張 莉，張傳濤，高培陽(yáng)

1成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川成都 610075；2成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，四川成都 610072

膿毒癥是一種由各種感染引起的全身炎癥性疾病，可導(dǎo)致多器官功能障礙甚至死亡[1]。高住院率和高死亡率促使該病造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)位于全球前列[2-3]。肺組織是其中最早、最易受累的器官，膿毒癥患者中25% ～ 50%會(huì)發(fā)生急性肺損傷(acute lung injury，ALI)，且急性肺損傷病死率高達(dá)40%[4-5]。目前認(rèn)為膿毒癥致急性肺損傷是一個(gè)多通路、多基因調(diào)控過程，非編碼RNA在其中發(fā)揮了重要作用。非編碼RNA(ncRNA)是一類不能編碼蛋白質(zhì)的RNA，能在基因組水平及染色體水平對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，決定細(xì)胞分化命運(yùn)，參與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展過程[6]。目前關(guān)于ncRNA中的微小RNA(microRNA，miRNA)、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)以及環(huán)狀RNA(circRNA)的研究日益廣泛，本文就近年來對(duì)非編碼RNA在膿毒癥急性肺損傷發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 miRNA與膿毒癥急性肺損傷

內(nèi)皮屏障受損導(dǎo)致的肺血管通透性增加是膿毒癥急性肺損傷的主要特征，內(nèi)皮細(xì)胞凋亡及功能障礙、炎性因子刺激、內(nèi)皮相關(guān)蛋白表達(dá)缺失等導(dǎo)致內(nèi)皮屏障受損，促使肺血管通透性增加，可能導(dǎo)致以肺泡充血、肺水腫和隨后的低氧血癥為特征的病理生理狀況。微小RNA是一類由內(nèi)源性基因編碼的長(zhǎng)度約為22個(gè)核苷酸的非編碼RNA，通過與靶基因的mRNA直接結(jié)合來抑制靶基因的表達(dá)。研究表明miRNA通過不同途徑作用于下游靶點(diǎn)參與膿毒癥急性肺損傷的發(fā)生發(fā)展[7]。近年來的研究集中在循環(huán)miRNA作為膿毒癥急性肺損傷新型預(yù)后和治療生物標(biāo)志物的潛在應(yīng)用上。

1.1 miRNA介導(dǎo)的炎性因子釋放 巨噬細(xì)胞具有吞噬、抗原呈遞和調(diào)節(jié)免疫等特性，在膿毒癥ALI的發(fā)病中發(fā)揮了重要作用[8]，有研究者以ALI小鼠模型BALF液中的巨噬細(xì)胞為對(duì)象研究miRNA表達(dá)情況。You等[9]將ALI小鼠模型中支氣管肺泡灌洗液分離肺巨噬細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，LPS誘導(dǎo)后微陣列分析顯示miR-802表達(dá)下調(diào)，體外過表達(dá)miR-802后炎性因子產(chǎn)生減少，并減輕了LPS誘導(dǎo)的急性肺損傷。同時(shí)證實(shí)Peli2是miR-802的靶基因，Peli2在ALI小鼠模型中表達(dá)上調(diào)，提示miR-802與Peli2的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，miR-802/Peli2軸可能參與膿毒癥ALI的發(fā)病而成為潛在治療靶點(diǎn)。Ying等[10]揭示了miR-127在小鼠巨噬細(xì)胞發(fā)育及炎癥和肺損傷發(fā)病機(jī)制中具有關(guān)鍵作用，通過氣管內(nèi)施用miR-127導(dǎo)致小鼠肺部炎癥和損傷擴(kuò)大，相反拮抗miR-127的作用能夠抑制促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，同時(shí)證實(shí)miR-127可靶向B細(xì)胞淋巴瘤6(Bcl6)，并顯著下調(diào)其表達(dá)，隨后下調(diào)雙重特異性磷酸酶1(Dusp1)，進(jìn)而增強(qiáng)JNK激酶的活化，從而促進(jìn)炎性巨噬細(xì)胞的發(fā)育。

外泌體(exosome)是直徑為30 ～ 150 nm、包含復(fù)雜RNA和蛋白質(zhì)的小膜泡，所有培養(yǎng)的細(xì)胞均可分泌外泌體，同時(shí)其存在于血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁等天然體液中，研究表明外泌體釋放的miRNA參與膿毒癥急性肺損傷的發(fā)病[11]。Jiang等[12]通過體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，靜脈注射從ALI小鼠獲得的血清外泌體，可增加幼稚小鼠肺中M1巨噬細(xì)胞的數(shù)量，并引起幼稚小鼠的肺部炎癥，ALI小鼠的血清外泌體將miR-155傳遞給巨噬細(xì)胞，刺激核因子κB(NF-κB)激活，從而產(chǎn)生腫瘤壞死因子α(TNF-α)和IL-6；并且研究發(fā)現(xiàn)血清外泌體釋放的miR-155分別通過靶向SHIP1和SOCS1促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖和炎癥，這提示血清外泌體miR-155/SHIP1/SOCS1軸是膿毒癥急性肺損傷發(fā)病機(jī)制之一，miR-155可能成為防治ALI的潛在靶點(diǎn)。Cao等[13]研究發(fā)現(xiàn)來自膿毒癥患者血清外泌體及膿毒癥小鼠肺組織中miR-145表達(dá)顯著降低，RNA測(cè)序數(shù)據(jù)集顯示，在miR-145過表達(dá)的BEAS-2B細(xì)胞中觀察到了炎癥特征的負(fù)向富集，同時(shí)miR-145過表達(dá)與TGF-β/Smad信號(hào)通路呈負(fù)相關(guān)，TGFBR2是miR-145的靶基因，提示miR-145可以通過靶向TGFBR2滅活TGF-β/Smad信號(hào)通路從而減少IL-2和TNF-α分泌，改善膿毒癥導(dǎo)致的肺損傷。

血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)是腎素-血管緊張素系統(tǒng)中血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)的負(fù)調(diào)節(jié)劑，在ALI中起關(guān)鍵作用。Liu等[14]研究發(fā)現(xiàn)ACE2之所以起作用是由于miR-200c-3p在ALI患者血漿中表達(dá)上調(diào)，激活NF-κB信號(hào)通路從而減少ACE2的水平，引起AngⅡ水平的升高，導(dǎo)致肺損傷，提示miR-200c-3p/NF-κB/ACE2/AngⅡ途徑可能是膿毒癥ALI的發(fā)病機(jī)制之一，血漿miR-200c-3p在ALI的發(fā)病中起關(guān)鍵作用。Rajput等[15]也做過類似的研究，從膿毒癥ALI的病理特點(diǎn)血管通透性增加的角度出發(fā)，研究影響血管通透性的相關(guān)生物標(biāo)志。已知Ang Ⅱ誘導(dǎo)血管滲漏，既往發(fā)現(xiàn)膿毒癥ALI患者血漿中miRNA-150表達(dá)下調(diào)，進(jìn)一步研究得知野生型(WT)和miR-150-/-小鼠內(nèi)皮細(xì)胞(EC)中miR-150模擬物的轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制了AngⅡ的產(chǎn)生，提示miR-150可能通過靶向AngⅡ參與AIL的發(fā)病。

除了從巨噬細(xì)胞、血清外泌體、血漿等標(biāo)本中研究miRNA在膿毒癥急性肺損傷的表達(dá)外，Ling等[16]發(fā)現(xiàn)膿毒癥相關(guān)性ALI大鼠肺組織中miR-494的表達(dá)上調(diào)，此時(shí)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激增強(qiáng)，通過IHC和ELISA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)miR-494負(fù)調(diào)控NQO1并阻斷Nrf2信號(hào)通路，提示miR-494可能與ALI的發(fā)病有關(guān)。Wu等[17]研究發(fā)現(xiàn)miR-326通過NF-κB信號(hào)通路對(duì)膿毒癥急性肺損傷小鼠炎癥反應(yīng)產(chǎn)生影響，通過逆轉(zhuǎn)錄定量PCR(RT-qPCR)和Western blot分析檢測(cè)肺組織中miR-326、BCL2A1、炎癥反應(yīng)相關(guān)基因和NF-κB信號(hào)通路的表達(dá)水平，ELISA法檢測(cè)血清IL-6、IL-10、IL-1β和TNF-α水平。結(jié)果顯示與對(duì)照組相比miR-326表達(dá)上調(diào)，血清炎性因子表達(dá)增加，并且證實(shí)bcl2A1是miR-326的靶基因，miR-326通過靶向bcl2A1基因抑制其表達(dá)從而激活NF-κB信號(hào)通路，提示miR-326參與ALI的發(fā)病。Zhang等[18]發(fā)現(xiàn)通過體內(nèi)氣道滴入miR-146a激動(dòng)劑(agomir)能夠增加膿毒癥小鼠肺組織中miR-146a的表達(dá)，ELISA測(cè)定支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的TNF-α表達(dá)水平與miR-146a的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，提示miR-146a可能參與膿毒癥ALI發(fā)病。

1.2 miRNA介導(dǎo)的肺血管內(nèi)皮相關(guān)蛋白表達(dá)和細(xì)胞凋亡 Zhou等[19]研究發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPC)外泌體可預(yù)防膿毒癥患者內(nèi)皮功能障礙和肺損傷，RT-qPCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)miR-126-3p和miR-126-5p在EPC外泌體中含量豐富，miR-126-3p或miR-126-5p的過表達(dá)減弱了LPS誘導(dǎo)的SAEC中緊密連接蛋白Claudin1、Claudin4和閉合蛋白Occludin的mRNA表達(dá)下調(diào)，提示EPC外泌體減輕肺泡水腫和肺損傷的機(jī)制可能與miR-126-3p和miR-126-5p導(dǎo)致的ALI相關(guān)上皮緊密連接的喪失減少有關(guān)。

Tang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在LPS誘發(fā)的急性肺損傷小鼠模型中，肺組織中miR-126-5p的表達(dá)下調(diào)，而肺血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-A(VEGFA)的mRNA和蛋白質(zhì)含量與miR-126-5p的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，在LPS處理后的Ⅱ型肺泡(ATⅡ)細(xì)胞中觀察到了相似的結(jié)果，通過熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn)miR-126-5p通過靶向其3'-非翻譯區(qū)來抑制VEGFA表達(dá)從而減輕急性肺損傷，提示miR-126-5p可能與膿毒癥ALI的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

Meng等[21]使用盲腸結(jié)扎穿刺(CLP)小鼠模型和原代鼠肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞(MPVECs)體外模型研究了miR-539-5p在敗血癥誘導(dǎo)的ALI中的調(diào)控作用。用miR-539-5p模擬物或?qū)φ漳M物轉(zhuǎn)染MPVEC，然后用LPS處理，結(jié)果顯示與對(duì)照組相比，miR-539-5能夠抑制LPS處理的MPVEC中Caspase-3活性，減少細(xì)胞凋亡，從而對(duì)膿毒癥誘導(dǎo)的急性肺損傷發(fā)揮一定的治療潛力。

2 lncRNA與膿毒癥急性肺損傷

lncRNA是由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄形成，長(zhǎng)度超過200個(gè)核苷酸，沒有明確的蛋白質(zhì)編碼作用的一類RNA[22]。目前的基因編碼(GENCODE)數(shù)據(jù)庫(kù)顯示在人類基因組中存在大約17 904個(gè)lncRNA和14 739個(gè)假基因。lncRNA通過基因組印跡、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、細(xì)胞分化在各種生物系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，并與多種疾病相關(guān)[23-25]。根據(jù)lncRNA與編碼基因的相對(duì)位置關(guān)系，可分為正義lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA、基因間lncRNA和內(nèi)含子lncRNA。lncRNA多樣性暗示其可能存在多種功能，但lncRNA作為內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)LPS應(yīng)答的潛在貢獻(xiàn)者以及膿毒癥的病理生理機(jī)制決定因素的調(diào)控作用尚未得到詳細(xì)研究。

目前對(duì)于lncRNA在膿毒癥ALI中的研究主要是通過體外細(xì)胞培養(yǎng)方式進(jìn)行，并且主要集中在表達(dá)譜的分析上，暫時(shí)未對(duì)其進(jìn)行深入的功能性研究。Wang等[26]通過微陣列分析、生物信息學(xué)分析、實(shí)時(shí)PCR等發(fā)現(xiàn)，暴露于LPS的人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞(HPMEC)中213個(gè)lncRNA和212個(gè)mRNA顯著差異表達(dá)，與lncRNA共表達(dá)的mRNA在TNF信號(hào)通路中顯著富集；提示lncRNA在LPS誘導(dǎo)的肺內(nèi)皮炎癥和屏障功能障礙中起重要作用，并且可能是ALI和ARDS的潛在預(yù)防和治療靶標(biāo)。Chowdhury等[27]通過RNA測(cè)序?qū)?jīng)過LPS處理3 h和24 h的HPMEC的lncRNA表達(dá)譜中的變化進(jìn)行分類，結(jié)果顯示LPS處理在3 h的HPMEC中分別有2 426個(gè)和8 355個(gè)上調(diào)和下調(diào)的lncRNA，在24 h內(nèi)分別上調(diào)和下調(diào)了3 601個(gè)和4 709個(gè)lncRNA。其中EGO、HOTAIRM1和lnc-IL7R是三種具有已知調(diào)節(jié)功能的lncRNA，它們經(jīng)LPS處理后在內(nèi)皮細(xì)胞中差異表達(dá)，提示lncRNA可能在維持肺內(nèi)皮完整性方面具有一定作用。

3 circRNA與膿毒癥急性肺損傷

circRNA是由反向剪接產(chǎn)生的一組非編碼RNA，其特征是共價(jià)閉合的連續(xù)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，沒有3'-和5'-末端。有研究者針對(duì)缺氧導(dǎo)致的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)中circRNA的表達(dá)變化進(jìn)一步分析circRNA對(duì)HUVEC增殖、遷移、凋亡的影響，表明circRNA在內(nèi)皮屏障功能中的作用，提示其在膿毒癥ALI的發(fā)病中可能有一定的作用[28]。Boeckel等[29]進(jìn)行了類似的研究，通過計(jì)算分析在常氧或缺氧條件下培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的核糖核酸(ribo-minus RNA)鑒定內(nèi)皮環(huán)狀RNA，以分析內(nèi)皮細(xì)胞中circRNA的表達(dá)、調(diào)節(jié)和功能，研究表明circRNA cZNF292在體外顯示出促血管生成活性，提示circRNA cZNF292可能參與ALI的發(fā)生。另外，有學(xué)者研究circRNA敲除對(duì)LPS誘導(dǎo)的ICAM-1表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)敲減circRasGEF1B的表達(dá)可降低LPS誘導(dǎo)的ICAM-1表達(dá)，同時(shí)circRasGEF1B調(diào)節(jié)成熟的ICAM-1 mRNA的穩(wěn)定性，提示circRasGEF1B可能在膿毒癥急性肺損傷的發(fā)病中發(fā)揮重要作用[30]。盡管某些研究并未針對(duì)circRNA在膿毒癥急性肺損傷導(dǎo)致的內(nèi)皮屏障破壞中的作用進(jìn)行具體分析，但在一定程度上反映了circRNA在ALI的發(fā)病中可能有一定的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

膿毒癥導(dǎo)致的ALI或急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是威脅生命的疾病，內(nèi)皮屏障受損導(dǎo)致肺血管通透性增加是其最主要的病理生理特征。近年來針對(duì)非編碼RNA在膿毒癥ALI中的研究日益增多，如非編碼RNA介導(dǎo)巨噬細(xì)胞參與的炎癥反應(yīng)、炎癥通路激活、炎性因子釋放等導(dǎo)致肺血管通透性增加以及內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、黏附連接破壞等。

目前非編碼RNA在膿毒癥急性肺損傷中的研究主要集中在miRNA，但對(duì)于lncRNA和circRNA的研究相對(duì)較少，同時(shí)缺乏深入的功能性探討，可從lncRNA和circRNA角度出發(fā)，分析膿毒癥ALI的發(fā)病機(jī)制。另外，筆者在查閱文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，針對(duì)膿毒癥急性肺損傷中非編碼RNA參與的發(fā)病機(jī)制，目前藥物干預(yù)性研究較少，主要集中在藥物對(duì)于相關(guān)炎性因子、通路等的影響上，這提示我們可以從非編碼RNA參與的角度出發(fā)，研究藥物靶向非編碼RNA的作用，以期為臨床提供更加有效的治療措施。