缺血/缺氧損傷是導(dǎo)致各種急、慢性腎臟病發(fā)病和進展的關(guān)鍵機制。缺氧是缺血損傷發(fā)生中最早的環(huán)節(jié)，缺血性腎損傷的發(fā)生涉及缺氧導(dǎo)致的能量耗竭、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)等多個復(fù)雜的病理生理過程。低氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF）是細胞對低氧產(chǎn)生反應(yīng)性調(diào)節(jié)的核心，在腎臟對缺血/缺氧的反應(yīng)調(diào)節(jié)中起重要的調(diào)控作用。

    一、低氧誘導(dǎo)因子是細胞氧自穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)因子

    作為維持氧自穩(wěn)平衡的核心調(diào)控因子，HIF調(diào)控多種低氧應(yīng)答基因的表達，這些基因產(chǎn)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(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，使機體對缺血缺氧產(chǎn)生耐受和適應(yīng)。

    我們的前期研究已證實適度上調(diào)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(fā)現(xiàn)缺血/缺氧損傷時HIF所介導(dǎo)的適應(yīng)性反應(yīng)并非全部對機體有利，其介導(dǎo)的即時適應(yīng)性反應(yīng)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(dǎo)的腎損傷；而HIF介導(dǎo)的長期適應(yīng)性反應(yīng)，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(zhì)細胞轉(zhuǎn)分化和促進炎癥反應(yīng)，其作用可能是不利的。

    二、microRNA——基因表達的重要調(diào)控因子

    腎臟疾病發(fā)病機制如此復(fù)雜，如何來解釋上述現(xiàn)象？從單個基因或單一調(diào)控途徑的角度已無法全面、準確地詮釋缺血性腎損傷的發(fā)病機制，隨著系統(tǒng)分子學(xué)概念的出現(xiàn)和該學(xué)科的發(fā)展，取代而之的是分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，其中微小RNA（microRNAs，miRNAs）處于重要位置。后者作為系統(tǒng)分子醫(yī)學(xué)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(nèi)源性非蛋白質(zhì)編碼的RNA序列，長約20～25個核苷酸，是基因表達的重要調(diào)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(diào)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(zhuǎn)錄后水平，通過完全或不完全與靶mRNAs的3‘非翻譯區(qū)互補結(jié)合，降解靶mRNAs或抑制其翻譯，從而有效抑制相關(guān)蛋白的合成?，F(xiàn)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(diào)控，而在單個靶基因的3’非翻譯區(qū)中也發(fā)現(xiàn)能與多個miRNAs互補的位點，提示miRNAs組合調(diào)控模式十分復(fù)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(guān)鍵事件的分子開關(guān)，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(fā)育和一些疾病尤其是腫瘤發(fā)病中的作用越來越受到關(guān)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(xué)研究的一大熱點。

    三、缺氧相關(guān)microRNAs——HIF相關(guān)的重要調(diào)控因子

    近年來越來越多的研究證實，miRNAs在缺氧導(dǎo)致的一系列病理生理反應(yīng)中起重要調(diào)節(jié)作用。眾所周知，缺氧是腫瘤微環(huán)境的基本特征之一，在腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)一系列的缺氧相關(guān)miRNAs（hypoxia-regulated microRNAs，HRMs），包括缺氧時表達上調(diào)的miRNAs（miR-30,23a,210,27a,192等）以及表達下調(diào)的miRNAs（miR-15b,20a,122a等）。一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)HRMs的啟動子存在HIF的結(jié)合位點，通過HIF基因轉(zhuǎn)染和siRNA技術(shù)分別過量表達或抑制HIF后，HRMs的表達豐度也出現(xiàn)相應(yīng)的改變，表明了HIF是缺氧條件下某些HRMs表達的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。由于上述研究結(jié)果，使人們對HIF的調(diào)控機制有了新的認識。目前認為，HIF對下游基因的調(diào)控有兩條途徑，一是經(jīng)典途徑，HIF對下游基因表達的直接調(diào)控；二是近年來發(fā)現(xiàn)的新途徑，HIF通過調(diào)控HRMs來間接調(diào)控靶基因。有報道腫瘤細胞在缺氧情況下，HIF-1通過下調(diào)miR-20a,20b的表達，使miR-20a,20b的靶基因VEGF表達上調(diào)，從而促使血管新生，改善細胞缺氧。miR-21作為HRMs之一在多數(shù)腫瘤組織中過量表達，并且HIF的結(jié)合位點被發(fā)現(xiàn)存在于pri-miR-21轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)因子之一。已有文獻報道小鼠單側(cè)腎動脈夾閉后，腎組織miR-21豐度的動態(tài)變化呈和HIF表達規(guī)律相似，提示miR-21與HIF兩者間的相關(guān)性。

    由于單一miRNAs可調(diào)控一組相關(guān)基因的表達，并且miRNAs在轉(zhuǎn)錄后水平影響基因翻譯，不涉及到靶基因的轉(zhuǎn)錄，直接影響靶基因的蛋白質(zhì)表達水平。因此，在HIF的基因調(diào)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(yù)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(fā)病中的作用

    miRNAs參與調(diào)控人類以及嚙齒類動物（大鼠和小鼠）腎臟發(fā)育和正常生理過程已有文獻報道，而新近研究發(fā)現(xiàn)某些miRNAs的異常表達與一些腎臟疾病的發(fā)病關(guān)聯(lián)，如miR-192和miR-377的表達異常與糖尿病腎病發(fā)病相關(guān)，miR-15a參與多囊腎的發(fā)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(zhì)纖維化的發(fā)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(fā)現(xiàn)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(guān)鍵的miRNA在I/R中起關(guān)鍵作用。Godwin等通過microarray分析發(fā)現(xiàn)，小鼠腎臟miRNAs的表達豐度在30min缺血后再灌注12h和48h后出現(xiàn)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(fā)現(xiàn)晚期缺血預(yù)適應(yīng)減輕小鼠腎臟缺血再灌注損傷的機制與miR-21表達上調(diào)有關(guān)，敲低miR-21導(dǎo)致PDCD4表達上調(diào)并加重細胞凋亡和I/R腎損傷；而miR-21表達上調(diào)依賴于HIF-1α的活化，抑制HIF-1α表達則減少CoCl2誘導(dǎo)的miR-21表達上調(diào)。

    目前有關(guān)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(jīng)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(fā)現(xiàn)大鼠殘腎組織的低氧狀態(tài)在整個觀察期間均存在。殘腎組織miR-29c水平的下調(diào)與殘腎腎功能進行性減退相關(guān)；而適度活化HIF可上調(diào)miR-29c表達，并下調(diào)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(zhì)病變，后者可能是誘導(dǎo)缺氧耐受的重要機制。由此我們推測，在低氧環(huán)境中，作為基因重要調(diào)控因子的HRMs不僅是聯(lián)系作為氧感受器的脯氨酸羥化酶（PHDs）-HIF-效應(yīng)靶基因間的共同樞紐，也是精確調(diào)控機體從感受低氧-耐受缺氧整個過程的關(guān)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(zhì)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(zhì)損傷的作用比腎小球損傷更為重要。體外誘導(dǎo)的腎小管上皮細胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)分化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）模型和體內(nèi)單側(cè)輸尿管梗阻UUO小鼠模型是研究腎小管間質(zhì)病變的經(jīng)典模型之一。我們發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的HK-2經(jīng)誘導(dǎo)發(fā)生EMT后，miR-382水平隨EMT出現(xiàn)而顯著上調(diào)；UUO小鼠術(shù)后第7天時患側(cè)腎組織miR-382水平較對側(cè)腎組織上升5倍。抑制miR-382表達可部分逆轉(zhuǎn)EMT，后者可能與miR-382調(diào)控氧化還原反應(yīng)有關(guān)。提示miR-382的高表達可能是腎小管間質(zhì)缺血缺氧損傷的結(jié)果，前者通過氧自由基損傷等途徑參與EMT轉(zhuǎn)化、繼而導(dǎo)致腎小管間質(zhì)病變的加重。

    由于一個miRNAs調(diào)節(jié)多個靶基因，目前的挑戰(zhàn)是鑒定miRNAs所調(diào)節(jié)的靶基因。如何高效、準確地預(yù)測HRMs-靶基因?qū)Σ⑦M行功能鑒定，是miRNAs研究領(lǐng)域中的技術(shù)關(guān)鍵和研究瓶頸。一旦明確腎臟缺血/缺氧損傷反應(yīng)中關(guān)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(fā)病關(guān)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(yù)途徑。