張 睿,蔡君艷

(東南大學附屬中大醫(yī)院心內(nèi)科，南京 210009)

隨著人們生活條件的改善，動脈血管疾病的發(fā)病率呈逐年升高的趨勢，其中動脈粥樣硬化(atherosclerosis，As)是血管疾病的主要表現(xiàn)形式，同時也是冠心病和腦血管病共同的病理基礎，對人的身體健康具有嚴重的危害性[1-2]。As的實質(zhì)是一種以管壁內(nèi)脂質(zhì)沉積為特征的慢性血管炎癥性疾病，主要表現(xiàn)為內(nèi)皮功能失調(diào)、泡沫細胞形成以及平滑肌細胞增殖等[3-5]。相關藥物的出現(xiàn)使As得到了治療，但效果差強人意。因此，尋找新的治療靶點以改善As的進展顯得尤為迫切。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是生物體內(nèi)非編碼RNA家族的重要一員。研究表明，lncRNA與As的發(fā)生、發(fā)展以及預后均密切相關，可能是診斷心血管疾病的生物標志物[6]?，F(xiàn)就lncRNA在As疾病演變過程中的作用及相關機制予以綜述。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是生物體內(nèi)非編碼RNA家族的重要一員。研究表明，lncRNA與As的發(fā)生、發(fā)展以及預后均密切相關，可能是診斷心血管疾病的生物標志物[6]。現(xiàn)就lncRNA在As疾病演變過程中的作用及相關機制予以綜述。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是生物體內(nèi)非編碼RNA家族的重要一員。研究表明，lncRNA與As的發(fā)生、發(fā)展以及預后均密切相關，可能是診斷心血管疾病的生物標志物[6]?，F(xiàn)就lncRNA在As疾病演變過程中的作用及相關機制予以綜述。

1 lncRNA的簡要概述

人類基因組中50%～70%的DNA分子可進行轉(zhuǎn)錄，而在這些DNA分子中僅有不到2%可最終翻譯成蛋白質(zhì)[7]。超過半數(shù)的DNA分子轉(zhuǎn)錄成長度超過200個核苷酸分子、不具有編碼蛋白質(zhì)活性的RNA分子稱為lncRNA。lncRNA種類繁多，在不同物種間的保守性較低，表達上兼具時間特異性和組織特異性[7]。

lncRNA主要位于細胞核和細胞質(zhì)，經(jīng)RNA聚合酶作用，于轉(zhuǎn)錄后剪接5′帽和3′多聚A尾結(jié)構(gòu)，形成成熟的分子結(jié)構(gòu)。lncRNA的來源十分廣泛，包括：①蛋白編碼基因內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷裂形成lncRNA分子；②染色質(zhì)重排導致非轉(zhuǎn)錄序列重組后轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生lncRNA；③復制過程中經(jīng)非編碼RNA的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座作用產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)錄基因或反轉(zhuǎn)錄假基因；④數(shù)個局部相互串聯(lián)的重復序列經(jīng)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生新的lncRNA；⑤基因序列由于轉(zhuǎn)座因子插入而打亂原有的順序并產(chǎn)生新的lncRNA分子。根據(jù)與相鄰蛋白編碼基因位置關系的不同，可將lncRNA分成5種類型：①基因間lncRNA，從兩個不同基因間協(xié)同轉(zhuǎn)錄獲?。虎趦?nèi)含子lncRNA，由基因的內(nèi)含子區(qū)轉(zhuǎn)錄生成；③同義lncRNA，轉(zhuǎn)錄方向與相鄰基因的轉(zhuǎn)錄方向相同，且至少有1個外顯子與基因重疊；④反義lncRNA，轉(zhuǎn)錄方向與相鄰基因轉(zhuǎn)錄方向相反，至少有1個外顯子與基因重疊；⑤雙向lncRNA，lncRNA從靠近的蛋白編碼基因同時向完全相反的兩個方向轉(zhuǎn)錄(圖1)[8-9]。

圖1 lncRNA的分類[9]

既往研究認為，lncRNA是機體內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄過程中的副產(chǎn)物，不具有任何生理活性，只是一種“遺傳噪音”[8,10]。但隨著研究的深入發(fā)現(xiàn)，lncRNA具有豐富的生物學功能,能夠參與遺傳印跡、基因重排、染色質(zhì)修飾、mRNA降解及細胞周期調(diào)控等過程，從而調(diào)節(jié)細胞的生長代謝。lncRNA可以從以下三個方面調(diào)節(jié)基因的表達：①表觀遺傳。通過招募染色質(zhì)修飾因子結(jié)合到基因座的方式在轉(zhuǎn)錄前發(fā)揮調(diào)控基因表達的作用。②轉(zhuǎn)錄調(diào)控。通過促進轉(zhuǎn)錄激活因子或抑制因子的表達，調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄反應。③轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。通過調(diào)節(jié)翻譯修飾、影響mRNA互補結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、干擾RNA結(jié)合蛋白功能以及促進蛋白泛素化等發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)作用[8,10]。

2 lncRNA與As的關系

As是目前最常見和最具危害性的疾病之一。通過高膽固醇飲食構(gòu)建兔As模型并與正常模型相比發(fā)現(xiàn)，As模型動脈血管數(shù)十種lncRNA出現(xiàn)差異化表達，表明lncRNA與As之間具有潛在聯(lián)系[11]。lncRNA廣泛參與As的病理生理學過程，在內(nèi)皮功能紊亂、平滑肌細胞增殖、泡沫細胞形成、脂質(zhì)代謝，甚至在致命性心肌梗死中發(fā)揮重要調(diào)控作用。

2.1lncRNA對內(nèi)皮功能的調(diào)節(jié)作用 內(nèi)皮細胞凋亡或炎癥反應所引起的內(nèi)皮細胞功能障礙是動脈血管發(fā)生粥樣硬化的一個主要環(huán)節(jié)。利用氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)刺激動脈血管誘導內(nèi)皮功能失調(diào)可引起內(nèi)皮細胞中部分lncRNA的表達發(fā)生變化，表明lncRNA與內(nèi)皮功能紊亂密切相關[12]。

內(nèi)皮細胞中?；撬嵘险{(diào)基因1 (taurine-upregulated gene 1，TUG1)是一種靶向miR-26a的促凋亡的lncRNA分子[13]。miR-26a具有抗血管內(nèi)皮細胞凋亡、保護內(nèi)皮細胞的作用[14]。Chen等[13]發(fā)現(xiàn)，丹參素抑制內(nèi)皮細胞凋亡時胞內(nèi)TUG1的表達下調(diào)，miR-26a的表達上調(diào)；內(nèi)皮細胞過表達TUG1后，miR-26a的表達受到抑制，且丹參素的內(nèi)皮保護作用減弱；抑制TUG1的表達可上調(diào)miR-26a的表達，表明內(nèi)皮細胞中TUG1可抑制miR-26a，并促內(nèi)皮細胞凋亡。因而TUG1可能成為潛在的治療As的靶點。

LOC100129973是一種長度為1 520個堿基對的lncRNA分子。誘導內(nèi)皮細胞凋亡的同時若過表達LOC100129973可明顯提高細胞的生存能力，而同時抑制LOC100129973的表達則可促進細胞凋亡[15]。Lu等[15]發(fā)現(xiàn)，LOC100129973可通過miRNA海綿分別與miR-4707-5p和miR-4767結(jié)合，并抑制兩種miRNA分子的表達。而miR-4707-5p和miR-4767可分別與凋亡抑制因子5 (apoptosis inhibitor 5，API5)和B細胞淋巴瘤2類似蛋白12 (B-cell lymphoma-2-like protein 12，BCL2L12)的3′非翻譯區(qū)位點結(jié)合，下調(diào)API5和BCL2L12的表達、抑制兩者的抗凋亡作用[15]。綜上，LOC100129973可通過抑制miR-4707-5p和miR-4767促進API5和BCL2L12的表達，保護血管內(nèi)皮。

肺腺癌轉(zhuǎn)移相關轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1) 是一種能夠調(diào)節(jié)CXC趨化因子受體2(CXC chemokine receptor 2,CXCR2)的lncRNA，長度約為8 000個核苷酸，位于染色體11q13上[16-17]。研究表明，經(jīng)ox-LDL處理的內(nèi)皮細胞MALAT1和CXCR2的表達上調(diào)，而miR-22-3p的表達下調(diào)[16]。抑制miR-22-3p的表達可以抑制內(nèi)皮細胞凋亡，而抑制MALAT1和CXCR2的表達可促進內(nèi)皮細胞凋亡。MALAT1通過直接結(jié)合抑制miR-22-3p，上調(diào)miR-22-3p下游靶基因CXCR2的表達。CXCR2是一種細胞因子受體，能夠拮抗ox-LDL誘導的內(nèi)皮損傷[16]。因此，MALAT1/miR-22-3p/CXCR2信號軸可以為后續(xù)As的診治提供新的研究方向。

Huang等[18]的研究表明，TGFB2重疊轉(zhuǎn)錄本1(TGFB2 overlapping transcript 1，TGFB2-OT1)是一種促進血管內(nèi)皮細胞自噬和炎癥反應的lncRNA分子。TGFB2-OT1可通過競爭性內(nèi)源性RNA的方式作用于miR-3960、miR-4488以及miR-4459，分別調(diào)節(jié)各自下游靶基因神經(jīng)酰胺合成酶1 (ceramide synthase 1，CERS1)、N-乙酰轉(zhuǎn)移酶8樣蛋白(N-acetyltransferase 8-like，NAT8L)以及La核糖核蛋白結(jié)構(gòu)域家族1(La ribonucleoprotein domain family member 1，LARP1)的表達。其中CERS1和NAT8L可促進血管內(nèi)皮細胞自噬，而LARP1能夠促進死骨片1的表達并激活核因子κB和胱天蛋白酶1信號通路，誘導炎性因子白細胞介素(interleukin，IL)-6、IL-8及IL-1B的產(chǎn)生，提高內(nèi)皮炎癥反應水平[18]。TGFB2-OT1的促As作用應引起人們的重視。

2.2lncRNA對平滑肌細胞增殖的調(diào)節(jié)作用 血管平滑肌細胞增殖是As斑塊形成的重要步驟。研究發(fā)現(xiàn)，非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)可通過調(diào)節(jié)平滑肌細胞增殖發(fā)揮調(diào)控動脈血管疾病的作用[19]。 高脂飲食喂養(yǎng)條件下，ApoE-/-小鼠As斑塊中長基因間非編碼RNAp21(long intergenic ncRNA p21，lincRNA-p21)的表達水平較野生型小鼠顯著降低；冠狀動脈疾病患者的冠狀動脈組織中l(wèi)incRNA-p21的表達較健康對照人群也明顯降低；抑制巨噬細胞和平滑肌細胞中l(wèi)incRNA-p21的表達可促進兩者增殖、抑制凋亡[20]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，lincRNA-p21通過p53途徑調(diào)節(jié)平滑肌細胞增殖，lincRNA-p21可直接與小鼠雙微體2結(jié)合，抑制小鼠雙微體2對p53的降解作用，同時也促進p300乙?；せ頿53，最終上調(diào)p53的活性[20]。p53能夠抑制細胞增殖并促進細胞凋亡。因此lincRNA-p21可通過促進p53的表達抑制平滑肌增殖。

既往研究表明，黃芩素能特異性抑制平滑肌細胞的增殖活性而不影響遷移能力[21]。Zhang等[22]發(fā)現(xiàn)，黃芩素作用于平滑肌細胞時增殖活性減弱，胞內(nèi)lncRNAAK021954的表達明顯上調(diào)，并且成纖維細胞生長因子18的表達被抑制；特異性抑制平滑肌細胞中l(wèi)ncRNAAK021954的表達后，細胞的增殖能力顯著增強。以上研究表明lncRNAAK021954具有抑制平滑肌細胞增殖的作用，但抑制細胞增殖的作用與成纖維細胞生長因子18之間是否存在聯(lián)系仍有待研究證實。

2.3lncRNA對泡沫細胞形成的影響 泡沫細胞是As病變過程中的一類特征性病理細胞，主要由巨噬細胞和血管平滑肌細胞吞噬脂質(zhì)特別是ox-LDL后形成。泡沫細胞在As的早期即可出現(xiàn)，是As防治的一個重要靶點。

鼠體內(nèi)E330013P06(簡稱E33)是一種在基因結(jié)構(gòu)上與人miR-143宿主基因極為相似的lncRNA分子，能夠促進巨噬細胞向泡沫細胞轉(zhuǎn)變[23]。Reddy等[23]發(fā)現(xiàn)，人為上調(diào)巨噬細胞中E33的表達后，細胞的形態(tài)和生長過程無異常變化，但胞內(nèi)促炎基因的表達上調(diào)，細胞表面CD36受體增多，最終巨噬細胞經(jīng)CD36介導攝取ox-LDL并轉(zhuǎn)變成泡沫細胞。提示E33能夠誘導泡沫細胞形成。

lincRNA-DYNLRB2-2是一種能夠抑制泡沫細胞形成的lncRNA,定位于染色體16q23.3。Hu等[24]發(fā)現(xiàn)，ox-LDL能夠以劑量/時間依賴性方式促進單核噬細胞和泡沫細胞中l(wèi)incRNA-DYNLRB2-2的表達。在單核巨噬細胞中過表達LV-DYNLRB2-2可明顯增強胞內(nèi)G蛋白偶聯(lián)受體119的表達活性，而G蛋白偶聯(lián)受體119可通過上調(diào)胰高血糖素樣肽1受體的表達，上調(diào)下游鈣/鈣調(diào)蛋白激酶、環(huán)腺苷酸/蛋白激酶A以及磷酸酰肌醇-3-激酶/絲氨酸/蘇氨酸激酶/蛋白激酶B三條通路的活性，抑制絲裂原活化蛋白激酶-細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2和蛋白激酶C-ζ通路，最終促進ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白A1 (ATP binding cassette transport protein A1，ABCA1)的表達[24]。ABCA1是一種位于細胞膜上具有轉(zhuǎn)運分子物質(zhì)能力的蛋白質(zhì)，能夠輔助膽固醇從泡沫細胞中流出，抑制泡沫細胞形成[25]。綜上，lincRNA-DYNLRB2-2通過調(diào)節(jié)ABCA1的表達發(fā)揮抗As的作用。

Hu等[26]發(fā)現(xiàn)，ox-LDL刺激巨噬細胞后能夠明顯促進巨噬細胞中l(wèi)ncRNA-RP5-833A20.1的表達，同時抑制核因子IA (nuclear factor IA，NFIA)的表達。lncRNA-RP5-833A20.1通過上調(diào)has-miR-382-5p抑制NFIA。NFIA可促進巨噬細胞中膽固醇的流出，抑制泡沫細胞形成，同時提高血中高密度脂蛋白水平，并降低低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白的水平，抑制As進展。故lncRNA-RP5-833A20.1作為一種促As因子，有可能成為治療相關血管病的靶點。

2.4lncRNA對于心肌梗死的調(diào)節(jié)作用 急性心肌梗死是一種致死率較高的疾病，細胞自噬在急性心肌梗死的發(fā)生、發(fā)展以及預后中有重要作用[27]。細胞自噬依賴于一系列自噬相關基因(autophagy associated gene,ATG)的存在，其中ATG7是自噬反應整個過程中最關鍵的因子之一。

自噬促進因子(autophagy promoting factor，APF)是新近發(fā)現(xiàn)的參與心肌梗死調(diào)控的lncRNA分子。在小鼠梗死的心肌中，lnc-APF的表達水平明顯高于正常心肌；抑制缺血心肌中l(wèi)nc-APF的表達能明顯減少損傷心肌的面積、改善心功能，若促進ATG7的表達則會導致心肌損傷加重；若通過小干擾RNA特異性敲除心肌細胞中l(wèi)nc-APF的表達可抑制心肌細胞的自噬活性[28]。Wang等[28]發(fā)現(xiàn)，lnc-APF可與miR-188-3p結(jié)合并相互作用，下調(diào)miR-188-3p的表達，提高ATG7的活性，最終增強細胞的自噬能力，導致缺血心肌損傷擴大化。因此，lnc-APF有望成為針對心肌梗死治療的重要靶點。lncRNA的功能總結(jié)，見表1。

表1 lncRNA的功能小結(jié)

lncRNA：長鏈非編碼RNA；As：動脈粥樣硬化；TUG1：?；撬嵘险{(diào)基因1；API5：凋亡抑制因子5；BCL2L12:B細胞淋巴瘤2類似蛋白12；MALAT1:肺腺癌轉(zhuǎn)移相關轉(zhuǎn)錄本1;CXCR2:CXC趨化因子受體2；TGFB2-OT1:TGFB2重疊轉(zhuǎn)錄本1;CERS1:神經(jīng)酰胺合成酶1；ceRNA:競爭性內(nèi)源性RNA;NAT8L:N-乙酰轉(zhuǎn)移酶8樣蛋白；LARP1:La核糖核蛋白結(jié)構(gòu)域家族1；ox-LDL:氧化型低密度脂蛋白；GPR119:G蛋白偶聯(lián)受體119;ABCA1:ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白A1；NFIA:核因子IA；FXR:法尼基衍生物X受體；apoC2:載脂蛋白C2；LPL:脂蛋白脂肪酶；CYP7A1:膽固醇7α-羥化酶;LSRT：肝特異性三酰甘油調(diào)節(jié)子；TDP-43:反式激活應答DNA結(jié)合蛋白43;CYP8B1:固醇12α-羥化酶；ATG7:自噬相關基因7

2.5lncRNA對血脂代謝的調(diào)節(jié)作用 高脂血癥是As的主要危險因素之一。lncRNA作為一類能夠調(diào)控眾多病理生理反應的RNA分子，同樣參與體內(nèi)脂質(zhì)代謝和血脂水平的調(diào)節(jié)[31]。

研究表明，特異性敲除小鼠肝內(nèi)lncRNA分子肝特異性三酰甘油調(diào)節(jié)子(liver-specific triglyceride regulator，LSTR)可降低小鼠血中三酰甘油的水平[29]。Li等[29]發(fā)現(xiàn)，抑制LSTR可促進反式激活應答DNA結(jié)合蛋白43表達,使反式激活應答DNA結(jié)合蛋白43結(jié)合至固醇12α-羥化酶啟動子區(qū)，抑制固醇12α-羥化酶轉(zhuǎn)錄，引起膽汁酸異常代謝和水平改變，反饋性上調(diào)法尼基衍生物X受體及其下游載脂蛋白C2的表達，進一步提高脂蛋白脂肪酶的表達，增強外周骨骼肌、脂肪等代謝組織攝取三酰甘油的能力，最終降低血脂。因此，lnc-LSTR可成為治療高脂血癥的潛在治療靶點。

lnc-HC是一種具有調(diào)節(jié)肝膽固醇代謝能力的lncRNA分子，其在機體的肝、胰腺、肌肉等代謝性器官特異性表達，尤其在肝中的數(shù)量最多。Lan等[30]研究發(fā)現(xiàn)，給予小鼠高膽固醇飲食可引起小鼠肝內(nèi)lnc-HC增多，肝脂質(zhì)代謝紊亂，血脂水平升高；而抑制肝內(nèi)lnc-HC的表達可明顯降低血脂水平。進一步研究表明，lnc-HC通過促進肝細胞核內(nèi)RNA結(jié)合蛋白不均一型核糖核蛋白A2B1的表達，并在核內(nèi)與之結(jié)合形成穩(wěn)定的RNA-蛋白質(zhì)復合物，從而直接結(jié)合膽固醇7α-羥化酶(cholesterol 7-alpha hydroxy-lase,CYP7A1)和ABCA1，抑制兩者的表達。CYP7A1和ABCA1是肝內(nèi)膽固醇分解代謝通路的關鍵分子。因而lnc-HC可通過CYP7A1和ABCA1途徑調(diào)節(jié)肝內(nèi)膽固醇的代謝并提高血脂水平。當肝細胞內(nèi)膽固醇水平升高后，可以激活位于lnc-HC基因上游啟動子區(qū)的轉(zhuǎn)錄激活因子CCAAT增強子結(jié)合蛋白β，啟動lnc-HC轉(zhuǎn)錄，上調(diào)lnc-HC的表達，進一步引起肝內(nèi)脂質(zhì)紊亂[30]。

3 結(jié) 語

lncRNA作為機體內(nèi)部調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個重要組成部分，在多種疾病的病理生理過程中發(fā)揮著無可替代的作用。作為近年來研究的熱點，目前已有大量與lncRNA相關的研究成果，但這僅揭示了lncRNA復雜關系網(wǎng)絡的極小部分。圍繞lncRNA與疾病特別是與心血管疾病關系的研究仍有待人們繼續(xù)深入探索。隨著人們對lncRNA的認識愈加全面，最終定能從中找到診治相關疾病的新方法。