長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度大于200個核苷酸的RNA，在結(jié)構(gòu)上與mRNA類似，但不能翻譯成蛋白質(zhì)。LncRNA參與多種生物過程，包括細胞凋亡、增殖、血管生成、免疫應(yīng)答和蛋白質(zhì)修飾。根據(jù)基因定位，lncRNA可以分為6類：(1)正義lncRNA，與編碼基因的1個或多個外顯子重疊；(2)反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，與相反鏈上的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物部分或完全互補；(3)內(nèi)含子 lncRNA，其序列來自轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的內(nèi)含子；(4)雙向轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，與蛋白質(zhì)編碼基因共享相同的啟動子，但轉(zhuǎn)錄方向相反；(5)基因間lncRNA(lincRNA)， 由位于蛋白質(zhì)編碼基因之間的序列獨立轉(zhuǎn)錄；(6)增強子lncRNA，位于蛋白質(zhì)編碼基因的增強子區(qū)域[1]。母系表達基因3(MEG3)是近年來發(fā)現(xiàn)的lncRNA，其參與細胞調(diào)節(jié)，影響疾病的發(fā)生發(fā)展。

1 MEG3的生物學作用

MEG3是人正常組織中的腫瘤抑制因子，位于染色體14q32，在轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達。研究發(fā)現(xiàn)，MEG3是鼻咽癌、肺癌和乳腺癌等的腫瘤抑制因子[2]，參與調(diào)控腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲；MEG3還可調(diào)節(jié)血管形成、細胞凋亡、平滑肌遷移、心室重構(gòu)等，參與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展。

2 MEG3在心血管疾病中的作用

2.1 MEG3與內(nèi)皮細胞增殖和血管形成

血管內(nèi)皮細胞位于血管最里層，其功能障礙會引發(fā)心血管疾病，如動脈粥樣硬化、高血壓和糖尿病心血管并發(fā)癥等。再內(nèi)皮化是血管損傷修復(fù)的重要步驟，依賴于血管內(nèi)皮細胞的增殖和遷移。而血管內(nèi)皮細胞活力和增殖的激活是血管生成的關(guān)鍵步驟。MEG3對內(nèi)皮細胞的調(diào)節(jié)既可以促進內(nèi)皮細胞增殖，也可以通過增加炎性介質(zhì)促進細胞凋亡。研究表明，與正常動脈組織相比，冠狀動脈疾病組織中MEG3表達水平下調(diào)[3]。微小RNA(miRNA)-21過表達時可促進內(nèi)皮細胞增殖和血管生成，拮抗心肌梗死模型中誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷，在心肌梗死中起保護作用。MEG3過表達可下調(diào)miR-21的表達，抑制內(nèi)皮細胞增殖并抑制細胞周期蛋白D1、Ki-67和增殖細胞核抗原(PCNA)的表達，同時還可抑制Ⅰ型膠原、Ⅴ型膠原和蛋白多糖的表達，進而抑制內(nèi)皮細胞增殖[4]。

He等[5]研究發(fā)現(xiàn)，MEG3可以通過負性調(diào)節(jié)miR-9的表達抑制人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)增殖和血管生成。Boon等[6]在體內(nèi)和體外實驗中發(fā)現(xiàn)，抑制MEG3的表達可以增強內(nèi)皮細胞的功能。然而，Ruan等[7]發(fā)現(xiàn)，在缺氧條件下，MEG3的轉(zhuǎn)錄受HUVEC中缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)的調(diào)控，敲除MEG3可以抑制血管內(nèi)皮細胞生長因子受體2(VEGFR2)mRNA和蛋白的表達水平，從而抑制內(nèi)皮細胞遷移和血管生成，提示MEG3在血管形成中起積極作用。MEG3還可與多聚嘧啶序列結(jié)合蛋白3 (PTBP3)協(xié)同調(diào)控DNA損傷修復(fù)，MEG3和PTBP3的低表達可誘導(dǎo)p53基因上調(diào)，促進細胞凋亡[8]。

在其他疾病中，MEG3對內(nèi)皮細胞的調(diào)節(jié)也會出現(xiàn)這樣相反的結(jié)果。在骨關(guān)節(jié)炎中，MEG3通過降低血管內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)的表達水平，抑制血管生成[9]。對大鼠腦微血管內(nèi)皮細胞(RBMVEC)進行缺氧缺糖/復(fù)氧復(fù)糖 (OGD/R)建立腦梗死模型，可發(fā)現(xiàn)梗死模型中的MEG3表達增加，MEG3一方面通過上調(diào)p53表達引起還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NOX)4水平升高，另一方面通過促進活性氧(ROS)生成，誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞凋亡；而抑制MEG3可以促進血管生成[10]。Notch信號通路在調(diào)節(jié)血管生成中起著重要作用，抑制該通路會影響缺血后血管修復(fù)和血管新生。在缺血性卒中大鼠模型和內(nèi)皮細胞中，敲除MEG3可以激活內(nèi)Notch通路[11]。在糖尿病視網(wǎng)膜病變中，敲低MEG3會增加炎性介質(zhì)的水平，提高磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(Akt)的磷酸化水平，進而促進視網(wǎng)膜內(nèi)皮細胞的增殖和遷移，導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管發(fā)生異常，加重糖尿病誘導(dǎo)的微血管功能障礙[12]。

2.2 MEG3與血管平滑肌細胞(VSMC)增殖

VSMC是血管壁的主要成分，其異常增殖是血管增生性疾病的主要病理基礎(chǔ)，如動脈粥樣硬化和血管成形術(shù)后狹窄。研究表明，MEG3與VSMC的增殖有關(guān)，MEG3過表達時抑制VSMC的增殖[13]。HDAC4屬于Ⅱ類組蛋白乙?；福^表達時可以促進VSMC增殖。Zheng等[13]研究發(fā)現(xiàn)，沉默組蛋白去乙?；?(HDAC4)會上調(diào)MEG3，抑制VSMC增殖，其主要原因是上調(diào)MEG3后可引起miR-125a-5p表達下調(diào)，而miR-125a-5p可以調(diào)節(jié)VSMC表型轉(zhuǎn)換[14]，miR-125a-5p水平的下降最終導(dǎo)致干擾素調(diào)節(jié)因子1(IRF1)表達降低，VSMC的增殖和遷移受到抑制。其中，IRF1是一種轉(zhuǎn)錄因子，在正常葡萄糖水平條件下，IRF1過表達可下調(diào)細胞周期蛋白D1和細胞周期蛋白依賴性激酶 (CDK) 4的表達，進而抑制VSMC的細胞周期進程；而在高糖條件下，IRF1過表達促進平滑肌細胞增殖，這可能是因為高糖誘導(dǎo)ROS生成，促使細胞周期蛋白E/CDK2表達上調(diào)，加快了VSMC的增殖和細胞周期進程[15]。

本課題組在探討過表達MEG3抑制VSMC增殖的機制時發(fā)現(xiàn)，敲低MEG3后，細胞周期相關(guān)蛋白PCNA、細胞周期蛋白A和細胞周期蛋白E的蛋白表達水平升高，促使肺血管平滑肌增殖和遷移[16]。敲除MEG3同時降低了G0/G1期細胞百分比，增加了G2/M期和S期細胞的數(shù)量，而G2/M期和S期是細胞的增殖周期。此外，在子宮螺旋動脈重構(gòu)過程中，過表達MEG3引起p53蛋白水平增加并誘導(dǎo)VSMC凋亡，但是MEG3過表達也使基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)的表達增加，而MMP-2的釋放有助于細胞外基質(zhì)的降解，促進VSMC的遷移[17]。在肺動脈高壓中，抑制MEG3可以通過上調(diào)miR-21表達，降低第10號染色體同源丟失性磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)的表達，進而抑制PTEN對細胞生長的負向調(diào)控，促進人肺動脈平滑肌細胞在缺氧條件下的增殖和遷移[18-19]。

2.3 MEG3與心肌細胞

急性心肌梗死(AMI)可對心肌造成不可逆轉(zhuǎn)的損害，并可導(dǎo)致心力衰竭。心肌梗死多發(fā)生在心肌供血長期減少(心肌缺血)而心肌細胞修復(fù)機制無法逆轉(zhuǎn)的情況下。AMI的治療目標包括恢復(fù)冠狀動脈血流和有功能的心肌。敲低MEG3可減輕缺氧誘導(dǎo)的心肌細胞H9c2的損傷[20]。p27是細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑，敲低p27可減少大鼠心肌細胞缺氧引起的損傷。在缺氧條件下，敲低MEG3后miR-183表達升高，負性調(diào)節(jié)靶基因p27，進一步激活PI3K/Akt/叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子FOXO3a信號通路,減輕缺氧誘導(dǎo)的細胞損傷[21]。PI3K/Akt信號通路是細胞存活、增殖和遷移的重要途徑，該通路的激活對于保護心肌細胞免受缺氧誘導(dǎo)的損傷至關(guān)重要，而FOXO3a蛋白屬于叉頭轉(zhuǎn)錄因子家族，可以調(diào)節(jié)細胞周期和凋亡[22]。

2.4 MEG3與成纖維細胞

在心臟重構(gòu)早期抑制MEG3，可使MMP2的表達和活性降低，心肌纖維化和肥大減輕，舒張功能改善，對心臟有保護作用[23]。MEG3可能影響與心臟纖維化和舒張功能障礙相關(guān)的基因的表達，如轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)能使正常的成纖維細胞發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，抑制 MEG3可通過表觀遺傳學機制上調(diào)人上皮細胞中TGF-β的表達[24]。但在上述心臟重構(gòu)實驗中發(fā)現(xiàn)，抑制MEG3可引起TGF-β表達下調(diào)[23]。MEG3對TGF-β的調(diào)節(jié)作用尚需進一步驗證。

2.5 MEG3與心臟祖細胞(CPC)

Su等[25]發(fā)現(xiàn)阿托伐他汀可通過MEG3/miR-22/高遷移率族蛋白B1(HMGB1)途徑保護CPC免受缺氧誘導(dǎo)的損傷。缺氧時，MEG3表達升高會抑制miR-22表達，進一步引起HMGB1表達升高，CPC的增殖及細胞活力下降。而阿托伐他汀的應(yīng)用可抑制MEG3的表達，提高 miR-22表達水平，進而降低HMGB1的表達，促進缺氧條件下CPC的細胞增殖。但也有文獻報道在小鼠心肌梗死組織周圍注射HMGB1可以改善缺血小鼠心臟功能[26]。

3 小結(jié)

MEG3參與血管形成、心臟重構(gòu)和細胞凋亡等過程。核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)可激活抗氧化應(yīng)激相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，被認為是肝臟缺血再灌注損傷的治療靶點。肝臟中MEG3可通過抑制miR-34a的表達，上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子Nrf2的水平，保護肝細胞免受缺血再灌注損傷[27]。MEG3對心肌再灌注損傷是否會有同樣作用，有待驗證。對內(nèi)皮細胞，MEG3既有促進細胞增殖的作用，也有抑制細胞增殖的作用，其原因可能是在不同的細胞周期和條件下，MEG3在體內(nèi)表達不同。MEG3有望成為心血管疾病新的治療靶點，對其作用機制的研究尚需進一步完善。