糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病(DM)的一种常见并发症，也是老年人视力丧失的主要原因[1]。在所有患有糖尿病≥20a的患者中，高达80%的患者会受到DR的影响[2]。在一项长达10a的大型前瞻性队列研究中，首次诊断为非增殖性糖尿病视网膜病变(NPDR)时，糖尿病病程平均为14.8a,但进展至中至重度NPDR和增殖性糖尿病视网膜病变(PDR)的速度非常快，约在诊断为轻度NPDR后的2～3a内发生[3]。以上数据均提示及早发现DR的必要性，以降低这种疾病的高发病率。此外，目前DR的治疗主要针对DR引起的血管病变且疗效有限[4],DR早期的神经病变尚无有效的治疗方法[5]。研究发现循环中的microRNAs(miRNAs)与DR的发病风险显著相关[6],因此更深入了解循环中的miRNAs在DR中的作用，可能对及早诊断DR、监测DR的严重程度及治疗DR有重要的意义。

1、miRNAs与DR

miRNAs是一种具有调节基因表达功能的非编码小RNA分子，约由19～25个核苷酸组成[7]。miRNAs可以通过使mRNA翻译受阻或者过表达参与基因转录后水平调控[8],最终导致靶蛋白表达减少，从而影响细胞发育、分化、生长、凋亡和新陈代谢等生理及病理过程[9]。最近的研究表明，miRNAs可以在包括血清、血浆在内的许多生物液中由细胞和组织释放[10],称为循环miRNAs。循环miRNAs可以经受反复的冷冻/解冻循环和RNA酶处理，其显著稳定性增加了它们作为疾病生物标志物的可能性。miRNAs目前被认为是新的疾病生物标志物和开发新干预措施的潜在治疗靶点[11,12]。异常的循环miRNAs最初发现于癌症患者[13],如今已扩展到其他疾病，包括DR[14]。越来越多的证据表明，循环miRNAs表达水平可用于DR的诊断，具有较高的敏感性和特异性，可能为DR的筛查提供一种新的微创生物标志物[15]。循环miRNAs在糖尿病的发展中发挥着重要作用，它们可能是监测疾病发展的一种比目前可用的工具更敏感的方法[16]。另外，miRNAs在疾病的发病机制中也具有重要的功能[17],如miRNAs参与DR相关的新生血管形成[18],通过调节miRNAs表达水平可能能够延缓DR进展[19]。

2、miRNAs用于诊断DR及治疗

2.1 在血清中

2.1.1 hsa-let-7a-5p和hsa-miR-newchr5_15976及hsa-miR-28-3p

Liang等[20]首先通过RNA-seq和RT-qPCR方法在2型糖尿病伴视网膜病变(type2diabetesmellituswithdiabeticretinopathy,T2DM-DR)、2型糖尿病不伴视网膜病变(type2diabetesmellituswithoutdiabeticretinopathy,T2DM-no-DR)的患者和健康对照者之间筛选出与T2DM-DR显著相关的miRNAs。然后通过受试者工作特征(receiveroperatingcharacteristic,ROC)曲线评价候选miRNAs的诊断价值，发现3种miRNAs(hsa-let-7a-5p、hsa-miR-newchr5_15976和hsa-miR-28-3p)组合鉴别T2DM-DR和T2DM-no-DR的ROC曲线下面积(areaunderthecurve,AUC)值为0.937(敏感性92.3%,特异性95.0%),提示其具有较高的诊断准确性，能够作为诊断DR的生物标志物。此外，他们还发现慢病毒介导的hsa-let-7a-5p在人视网膜微血管内皮细胞(humanretinalmicrovascularendothelialcells,HRMECs)中过表达可显著提高HRMECs的增殖率，抑制hsa-let-7a-5p可能是治疗DR的新型治疗靶点，而hsa-miR-newchr5_15976和hsa-miR-28-3p需进一步研究来阐明在DR发病机制中的详细分子机制。

2.1.2 miR-2116-5p和miR-3197

Ji等[21]在包括45例T2DM-DR患者和45例T2DM-no-DR患者的研究中，发现T2DM-DR患者中的miR-2116-5p和miR-3197的表达与T2DM-no-DR患者相比显著上调，AUC值分别为0.765(敏感性93.3%,特异性91.1%)和0.966(敏感性62.2%,特异性77.8%),两种miRNAs组合后的AUC值高达0.972(敏感性97.8%,特异性88.9%),提示miR-2116-5p对DR的诊断具有一定准确性，miR-3197对DR的诊断准确率较高，两种miRNAs组合后对DR的诊断准确率更高。此外，双荧光素酶报告基因分析证实miR-2116-5p的靶基因是notch同源2(notchhomolog2,NOTCH2),需进一步验证miR-2116-5p是否通过调控NOTCH2参与DR发病。miR-3197在DR发病机制中的具体分子机制有待进一步研究。

2.1.3 早期诊断

研究发现3种miRNAs(hsa-let-7a-5p、hsa-miR-28-3p和hsa-miR-newchr5_15976)组合后在区分T2DM-NPDR和T2DM-no-DR时AUC值为0.901(敏感性87.5%,特异性92.7%),诊断早期DR的准确性较高，提示可作为早期诊断DR的标志物[20]。Li等[22]分别从10例T2DM-NPDR和11例T2DM-no-DR患者的空腹外周血清中提取miRNAs,并通过RNA-seq进行定量分析，发现miR-4448、miR-338-3p、miR-485-5p和miR-9-5p在DR患者血清中表达下调，miR-190a-5p表达上调，通过ROC曲线评估了单个miRNAs的诊断能力，发现5种差异表达的miRNAs的AUC值均大于0.70,其中miR-4448和miR-9-5p的AUC值最高(0.836)。然后利用5个差异表达的miRNAs构建了加权多基因风险评分，发现多基因风险评分的预测能力具有较高的准确性(AUC=0.909)。另外，这些miRNAs被认为控制了血管的生长和形态发生，表明它们既可以作为早期DR风险预测的生物标志物，也可以作为探索DR分子机制和治疗靶点的工具。Greco等[23]研究纳入5例T2DM-NPDR患者和5例T2DM-no-DR患者，通过RT-qPCR和ROC曲线进行了最相关miRNAs的验证和诊断价值的评价，研究结果表明差异表达的miR-1281诊断NPDR的AUC值为0.965,诊断准确率较高，提示其可用于DR早期的检测。同时他们在人视网膜血管内皮细胞(humanretinalvascularendothelialcells,HUVECs)中发现miR-1281可以通过上调血管内皮生成因子A(vascularendothelialgrowthfactorA,VEGFA)的表达在DR的发生发展中起到致病作用，调节miR-1281的水平可能延缓DR的进展。目前miRNAs在DR早期诊断和风险预测方面的研究较少，阐明miRNAs在DR早期诊断中的作用将对及早发现DR带来巨大的帮助。

2.2 在血浆中

2.2.1 miR-93

Zou等[24]应用RT-qPCR检测75例T2DM-DR患者、65例T2DM-no-DR患者和127例健康对照者的miR-93表达水平，发现T2DM-DR组miR-93水平明显高于T2DM-no-DR组和健康对照者，ROC曲线分析显示AUC值为0.866(敏感性73.33%,特异性89.24%),证明miR-93表达对诊断T2DM-DR具有一定的诊断准确性。另外，研究发现抑制miR-93的表达可减轻高糖诱导的人视网膜色素上皮(humanretinalpigmentepithelium,HRPE)细胞凋亡[25],提示miR-93可能是新的治疗靶点。

2.2.2 miR-320a

Prado等[26]采用RT-qPCR方法检测62例DM-DR患者、48例DM-no-DR患者以及60例健康人的候选miRNAs的表达水平，结果显示与DM-no-DR患者和健康受试者相比，DR患者的循环血浆miR-320a水平显著下调。但未对miR-320a的诊断性能进行评价，因此其可能是诊断DR的一种生物标志物。有学者提出miR-320a可抑制Müller细胞水通道蛋白-4(aquaporin-4,AQP4)的表达进而减轻Müller细胞的缺氧损伤，提示miR-320a可能通过抑制AQP4的表达成为DR治疗的潜在靶点[27]。

2.2.3 miR-25-3p和miR-320B及miR-495-3p

Santovito等[28]将20例T2DM-DR患者与10例T2DM-no-DR患者和10例健康对照者的血浆miRNAs表达水平进行比较，发现在T2DM-DR患者中miR-25-3p和miR-320B显著上调，而miR-495-3p显著下调。这些miRNAs组合后的AUC值为0.931(敏感性85%,特异性85%),对DR的诊断具有较高的准确性。但是这些miRNAs具体通过哪种途径参与了DR的发病，目前还尚不清楚。

上述关于miRNAs在血清、血浆研究中的DR患者的纳入标准均包括NPDR和PDR患者，DR患者与无糖尿病视网膜病变的糖尿病(nodiabeticretinopathy,NDR)患者和健康受试者相比较，差异表达的miRNAs可用于诊断DR,但不能对早期DR进行诊断。早期诊断需鉴定出NPDR和NDR患者之间差异表达的miRNAs。

3、miRNAs用于监测DR进展及治疗

目前，眼底荧光血管造影(fundusfluorescenceangiography,FFA)是诊断不同阶段DR的金标准，这是一种侵入性操作，会给患者带来不适，要在较大范围内进行FFA检查是很困难的[29]。血清和血浆中的某些miRNAs被认为可以监测DR的进展且具有治疗意义。

3.1 在血清中

3.1.1 miR-20b和miR-17-3p

Shaker等[30]研究纳入30例NDR患者、50例DR患者(30例NPDR患者、20例PDR患者)和81例健康受试者，用RT-qPCR、ROC曲线分别检测和评价血清miR-20b、miR-17-3p的表达和诊断价值，分析表明miR-20b、miR-17-3p可区分NDR患者和健康对照者，AUC值分别为0.858(敏感性66.7%,特异性100.0%)和0.678(敏感性为73.3%,特异性为69.2%),区分DR(包括NPDR和PDR)和NDR患者的AUC值分别为0.636(敏感性为62.0%,特异性为60.0%)和0.821(敏感性为92.0%,特异性为56.7%),区分PDR和NPDR患者的AUC值分别为0.701(敏感性为70.0%,特异性为76.7%)和0.550(敏感性为50.0%,特异性为80.0%)。另外，研究发现miR-20b可能通过抑制AKT3的表达阻止高糖条件下人视网膜血管内皮通透性增加和新生血管形成[31]。人脐带间充质干细胞来源的外源miRNA-17-3p能够通过抑制STAT1抑制DR小鼠视网膜细胞凋亡[32]。表明miR-20b、miR-17-3p既能诊断DR,也可监测DR的进展，且对DR具有治疗意义。

3.1.2 miR-210

Yin等[33]研究了40例NDR患者，110例DR患者(60例NPDR患者、50例PDR患者)和60例健康对照者，发现T2DM-DR患者血清miR-210的表达上调，区分DR(包括NPDR和PDR)患者和健康对照者的AUC值为0.991(敏感性95.5%,特异性95.0%),区分DR和NDR患者的AUC值为0.892(敏感性为83.6%,特异性为80.0%),区分PDR和NPDR患者的AUC值分别为0.810(敏感性为82.0%,特异性为75.0%),升高的血清miR-210可用于诊断DR及监测DR的进展。此外，他们发现miR-210的过表达促进HUVECs增殖，而在高葡萄糖条件下抑制miR-210产生相反的作用，提示抑制miR-210可能是DR新的治疗靶点。

3.1.3 miR-21和miR-181c及miR-1179

Qing等[34]收集90例NPDR患者、90例PDR患者和20例健康受试者的血清标本，通过RT-qPCR对候选miRNAs进行验证，发现PDR患者miR-21、miR-181c和miR-1179的表达均明显高于NPDR患者和健康受试者，AUC值分别为0.830、0.803和0.873。miR-21、miR-181c和miR-1179组合后AUC值更高(0.89)。提示3种miRNAs可区分PDR和NPDR进而用于监测DR的进展且组合后AUC值更高。此外，研究发现miR-21的过表达可能通过抑制PTEN的表达而激活PI3K/Akt/VEGF信号通路，从而刺激DR大鼠的视网膜内皮细胞活性和血管生成[35]。因此miR-21具有作为DR治疗靶点的潜力，而miR-181c和miR-1179在DR发病机制中的作用尚不清楚。

3.1.4 miR-122

Pastukh等[36]为了解DR不同阶段血清miRNAs水平变化情况，采用RT-qPCR方法对候选miRNAs进行验证，发现miR-122水平随着视网膜病变严重程度的增加而增加，从健康人到NDR,从NDR到NPDR。但当疾病进展到PDR时，miR-122水平明显下降。miR-122的诊断价值未得到验证，其可能作为新的生物标志物用于监测DR的进展。另外，Wang等[37]首次证实了miR-122通过抑制TIMP3的表达促进高糖诱导的HRPE细胞的凋亡，使miR-122成为DR治疗的一个有前途的靶点。

3.2 在血浆中

3.2.1 miR-21

Jiang等[38]研究纳入65例NDR、124例DR(73例NPDR、51例PDR)的T2DM患者和115例健康对照者，首先采用RT-qPCR检测，与健康对照组相比，NDR组的miR-21无明显差异，NPDR组和PDR组miR-21的表达显著升高。此外，PDR组miR-21的表达明显高于NPDR组。ROC曲线分析miR-21对DR和PDR的诊断价值，AUC值分别为0.825(敏感性为66.1%,特异性为90.4%)和0.830(敏感性72.5%,特异度79.5%)。表明血浆miR-21表达水平可作为判断DR严重程度的指标且对DR和PDR具有一定诊断价值。

3.2.2 miR-126

Liu等[39]发现在血浆中，特发性黄斑裂孔组患者的miR-126的表达水平明显低于T2DM-PDRⅣ、Ⅴ、Ⅵ期组，T2DM-PDRⅣ期组的miR-126表达水平明显低于T2DM-PDRⅤ期组和T2DM-PDRⅥ期组，Ⅴ期组的miR-126表达水平明显低于Ⅵ期组。由于未进行诊断价值的评价，仅提示miR-126可能作为监测PDR病情进展的重要指标。另一项研究中，miR-126通过下调PLk4的表达抑制HRMECs增殖和迁移从而延缓DR的进展[40],表明过表达miR-126可能是DR的治疗靶点。

综上所述，循环miRNAs作为非侵入性生物标志物用于动态监测DR的进展、诊断不同时期的DR。早期筛查和有效诊断对避免DR进展至更严重的晚期具有重要帮助，另外循环miRNAs的突出为延缓DR的进展提供了新的思路。

4、总结与展望

循环miRNAs作为DR的生物标志物和治疗靶点可及早地发现糖尿病引起的眼部损害，并更早地治疗DR,从而防止糖尿病患者的视力丧失。值得注意的是，某些miRNAs既能作为诊断DR的标志物，又能早期诊断DR和/或监测DR的进展；某些miRNAs既能在血清中差异表达，又能在血浆中差异表达。为了在糖尿病患者的临床环境中全面验证这些结果，还需要对更多患者进行进一步的研究。单一的生物标志物本身对疾病的诊断和预测不够敏感或特异，联合检测多个标志物可提高特异性或诊断能力，这需要在未来的研究中得到更多的验证。进一步探索miRNAs治疗DR的有效性，开发对人类安全、有效和耐受的miRNAs制剂将对DR的正确治疗产生积极影响。

文章来源：朱安民,谭薇.microRNAs在糖尿病视网膜病变中作用的研究进展[J].国际眼科杂志,2022,22(03):403-406.