約20～25個核苷酸，是基因表達的重要調控因子。目前人類基因組中已確認的miRNA已達700多個（大鼠348，小鼠568），它們參與的基因調控是遺傳程序中最基本、最古老和最原始的一步，它能操縱轉錄后水平，通過完全或不完全與靶mRNAs的3‘非翻譯區互補結合，降解靶mRNAs或抑制其翻譯，從而有效抑制相關蛋白的合成。現有的研究證實，人類編碼蛋白的基因中至少有1/3被miRNAs所調控，而在單個靶基因的3’非翻譯區中也發現能與多個miRNAs互補的位點，提示miRNAs組合調控模式十分復雜。miRNA即扮演著“管理員”的角色使生命活動有條不紊地進行，又是決定某些關鍵事件的分子開關，并能有效沉默機體所不需要的靶基因，其廣泛涉及細胞最基本的所有生命活動過程，如分化、增殖、代謝和凋亡等，在個體發育和一些疾病尤其是腫瘤發病中的作用越來越受到關注，并已成為治療研究的重要靶點。為此，miRNAs被《Science》雜志評為2002年十大科技突破之首，成為生物學研究的一大熱點。

    三、缺氧相關microRNAs——HIF相關的重要調控因子

    近年來越來越多的研究證實，miRNAs在缺氧導致的一系列病理生理反應中起重要調節作用。眾所周知，缺氧是腫瘤微環境的基本特征之一，在腫瘤研究中發現一系列的缺氧相關miRNAs（hypoxia-regulated microRNAs，HRMs），包括缺氧時表達上調的miRNAs（miR-30,23a,210,27a,192等）以及表達下調的miRNAs（miR-15b,20a,122a等）。一些學者發現HRMs的啟動子存在HIF的結合位點，通過HIF基因轉染和siRNA技術分別過量表達或抑制HIF后，HRMs的表達豐度也出現相應的改變，表明了HIF是缺氧條件下某些HRMs表達的關鍵調節因子。由于上述研究結果，使人們對HIF的調控機制有了新的認識。目前認為，HIF對下游基因的調控有兩條途徑，一是經典途徑，HIF對下游基因表達的直接調控；二是近年來發現的新途徑，HIF通過調控HRMs來間接調控靶基因。有報道腫瘤細胞在缺氧情況下，HIF-1通過下調miR-20a,20b的表達，使miR-20a,20b的靶基因VEGF表達上調，從而促使血管新生，改善細胞缺氧。miR-21作為HRMs之一在多數腫瘤組織中過量表達，并且HIF的結合位點被發現存在于pri-miR-21轉錄起始點上游大約2kb的位置。由此推測HIF可能是促進缺氧條件下miR-21表達的調節因子之一。已有文獻報道小鼠單側腎動脈夾閉后，腎組織miR-21豐度的動態變化呈和HIF表達規律相似，提示miR-21與HIF兩者間的相關性。

    由于單一miRNAs可調控一組相關基因的表達，并且miRNAs在轉錄后水平影響基因翻譯，不涉及到靶基因的轉錄，直接影響靶基因的蛋白質表達水平。因此，在HIF的基因調控中，HRMs途徑可能起著更為重要的作用，而以HRMs為靶點的干預可能成為新的更有效的治療手段。

    四、HRMs在缺血/缺氧腎損傷發病中的作用

    miRNAs參與調控人類以及嚙齒類動物（大鼠和小鼠）腎臟發育和正常生理過程已有文獻報道，而新近研究發現某些miRNAs的異常表達與一些腎臟疾病的發病關聯，如miR-192和miR-377的表達異常與糖尿病腎病發病相關，miR-15a參與多囊腎的發病，miR-29家族在大鼠UUO模型和鹽敏感高血壓大鼠模型中參與腎小管間質纖維化的發病。然而，HRMs在急性缺血性腎損傷中的作用還不是很明確。Wei等人研究發現小鼠腎臟近端小管Dicer敲除后，能更好地耐受缺血再灌注腎（ischemia/reperfusion,I/R）損傷，提示腎小管上皮細胞的Dicer或某些關鍵的miRNA在I/R中起關鍵作用。Godwin等通過microarray分析發現，小鼠腎臟miRNAs的表達豐度在30min缺血后再灌注12h和48h后出現顯著改變，其中部分miRNAs的豐度改變依賴于腎臟再灌注時間。我們近期的研究發現晚期缺血預適應減輕小鼠腎臟缺血再灌注損傷的機制與miR-21表達上調有關，敲低miR-21導致PDCD4表達上調并加重細胞凋亡和I/R腎損傷；而miR-21表達上調依賴于HIF-1α的活化，抑制HIF-1α表達則減少CoCl2誘導的miR-21表達上調。

    目前有關HRMs在慢性缺血缺氧腎損傷中的研究也較少。我們的前期工作中已經典的5/6腎切除大鼠作為研究慢性缺血缺氧腎損傷的模型，發現大鼠殘腎組織的低氧狀態在整個觀察期間均存在。殘腎組織miR-29c水平的下調與殘腎腎功能進行性減退相關；而適度活化HIF可上調miR-29c表達，并下調膠原纖維和張力纖維的表達，從而減輕慢性缺氧所致的腎小管間質病變，后者可能是誘導缺氧耐受的重要機制。由此我們推測，在低氧環境中，作為基因重要調控因子的HRMs不僅是聯系作為氧感受器的脯氨酸羥化酶（PHDs）-HIF-效應靶基因間的共同樞紐，也是精確調控機體從感受低氧-耐受缺氧整個過程的關鍵因子。

    近年的研究表明慢性腎臟?。–hronic Kidney Disease,CKD）時普遍存在腎小管-間質的缺血缺氧，同時還證實在CKD（包括腎小球疾?。┻M展中，腎小管-間質損傷的作用比腎小球損傷更為重要。體外誘導的腎小管上皮細胞間充質轉分化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）模型和體內單側輸尿管梗阻UUO小鼠模型是研究腎小管間質病變的經典模型之一。我們發現體外培養的HK-2經誘導發生EMT后，miR-382水平隨EMT出現而顯著上調；UUO小鼠術后第7天時患側腎組織miR-382水平較對側腎組織上升5倍。抑制miR-382表達可部分逆轉EMT，后者可能與miR-382調控氧化還原反應有關。提示miR-382的高表達可能是腎小管間質缺血缺氧損傷的結果，前者通過氧自由基損傷等途徑參與EMT轉化、繼而導致腎小管間質病變的加重。

    由于一個miRNAs調節多個靶基因，目前的挑戰是鑒定miRNAs所調節的靶基因。如何高效、準確地預測HRMs-靶基因對并進行功能鑒定，是miRNAs研究領域中的技術關鍵和研究瓶頸。一旦明確腎臟缺血/缺氧損傷反應中關鍵的HRMs并驗證其功能，不僅有助于闡明腎臟缺血/缺氧損傷的發病關鍵機制，并可望為腎臟病的防止策略提供新的治療靶點和干預途徑。