《RNA Biology》:miR-181a-5p: a key regulator of placental function in health and disease
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微小RNA(microRNAs,miRNAs)是重要的转录后(post-transcriptional)调控因子,参与多种生理与病理过程。近年来,miR-181a-5p已成为胎盘功能的重要调节因子。本综述整合了关于正常妊娠及其并发症中母胎界面(maternal
微小RNA(microRNAs,miRNAs)是重要的转录后(post-transcriptional)调控因子,参与多种生理与病理过程。近年来,miR-181a-5p已成为胎盘功能的重要调节因子。本综述整合了关于正常妊娠及其并发症中母胎界面(maternal-foetal interface)miR-181a-5p作用的相关文献,这些并发症包括子痫前期(preeclampsia)、妊娠期高血压(gestational hypertension)、妊娠期糖尿病(gestational diabetes)以及Rh阴性胎儿及新生儿溶血病(Rh-negative haemolytic disease of the foetus and newborn,Rh-HDFN)。基于PubMed检索,共有12篇文章被纳入定性综合分析。证据显示,妊娠早期miR-181a-5p的抑制对于通过肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS)维持正常滋养层增殖至关重要。相反,其异常表达是多种妊娠病理状态的特征。在子痫前期中,miR-181a-5p上调可抑制滋养层细胞活力、迁移与侵袭,并增加细胞凋亡。在妊娠期高血压中,其下调会扰乱糖酵解代谢。此外,在妊娠期糖尿病和Rh-HDFN中,升高的miR-181a-5p分别破坏内皮屏障和胎盘屏障。总体而言,miR-181a-5p是胎盘中的一种多效性(pleiotropic)调控因子。阐明其分子网络可进一步凸显其作为生物标志物和治疗靶点的临床潜力。
1. Introduction
本文首先从微小RNA(microRNAs,miRNAs)的基础生物学功能切入,指出其作为长度约17–25个核苷酸的非编码RNA,通过促进mRNA降解或抑制翻译实现转录后调控。正文强调,单个miRNA可靶向数百种mRNA,因此可广泛影响细胞增殖、分化、发育和凋亡等关键过程。文献综述进一步指出,miRNA异常表达与神经退行性疾病、肥胖、心血管疾病、肿瘤、糖尿病及子痫前期等多种人类疾病密切相关。
在此背景下,文章聚焦miR-181a-5p,概述其在多类疾病中的调控作用,尤其是在肿瘤中的“双重行为”,即既可作为致癌miRNA,又可作为抑癌分子。作者随后引出胎盘与肿瘤在侵袭、血管生成、快速生长以及免疫逃逸等方面具有生物学相似性,从而为miR-181a-5p在胎盘中的作用研究提供理论依据。该部分进一步指出,除肿瘤外,miR-181a-5p也参与正常胎盘功能及多种胎盘相关妊娠并发症,包括子痫前期、妊娠期高血压、妊娠期糖尿病和Rh-HDFN。综述目标是总结miR-181a-5p通过调控潜在靶基因、蛋白和代谢物参与胎盘功能的现有证据,并为后续研究提供框架。
2. Methods
方法学部分说明,研究人员检索了截至2026年1月前PubMed数据库中所有相关记录,检索式围绕“mir-181a-5p”与胎盘、妊娠、子痫前期、滋养层、妊娠期糖尿病、妊娠期高血压等关键词组合展开。初始获得159篇候选文献,去重后40篇进入筛选阶段。纳入标准为评估胎盘组织及滋养层细胞系中miR-181a-5p的研究;排除综述文章、血液样本、非胎盘组织、细胞外囊泡样本以及仅分析miR-181a而未特指miR-181a-5p的研究。最终,共12篇原创研究符合标准并被纳入本综述。该方法学设计表明本文采用的是定性综合路径,重在归纳胎盘局部组织与相关细胞模型中的机制证据。
3. miR-181a-5p in placental pathophysiology
3.1. Normal placental function
该部分围绕正常胎盘发育过程中的时序性分子调控展开。正文指出,整个妊娠期间胎盘经历严格调控的结构发育与分子转换:妊娠早期以低氧环境下的胎盘重塑为特征,涉及滋养层增殖、侵袭及子宫螺旋动脉重塑;妊娠中期表现为绒毛结构改变、灌注增加及代谢适应;足月时则出现功能成熟,并伴随与分娩启动相关的炎症信号通路激活。作者强调,这些阶段性变化依赖动态基因表达程序,而miRNA介导的转录后调控是其中关键组成部分。
关于miR-181a-5p,综述指出其与人胎盘肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system,RAS)的调节密切相关。文中总结了两项核心研究:一项研究比较了妊娠早期、中期及足月胎盘绒毛组织,发现妊娠早期miR-181a-5p表达显著低于足月胎盘,而肾素(renin,REN)mRNA及前肾素蛋白水平则在早期较高;在HTR-8/SVneo细胞中过表达miR-181a-5p可显著降低REN mRNA和前肾素蛋白水平。另一项研究进一步验证,在HTR-8/SVneo细胞中转染miR-181a-5p会抑制REN mRNA表达并显著削弱滋养层增殖。综合来看,正常妊娠早期miR-181a-5p的生理性下调有利于胎盘RAS活性上升,从而促进滋养层增殖并支持胎盘发育;相反,其过表达则表现为负向调节作用。
3.2. Placental dysfunction
3.2.1. Gestational hypertension and preeclampsia
本节首先概述妊娠期高血压疾病的临床定义及其对母胎结局的重要影响,并介绍子痫前期的诊断框架及其胎盘病理基础,即绒毛外滋养层(extravillous trophoblast)侵袭浅表化导致螺旋动脉重塑不足,进而引发胎盘灌注下降、缺氧-复氧损伤、氧化应激和炎症级联反应。作者据此提出,若能根据分子特征对高血压性疾病进行分层,有助于实现早期筛查和个体化防治。
针对妊娠期高血压,综述总结一项多组学研究发现:妊娠期高血压胎盘中miR-181a-5p表达下调,并伴随143种差异代谢物变化。整合miRNA-mRNA-代谢物分析提示,miR-181a-5p及其预测靶标SACM1L、磷酸酶及张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)、溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶1(lysophosphatidylcholine acyltransferase 1,LPCAT1)和LPCAT2与甘油醛-3-磷酸及胞苷二磷酸胆碱(cytidinediphosphocholine,CDP-choline)相关,涉及肌醇磷酸和甘油磷脂代谢通路,提示miR-181a-5p可能参与糖酵解代谢和膜脂成分调控。但文中也指出,另有研究未观察到妊娠期高血压与正常妊娠间胎盘miR-181a-5p表达存在显著差异,说明当前证据尚不完全一致。
在子痫前期方面,本文汇总的多数研究显示miR-181a-5p上调。相关研究报道,子痫前期胎盘及严重子痫前期胎盘基底板区域中miR-181a-5p表达升高,而基质金属蛋白酶9(matrix metallopeptidase 9,MMP9)表达下调;MMP9水平与分娩孕周和新生儿出生体重呈正相关,miR-181a-5p则呈负相关,提示miR-181a-5p/MMP9轴可能参与胎儿生长和妊娠持续时间调节。另有研究从肥大细胞来源外泌体角度揭示机制:子痫前期胎盘肥大细胞中miR-181a-5p升高,其富集外泌体作用于HTR-8/SVneo细胞后,可抑制细胞活力、迁移和侵袭。机制验证表明,YY1转录因子(YY1 transcription factor,YY1)是miR-181a-5p直接靶标,外泌体miR-181a-5p通过抑制YY1并下游影响MMP9,损害滋养层侵袭能力。
此外,体外实验进一步表明,miR-181a-5p过表达可在HTR-8/SVneo和JAR细胞中抑制增殖,并诱导G2/M期阻滞,此过程伴随细胞周期蛋白B1(cyclin B1,CCNB1)和细胞周期蛋白依赖性激酶1(cyclin dependent kinase 1,CDK1)水平下降;同时,其还抑制MMP2和MMP9并增强裂解型半胱天冬酶3(cleaved caspase 3,CASP3)相关凋亡活性。另一项研究则指出,miR-181a-5p在严重子痫前期蜕膜中同样升高,并可通过直接靶向胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白2(insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 2,IGF2BP2)抑制滋养层侵袭和迁移;沉默IGF2BP2可模拟miR-181a-5p的不良效应,而恢复IGF2BP2表达则可逆转该功能障碍。尽管如此,综述也保留了不同研究结果之间的不一致性,指出部分研究并未发现子痫前期胎盘中miR-181a-5p存在显著失调。
3.2.2. Gestational diabetes
该部分指出,妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM)会造成高血糖环境下的胎盘代谢失衡,影响葡萄糖、氨基酸和脂质转运,并诱发氧化应激与炎症,最终与不良妊娠结局及母婴远期代谢风险增加相关。文章据此强调miRNA在GDM发病及血管并发症中的潜在作用。
具体到miR-181a-5p,综述总结一项研究发现:在仅接受饮食干预的GDM胎盘绒毛中,miR-181a-5p是显著上调的miRNA,而闭锁蛋白(occludin,OCLN)mRNA及其蛋白表达下调。进一步在正常妊娠人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)中进行功能实验发现,过表达miR-181a-5p可降低OCLN表达,导致跨内皮电阻逐渐下降并增加内皮通透性。这说明,升高的miR-181a-5p可能通过抑制OCLN破坏紧密连接结构,损害胎盘相关内皮屏障完整性并增加血管通透性。作者还据此提示,单纯生活方式干预可能不足以完全避免GDM相关的occludin异常。
3.2.3. Rh-negative hemolytic disease of the fetus and newborn
本节讨论Rh阴性胎儿及新生儿溶血病(Rh-HDFN)的胎盘分子机制。该疾病由母体针对胎儿Rh抗原的抗体穿过胎盘并破坏胎儿红细胞所致,可导致胎儿贫血及其他严重新生儿并发症。综述指出,在这一异常免疫微环境中,miR-181a-5p可能作为关键分子介导胎盘屏障损伤。
相关研究显示,Rh-HDFN胎盘中miR-181a-5p和miR-125b-2-3p显著升高,且与疾病严重程度密切相关。研究进一步鉴定出109个与miRNA表达呈负相关的预测靶基因,其中46个仅与miR-181a-5p相关。功能富集分析提示,这些靶基因涉及转录调控、胞质微管组织、上皮褶皱形态发生、磷脂酰肌醇介导信号传导以及血管生成等过程,均与胎盘功能及胎盘屏障维持密切相关。由此可见,miR-181a-5p可能通过影响发育、细胞骨架组织和信号转导相关网络,参与Rh-HDFN中的胎盘屏障通透性与完整性改变,并具有潜在生物标志物价值。
4. Conclusions
结论部分认为,现有文献一致提示miR-181a-5p是决定胎盘健康与疾病状态的重要分子。在正常妊娠中,其时空特异性精细调控,尤其是妊娠早期的抑制状态,对正常胎盘发育至关重要;而在病理状态下,尤其是在多种胎盘相关疾病中,其异常表达、特别是上调,构成反复出现的分子特征。综合现有机制证据,miR-181a-5p具有明显的多效性特征,可同时影响滋养层增殖、侵袭、迁移、凋亡、代谢稳态以及内皮/胎盘屏障功能。
5. Limitations and perspectives
最后,作者指出当前证据仍存在若干局限。首先,相关研究数量较少,且多数样本量有限,影响结论的普适性。其次,多数纳入研究未明确说明胎盘取样的具体区域,而胎盘本身具有高度异质性,这限制了对miR-181a-5p局部动态变化的精确理解。尽管如此,本文认为,深入解析miR-181a-5p复杂的调控网络,不仅有助于加深对胎盘病理生理学的认识,也揭示了其临床转化潜力。未来随着研究推进,miR-181a-5p及其下游靶标有望发展为不良妊娠结局早期预测的无创生物标志物,以及减轻胎盘介导并发症的新型治疗靶点。