RNA修饰种类丰富，在编码RNA和非编码RNA中约有170余种^[1]。目前，虽然已知mRNA甲基化N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenosine，m⁶A）、C5-甲基胞嘧啶（C5-methylcytosine，m⁵C）等修饰形式的存在，但对其如何产生功能尚不清楚^[2]。

近年来，随着高通量测序技术的发展，甲基化研究快速进展，发现了多种能影响RNA修饰的相关蛋白^[3]。研究^[4]发现，RNA甲基化通过改变细胞生物学功能影响癌症的进展。在非肿瘤肾脏疾病领域内，这些修饰同样也扮演重要角色，参与了肾脏疾病的发生和发展。本文从最常见的mRNA甲基化m⁶A、m⁵C等修饰入手，对其在非肿瘤肾脏疾病领域中发挥的作用进行综述。

1 m6A RNA甲基化

m⁶A修饰是在RNA腺嘌呤上第6个氮原子上进行甲基化修饰，是目前为止真核生物中最丰富和研究最多的mRNA修饰^[5]。随着甲基化酶“writer”（如METTL3-METTL4复合体）、去甲基化酶“eraser”（如FTO、ALKBH5），以及结合蛋白“reader”（YTH结构域蛋白、METTL3、IGF2BP2）等的发现，证明了m⁶A是一种动态修饰过程，影响包括mRNA的稳定、核输出、翻译和剪接等，参与疾病的发生和发展^[6]。在非肿瘤肾脏疾病领域内，m⁶A甲基化修饰同样扮演着重要角色，参与了肾脏疾病的发生和发展（表 1）。

1.1 m⁶A RNA甲基化在急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）中的作用

AKI是常见的临床综合征，能导致其他器官功能衰竭，死亡率高达50%~80%，每年导致全球170万人死亡^[7]。AKI的特征是肾功能短时间内突然降低至正常值以下，同时伴随尿量减少，血肌酐、血尿素氮水平显著升高和水电解质酸碱平衡紊乱^[8]。AKI的发病机制仍不完全清楚，缺少有效的治疗方法。近年的研究发现，m⁶A RNA甲基化修饰参与了AKI的发病机制。在顺铂诱导的AKI模型中，去甲基化酶FTO表达降低，导致m⁶A修饰增加。在顺铂处理的HK-2细胞中，通过甲氯芬酸抑制FTO，可引起p53表达增加，促进凋亡，加重AKI ^[9]。在缺血再灌注模型中，甲基转移酶METTL3表达增加，从而增高 foxd1 mRNA m⁶A甲基化水平^[10]。在肾脏缺血再灌注模型的研究^[11]中发现，增加的METTL14通过升高YAP1 mRNA m⁶A甲基化水平，抑制YAP1表达，从而促进肾脏损伤。

1.2 m⁶A RNA甲基化在慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）中的作用

CKD是十大疾病死亡原因之一，在我国发病率为10.8%^[12]。越来越多的CKD患者逐渐发展成为终末期肾脏病（end-stage renal disease，ESRD），需要肾脏替代治疗。肾脏间质纤维化导致细胞外基质的沉积和瘢痕形成是CKD的重要病理特征^[13]。研究^[14]发现，m⁶A参与肾间质纤维化形成，如在单侧输尿管梗阻（unilateral ureteral obstruction，UUO）模型中，m⁶A甲基化水平以及相关酶METTL3、METTL14的表达水平随着模型时间进程逐渐下降，FTO表达逐渐升高。另一项关于UUO模型的研究^[13]证明，m⁶A去甲基化酶ALKBH5降低，导致m⁶A水平升高，增加间质标志物Snail表达，从而促进了上皮-间质转化。在TGF-β处理的人肾小管上皮细胞中，m⁶A表达水平升高，甲基转移酶METTL3、METLL14、WTAP水平升高，METTL3能调控MALAT1表达，参与MALAT1/miR-145/FAK介导的肾脏纤维化过程^[15]。CKD患者更易发生血管钙化，并发心血管疾病的概率更高，最终导致最严重的CKD并发症，增加了CKD的死亡率^[16]。RNA m⁶A甲基化不仅参与CKD的发病，同时也参与了CKD并发症心血管疾病的发生^[17]。研究^[18]发现，在吲哚硫酸盐诱导的人平滑肌细胞血管钙化模型中，血管保护基因Klotho mRNA m⁶A甲基化水平升高，且该改变受METTL14调节，最终使Klotho表达下降。还有研究^[19]发现，在CKD患者外周血中性粒细胞中，RNA m⁶A甲基化水平下降。RNA m⁶A甲基化通过多种不同途径，影响不同基因的表达，参与CKD的发病机制，以上研究结果提供了靶向RNA m⁶A甲基化治疗CKD的一个新策略。

1.3 m⁶A RNA甲基化在其他非肿瘤肾脏疾病中的作用

糖尿病肾病（diabetic kidney disease，DKD）是糖尿病最常见的微血管并发症之一。近半数糖尿病患者可能出现肾脏损害^[20-21]。DKD主要表现为肾小球硬化、肾小管间质纤维化和肾血管损伤^[22]。足细胞是肾小球中的重要细胞类型，在维持肾小球滤过屏障正常功能的过程中扮演重要角色，足细胞的损伤被认为参与DKD的发生。在高糖处理的小鼠足细胞中发现足细胞焦亡参与DKD的发展，黄蜀葵提取物能够通过增加METTL3表达，提高m⁶A甲基化水平，降低PTEN表达，调节PI3K/Akt通路，改善足细胞焦亡和损伤^[23]。早期的DKD以肾小球病变为主，而随着病情发展肾小管也受累，肾小管发生纤维化，最终发展成为ESRD，造成这种后果的病因中也包括m⁶A甲基化。在高糖处理的HK-2细胞中，METTL14表达下降，同时m⁶A甲基化水平降低，PTEN表达增加，影响PI3K/Akt信号通路，HDAC5表达上调，引起肾小管细胞上皮间质转化，参与DKD进展^[24]。提示在相同疾病影响的不同细胞亚型中，不同的甲基转移酶能影响相同基因表达改变。

除了DKD，一些产生肾毒性的药物和毒物同样可通过m⁶A甲基化影响肾脏疾病的发展进程。在鼠肾小管上皮细胞中，甲基转移酶METTL3能够以m⁶A依赖性方式与DGCR8结合，上调miRNA-873-5p，调节Keap1/Nrf2通路，减轻黏菌素介导的肾损伤^[25]。在乙醇介导的肾损伤中，去甲基化酶FTO表达降低，导致PPAR-α m⁶A甲基化水平升高，同时YTHDF2表达增加，识别m⁶A位点，下调PPAR-α，进而活化NLRP3炎性小体，加重肾损伤^[26]。

m⁶A RNA甲基化作为一种表观遗传学机制，也参与遗传性肾病的发生发展。有研究^[27]发现，METTL3能通过增加促囊肿形成的c-myc和Avpr2 mRNA m⁶A修饰，激活c-myc和cAMP通路，参与常染色体显性遗传性多囊肾的发生发展。

2 m5C RNA甲基化

m⁵C是在RNA胞嘧啶第5位碳原子上进行甲基化修饰，是最早被发现存在于多个物种的修饰之一。m⁵C可控制mRNA出核^[28]，调控翻译，影响蛋白质合成^[29]。在m⁵C发挥作用的过程中，也会发生动态的修饰过程，该过程受甲基转移酶“writer”、去甲基酶“eraser”、结合蛋白“reader”等多种酶调控。“writer”包括NSUN1-7、DNMT2、TRM4A/B，“eraser”主要包括TET2、ALKBH1，“reader”包括ALYREF、YBX1。见图 1。

2.1 m⁵C RNA甲基转移酶

与m⁵C相关的甲基转移酶包括DNA甲基转移酶同系物DNMT2（又名TRDMT1）以及NSUN家族的7个成员（NSUN1，NSUN2，NSUN3，NSUN4，NSUN5，NSUN6和NSUN7）^[30]。以上酶中，目前只有NSUN2和DNMT2参与mRNA的代谢过程^[31]。NSUN2是NOP2/SUN结构域家族第2个成员，是核仁甲基转移酶，在某些肿瘤中高表达，通过抑制NSUN2表达，抑制胆囊癌细胞的增殖^[32]。NSUN2介导的m⁵C能促进膀胱尿路上皮癌发生^[33]。这些过程都与NSUN2可作为m⁵C的甲基转移酶密切相关。但NSUN2在肾脏病领域的作用依然未知。TRDMT1最早被认为是DNA的甲基转移酶，后来发现TRDMT1对DNA的作用很小，而对tRNA有甲基化酶的作用^[34]。最近的研究^[31]发现，在HEK293T细胞中敲低TRDMT1能降低UGP2 mRNA m⁵C水平。

2.2 m⁵C RNA去甲基化酶

TET2是依赖于α-酮戊二酸和Fe²⁺的双加氧酶^[35]，能够作为m⁵C去甲基化酶将DNA的m⁵C催化成为hm⁵C。TETs也能作用于HEK293T细胞中RNA的m⁵C，过表达的TETs能够增加RNA hm⁵C水平^[36]。TET2催化产生的RNA hm⁵C参与RNA的降解，提示了其在转录后调控的作用^[37]。TET2与肾脏疾病有关，在缺血再灌注诱导的AKI模型中，TET2敲除可加重肾损伤^[38]，盐酸多柔比星诱导的局灶节段性肾小球硬化模型中TET2表达降低^[39]。然而，在高糖诱导的足细胞模型以及DKN动物模型中TET2表达升高^[40]。这些不同的结果可能与TET2既能作用于DNA m⁵C修饰，也能作用于RNA m⁵C修饰，以及作用的靶基因不同等原因有关。TET2在肾脏疾病中的作用仍需进一步研究探讨。

2.3 m⁵C RNA甲基化结合蛋白

目前发现的RNA m⁵C结合蛋白有ALYREF和YBX1。ALYREF是mRNA输出蛋白复合体TREX的关键成分^[41]。ALYREF受其靶标mRNA甲基化水平的影响，能够在核内与靶基因的m⁵C位点结合，促进mRNA出核^[28]。在Hela细胞中敲除ALYREF后发现，具有m⁵C甲基化的mRNA滞留在核内，而缺少m⁵C修饰的mRNA未发现有出核现象^[28]。此外，近期研究^[42]发现，在膀胱癌中，ALYREF能够以m⁵C依赖的方式与PKM2 mRNA结合，稳定mRNA，促进糖酵解，最终导致肿瘤细胞增殖。

与ALYREF不同的是，YBX1常在细胞质内发挥其潜在的m⁵C结合蛋白功能。YBX1是一种DNA/RNA结合蛋白，由多种结构域组成，能够在细胞核内作为转录因子与目标基因启动子Y盒结合，还能通过其冷休克结构域（cold shock domain，CSD）在细胞质结合RNA，同时也存在于细胞外。YBX1通过其众多的角色参与肿瘤细胞的增殖和侵袭^[43]、药物耐受^[44]、DNA修复^[45]，以及RNA剪接、转录、翻译和细胞外信号应激反应等生物学过程^[46]。YBX1在肾脏疾病中同样发挥重要作用。纤维化是肾脏疾病常见病理表现，YBX1参与纤维化相关因子的调节，如YBX1在系膜细胞中通过增加COLA1 mRNA稳定性促进翻译，介导促纤维化作用^[47]，在肾小管上皮细胞中通过与TGF-β1 mRNA 5’-UTR结合，促进TGF-β1翻译，参与慢性肾脏疾病的发生发展^[48]。然而，当YBX1存在于细胞核中，则能通过抑制COL1a1、α-SMA/Acta2转录^[49]，促进MMP2转录，发挥抗纤维化的作用，这些均与YBX1能够作为转录因子发挥作用有关^[50]。有研究认为，在正常情况下，肾小管的YBX1通常在细胞质表达，肾小球的YBX1主要在细胞核表达。YBX1的作用主要取决于其亚细胞定位，在细胞质中，YBX1具有致纤维化作用，在细胞核中，则具有抗纤维化作用。研究^[51-52]发现，通过药物强制增加YBX1细胞核内水平，减少异位，可减轻UUO肾脏模型的纤维化程度。YBX1除参与纤维化的调节，也是调节炎症信号的重要枢纽，YBX1在肝、肾损伤中可抑制Cxcl1表达，减轻肾脏损害^[53]。内源性细胞的YBX1参与炎症细胞的浸润，单核-巨噬细胞YBX1通过产生白细胞介素-10（interlukin-10，IL-10）等抗炎因子调节炎症过程^[54]。同时，在狼疮肾炎中，也发现了新的YBX1修饰形式，即胍基化的YBX1通过Notch3增加IL-10 mRNA的转录，发挥抗炎作用^[55]。此外，在CKD中，YBX1被发现作为转录因子参与细胞周期的调节^[56]。综上，YBX1在肾脏疾病中扮演着多种角色，在细胞核内作为转录因子发挥作用，而在细胞质内则能调节翻译。最近的研究^[33]发现，YBX1可做为m⁵C的“reader”发挥作用，YBX1通过靶向结合癌基因HDGF mRNA m⁵C位点，并募集mRNA稳定因子ELAVL1，促进膀胱癌的增殖和转移。细胞质中的YBX1是否是通过甲基化依赖的方式增加mRNA稳定性，促进翻译过程，需要进一步考证。

3 结论及展望

RNA甲基化修饰参与多种癌症的发生、发展，而在非肿瘤疾病中究竟扮演何种角色仍有待更多的研究。m⁶A RNA甲基化可能在非肿瘤肾脏疾病的发病机制中发挥重要功能，而m⁵C、N1-甲基腺嘌呤（N1-methyladenosine，m¹A）、N7-甲基鸟嘌呤（N7-methylguanosine，m⁷G）等众多RNA修饰的作用尚有待发掘。RNA甲基化修饰是否也能同长链非编码RNA一样成为疾病诊断的标志物以及治疗的靶点，是研究者未来需要攻克的难题。