微小RNA(miR)是一类非编码单链小分子RNA，长约22 nt，广泛存在于各种生物中。miR可以与靶基因RNA的3'端非编码区域(3'UTR)碱基互补配对，在转录后调控靶蛋白的表达，参与细胞的增殖、分化和凋亡等过程^[1]。胰岛素磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信号通路在胰岛素介导的能量代谢过程中发挥主要作用，通路中受体前、受体和受体后任一环节受损均会导致胰岛素抵抗，其中以胰岛素与受体结合及受体激活后的胞内信号转导尤为重要^[2]。胰岛素信号的转导也可以受脂肪、炎症因子等多种因素影响，随着研究的深入，人们发现miR可以通过调控胰岛素信号通路中级联蛋白的表达参与胰岛素抵抗的发生与发展^[3]。此过程涉及的主要蛋白包括胰岛素受体(InsR)、胰岛素受体底物蛋白1/2(IRS1/2)、PI3K、AKT和葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)。本文就参与调控PI3K/AKT通路的miR作一综述。

InsR是胰岛素信号转导通路的第一个环节，其数量与活性直接影响组织细胞对胰岛素的敏感性，是引起胰岛素抵抗的重要靶点之一。Let-7是早期发现的miR家族成员之一，最初被证实为抑癌基因，Lin28蛋白是Let-7的抑制物, 能抑制Let-7的生物合成^[5]。有研究者报道Lin28/Let-7也参与葡萄糖代谢的调节过程^[4-5]。研究者应用荧光素酶基因技术对人表达研究外源基因的细胞株HEK293T进行研究，发现InsR和IRS2的3'UTR是Let-7的作用靶点，而过表达Let-7或抑制Lin28均能抑制PI3K通路转导^[5]。在C2C12成肌细胞中Lin28表达上调和Let-7表达下降均能促进PI3K/AKT通路的激活。小窝蛋白-1由蛋白质和脂类组成，参与物质跨膜转运，是细胞信号分子富集和转导的枢纽。目前已有研究证实在脂肪组织中miR-103/107失活可以上调小窝蛋白-1，进而增加InsR的稳定性，增强胰岛素信号传导，促进胰岛素刺激的葡萄糖吸收^[6-7]。蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)是一种非跨膜蛋白酪氨酸磷酸水解酶，位于胞浆内质网，能维持酪氨酸蛋白磷酸化的平衡，通过促进InsR去磷酸化参与细胞信号转导。Yang等^[8]对胰岛素抵抗的肝细胞进行研究发现，该类细胞中miR-122的表达明显下降，miR-122的下调可减轻对其靶基因PTP1BmRNA的抑制，进而增加InsR去磷酸化，引起胰岛素抵抗。Motohashi等^[9]用荧光素酶标记miR-128a靶基因的3'UTR，发现InsR、IRS-1和PI3K的3'UTR均可与miR-128a靶向结合，而且miR-128a的过度表达能抑制以上3种蛋白的活性。也有Karolina等^[10]提出蛋白酪氨酸磷酸酶非受体型1(PTPN1) 可以抑制胰岛素与InsR结合，而PTPN1的表达又受miR-146a调控，miR-146a可以通过抑制PTPN1表达来促进胰岛素信号转导。在糖尿病和处于糖尿病前期的患者中Karolina等^[10]也发现miR-192的表达水平明显增高，miR-192可作用于InsR来参与葡萄糖的代谢。以上研究表明miRs可通过影响InsR参与胰岛素抵抗。

IRS实际上是一种存在于胞质中的由6个蛋白质组成的蛋白激酶，在胰岛素抵抗中发挥着一定的作用。其中IRS1/2在人体中广泛表达并具有重要的生物学意义。IRS级联反应是胰岛素信号转导通路下游信号转导过程中最为重要的蛋白级联反应^[11-12]。Jeong等^[13]证实miR-96的异常表达可明显降低IRS1的表达，损伤胰岛素信号转导通路。据Ryu等^[14]报道，线粒体功能障碍引起胰岛素抵抗的最主要原因是miR-126抑制了IRS1的表达。除miR-126外，Karolina等^[10]在2型糖尿病模型大鼠胰腺、肝脏、脂肪、骨骼肌和外周血以及2型糖尿病患者外周血中发现miR-144表达水平增高，可通过抑制IRS1的活性影响胰岛素信号转导。此外，Li等^[15]在经棕榈酸、油酸处理的C2C12成肌细胞中发现miR-7也能通过抑制IRS1的表达来抑制胰岛素信号转导。在IRS中，IRS2也是miR作用的靶点之一。Agarwal等^[16]提出，miR-135a可以很大程度降低IRS2水平，抑制miR-135a后IRS2的表达水平明显增高。Frost等^[5]也证实了Let-7可以靶作用于InsR和IRS2的3'UTR。Dávalos等^[17]报道miR-33a/b能够靶向作用于IRS2的mRNA 3'UTR，过表达miR-33a/b可抑制IRS2 mRNA，影响胰岛素信号转导。

PI3K作为胰岛素受体下游的关键信号分子，能直接激活AKT，进而促进下游GLUT4分子的活化，增加葡萄糖摄取。目前已有多个研究显示，胰岛素刺激的PI3K在胰岛素介导的葡萄糖摄取中起着至关重要的作用^[18-19]。从结构角度看，PI3K异二聚体包括调节亚基和催化亚基，调节亚基包括p85α、p85β、p55α、p50α和p55γ，而催化亚基包括p110α、β和δ^[20]。Zampetaki等^[21]指出miR-126表达下调也可促进胰岛素信号转导，这主要通过作用于其靶目标p85β来实现的，p85β主要起稳定和传导PI3K信号的作用，因此，miR-126能通过作用于PI3K参与调节胰岛素信号的转导。Liu等^[22]发现在脂肪组织和骨骼肌中，miR-29也能抑制PI3K调节亚基p85α的表达。Ling等^[23]对胰岛素抵抗脂肪细胞和正常脂肪细胞进行miR微阵列分析，发现与正常细胞组相比胰岛素抵抗组脂肪细胞中的miR-320表达水平增高了50倍，随后应用生物信息学作进一步研究发现，PI3K的p85亚基是miR-320的作用靶点，抑制miR-320可以使PI3K的p85亚基恢复到正常水平，而且PI3K下游的AKT磷酸化和GLUT4的表达水平也得以恢复，此外胰岛素刺激下的葡萄糖摄取能力也恢复了41%。Zhou等^[24]发现在大鼠成肌细胞L6细胞中过表达miR-30d可显著降低PI3Kβ调节亚基的水平，同时减少葡萄糖的消耗和吸收；相反，基因敲除miR-30d后，该亚基水平明显升高，葡萄糖的利用也相应增加。

AKT为胰岛素信号转导通路中将活化的PI3K连接到激活的GLUT4上的关键蛋白^[24]。氧化固醇结合蛋白8(ORP8) 是一类具有共同的氧化固醇结合域的蛋白质，在巨噬细胞、干细胞、脾脏、肝脏、脑组织中高度表达，在调节脂质代谢以及信号级联反应中具有重要作用。在胰岛素作用下，ORP8作为上游信号分子可直接控制AKT磷酸化，而miR-143过表达则会降低ORP8的活性，影响AKT活化，进而降低胰岛素的敏感性^[25-26]。Jordan等^[27]的研究显示在遗传或饮食导致肥胖的老鼠模型的肝脏中miR-143的表达水平上升，miR-143可下调ORP8的表达水平，进而降低AKT活性，从而影响胰岛素信号转导。He等^[28]报道，在脂肪细胞3T3-L1细胞中，miR-29的过表达可抑制胰岛素刺激的AKT磷酸化和最终的葡萄糖摄取。研究者对肝脏Huh7细胞进行研究表明，miR-33b能通过减少AKT的磷酸化来减弱胰岛素的信号转导^[17]。人第10号染色体缺失的磷酸酶基因(PTEN)是一种新发现的抑癌基因，在细胞生长、凋亡等方面具有重要作用，PTEN能影响AKT的磷酸化，阻碍胰岛素信号转导。Ling等^[29]指出miR-21在胰岛素抵抗的脂肪细胞3T3-L1中的表达水平明显下降，上调miR-2的表达水平可降低PTEN表达水平，同时增强AKT磷酸化，改善胰岛素抵抗。Sayed等^[30]提出在转基因小鼠的心脏组织中，miR-21过表达可以增加AKT的磷酸化，减少心肌梗死面积并改善心力衰竭症状。He等^[31]发现下调miR-383的表达水平可以促进AKT信号通路的转导。Li等^[15]提出，在肌细胞中过表达miR-7可以抑制胰岛素刺激的AKT磷酸化进而影响葡萄糖的摄取。

GLUT家族是一类镶嵌在细胞膜上转运葡萄糖的载体蛋白，细胞对葡萄糖的摄取需要借助GLUT家族的转运以易化扩散的方式顺浓度梯度进行。目前已发现的GLUT有十余种，其中GLUT4在肌肉和脂肪细胞中高度表达^{[2, 18]}，因此GLUT4的表达和功能的改变与肌肉和脂肪细胞胰岛素抵抗的产生密切相关。Kruppel样转录因子15(KLF15) 由KLF15基因表达，具有3个高度保守的锌指结构，广泛存在于组织器官中，尤以心脏、肾、肝、脂肪细胞、骨骼平滑肌为甚，在糖代谢、能量利用等方面发挥重要作用。目前KLF15被证实为GLUT4的调节因子，在骨骼肌和脂肪组织中miR-133可以作用于KLF15来降低GLUT4的表达水平，从而影响胰岛素刺激的葡萄糖吸收^[32]。有研究显示，GLUT4的表达也受miR-21a-5p、miR-29a-3p、miR-29c-3p、miR-93-5p、miR-106b-5p、miR-133a-3p、miR-133b-3p、miR-222-3p及miR-223-3p控制，它们可直接或间接调节GLUT4的表达从而参与糖尿病的发生与发展^[33]。有研究证实miR-143参与了脂肪细胞的分化和GLUT4的表达^[26]。此外，Karolina等^[10]提出，GLUT4可能是miR-150的作用靶点。Zhou等^[24]发现在大鼠成肌细胞L6中，过表达miR-106能显著降低GLUT4水平，从而抑制葡萄糖的摄取和利用。相反，在胰岛素抵抗的细胞中抑制miR-106b的表达则可增高GLUT4水平，提高葡萄糖的摄取和利用。He等^[28]指出突触融合蛋白-1是miR-29的靶目标，其可与神经突触前膜胞内蛋白18相互作用，参与GLUT4囊泡融合到质膜的过程，从而调节葡萄糖的摄取。

miR在胰岛素抵抗中发挥着重要作用, 其主要通过调节胰岛素信号通路中关键蛋白的表达及活性来影响胰岛素的外周作用。随着有关胰岛素信号转导通路及miR研究的不断深入，已有许多miR被证实与胰岛素抵抗的发生密切相关(表 1)，提示miR可作为治疗胰岛素抵抗的潜在靶点^[34]。1个miR可能靶向作用于多种mRNA，同时各miR之间也可能相互合作共同调节同一转录因子的表达，但相关的机制十分复杂，目前尚未清楚。此外，以上介绍的多项研究均采用动物模型，存在一定的局限性，在今后仍需更进一步行临床应用的探索。相信随着医学技术的不断革新，相关的研究终会取得突破性进展，为今后的基因诊断、治疗和早期干预2型糖尿病开辟更多的途径。

表 1

表 1 与胰岛素PI3K/AKT信号转导通路有关的miR miR PI3KAKT信号转导通路相关蛋白 参考文献 Let-7 InsR [4-5] miR-103/107 InsR [6-7] miR-146a InsR [10] miR-192 InsR [10] miR-128a InsR [9] miR-122 InsR [8] miR-128a IRS1 [9] miR-96 IRS1 [3] miR-126 IRS1 [4] miR-144 IRS1 [10] miR-7 IRS1 [15] miR-135a IRS2 [16] miR-33a/b IRS2 [17] Let-7 IRS2 [5] miR-126 PI3K [21] miR-29 PI3K [22] miR-320 PI3K [27] miR-30d PI3K [2] miR-128a PI3K [9] miR-143 AKT/PKB [27] miR-29 AKT/PKB [8] miR-33a/b AKT/PKB [17] miR-21 AKT/PKB [29] miR-383 AKT/PKB [31] miR-7 AKT/PKB [15] miR-133a-3 GLUT4 [32] miR-223-p GLUT4 [33] miR-21a-5p GLUT4 [33] miR-29a-3p GLUT4 [33] miR-29c-3p GLUT4 [33] miR-93-5p GLUT4 [33] miR-106b-5p GLUT4 [33] miR-133a-3p GLUT4 [33] miR-133b-3p GLUT4 [33] miR-222-3p GLUT4 [33] miR-143 GLUT4 [25] miR-150 GLUT4 [10] miR-106 GLUT4 [2] miR-29 GLUT4 [28]

表 1 与胰岛素PI3K/AKT信号转导通路有关的miR