霍夢(mèng)月, 梅 花
(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院新生兒科,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050)
支氣管肺發(fā)育不良(bronchopulmonary dysplasia,BPD)多見(jiàn)于小早產(chǎn)兒或極低出生體質(zhì)量?jī)?,是目前新生兒科最常?jiàn)且最棘手的呼吸系統(tǒng)危重疾病之一。隨著近年來(lái)產(chǎn)前生育管理工作的完善和產(chǎn)后新生兒救治水平的不斷提高,早產(chǎn)兒的生存率逐年升高,但BPD 的發(fā)病率并未降低卻呈逐年上升的趨勢(shì)[1-2]。BPD 不僅發(fā)病率高,其嚴(yán)重的遠(yuǎn)期后遺癥也是臨床醫(yī)生必須面對(duì)的問(wèn)題[3]。當(dāng)前BPD 的治療方式主要為對(duì)癥支持治療,尚無(wú)一項(xiàng)特異性治療能改善BPD 患兒的癥狀和遠(yuǎn)期預(yù)后[4],因此,深入研究BPD 的發(fā)病機(jī)制,明確如何早期預(yù)測(cè)BPD,尋找有效的防治手段對(duì)提高早產(chǎn)兒存活率、減少兒童致殘率和提升兒童生活質(zhì)量具有重要意義。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為BPD 是多種因素共同作用的結(jié)果,各因素之間既相互獨(dú)立又相互滲透,共同參與BPD 的發(fā)生發(fā)展。PARKER 等[5]對(duì)雙胞胎的研究顯示:BPD 發(fā)生率在雙胞胎中存在高度的一致性,首次發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)在BPD 中的作用。研究[6]顯示:BPD 的發(fā)病機(jī)制涉及遺傳因素和環(huán)境因素之間復(fù)雜的相互作用,是在遺傳易感性的基礎(chǔ)上,因多種內(nèi)源性和外源性刺激導(dǎo)致炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng),進(jìn)而對(duì)未成熟肺組織造成的損傷以及損傷后肺血管發(fā)育的失控和肺組織的異常進(jìn)行修復(fù)。但目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于表觀遺傳修飾在BPD 發(fā)病機(jī)制中作用的研究仍較為有限,因此,本研究以遺傳易感性為切入點(diǎn),探討表觀遺傳修飾在BPD 發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制,為BPD 的防治提供新方向。
表觀遺傳學(xué)是與遺傳學(xué)相對(duì)的概念,其研究的主要目的是探討非遺傳因素如何在DNA 核苷酸序列不發(fā)生改變的前提下調(diào)控基因的表達(dá),并發(fā)揮其在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用,因此表觀遺傳學(xué)在整合遺傳因素與環(huán)境因素中起關(guān)鍵作用[7]。常見(jiàn)的表觀遺傳修飾包括DNA 甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA),除此之外,染色體失活和構(gòu)型重塑亦屬于表觀遺傳修飾范疇[8]。目前已有研究[9]證實(shí):表觀遺傳修飾可參與自身免疫性疾病、糖尿病、風(fēng)濕性疾病和惡性腫瘤等多種疾病的基因調(diào)控過(guò)程。研究[10]顯示:表觀遺傳學(xué)是肺發(fā)育過(guò)程中重要的調(diào)控機(jī)制之一,且BPD的發(fā)病機(jī)制多有表觀遺傳效應(yīng)。因此,深入研究表觀遺傳學(xué)在BPD 發(fā)生發(fā)展中的作用可能對(duì)闡明BPD 的病理生理機(jī)制和提供新的治療靶點(diǎn)具有重要意義。
2.1 DNA 甲基化與BPDDNA 甲基化是S-腺苷甲硫氨酸中的甲基在DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyl transferases,DNMT)的作用下,與DNA上CG 二核苷酸序列胞嘧啶中的第5 位碳原子通過(guò)共價(jià)鍵的形式結(jié)合,進(jìn)而生成5-甲基胞嘧啶的化學(xué)修飾過(guò)程,是迄今為止研究最深入的表觀遺傳調(diào)控方 式[11]。常見(jiàn)的DNMT包括DNMT1 和DNMT3 a/b,在DNA 復(fù)制過(guò)程中,DNMT1 可將雙親DNA鏈中原有的甲基化模式完整地復(fù)制到新合成的子鏈上,而DNMT3a/b 主要負(fù)責(zé)在尚未經(jīng)過(guò)修飾 的DNA模板上建立新的DNA甲基化模式[12]。研究[13]顯示:DNA 甲基化可通過(guò)干擾轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合、印記基因中單等位基因的表達(dá)、DNA上啟動(dòng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄因子的選擇性暴露、細(xì)胞分化和胚胎發(fā)育等一系列關(guān)鍵過(guò)程,在表觀遺傳水平調(diào)控基因表達(dá)。近些年,隨著表觀遺傳學(xué)研究的不斷深入發(fā)現(xiàn):DNA 甲基化不僅與腫瘤性疾病密切相關(guān),而且其在BPD 等呼吸系統(tǒng)疾病中亦扮演重要角色。
矮小相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子3(Runt-related transcription factor 3,RUNX3)是一類肺發(fā)育相關(guān)基因,與肺上皮細(xì)胞分化和肺血管發(fā)育密切相關(guān),可通過(guò)DNMT1 和DNMT3b 介導(dǎo)的DNA 甲基化在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)其表達(dá),而組蛋白H3 第27 賴氨酸三甲基化(trimethylation of lysine 27 on histone H3,H3K27me3)是表觀遺傳學(xué)中最常見(jiàn)的一種修飾方式,因此,美國(guó)一項(xiàng)研究[14]首先于動(dòng)物水平發(fā)現(xiàn):在高氧誘導(dǎo)新生鼠BPD 模型的RUNX3 基因啟動(dòng)子區(qū)域存在DNA 甲基化和H3K27me3 這2種表觀遺傳修飾方式,該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步于細(xì)胞水平驗(yàn)證了上述結(jié)果,提示表觀遺傳修飾可能在BPD 的形成過(guò)程中具有重要作用。CUNA 等[15]通過(guò)微陣列技術(shù)與DNA 甲基化測(cè)定相結(jié)合的方式分析人類基因表達(dá)與DNA 甲基化關(guān)系研究,結(jié)果顯示:在BPD 患兒中,包括谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶M3(glutathione Stransferase M3,GSTM3)和骨形態(tài)發(fā)生蛋白7(bone morphogenetic protein-7,BMP-7)在內(nèi)的23個(gè)基因的表達(dá)水平與甲基化水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,提示這些基因可能參與了BPD 的表觀遺傳修飾。國(guó)外學(xué)者通過(guò)對(duì)BPD 患兒進(jìn)行尸檢證實(shí):與死于非呼吸道疾病的患兒比較,BPD 患兒肺組織中miR-17~92 基因簇的所有成員表達(dá)水平均明顯降低,且其降低程度與各miRNA 基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化水平呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[16],上述結(jié)論也在隨后的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí),提示miR-17~92 基因簇可能通過(guò)增強(qiáng)基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化水平進(jìn)而參與BPD 的發(fā)生發(fā)展[17]。
動(dòng)物水平的研究[18-21]顯示DNA 甲基化修飾可能參與了BPD的形成。CHEN等[18]首先證實(shí)了高氧性肺損傷模型的肺表型與BPD極為相似,隨后采用DNA 甲基化免疫共沉淀法對(duì)大鼠肺組織進(jìn)行全基因組DNA 甲基化分析,結(jié)果顯示:DNA 甲基化可能參與了高氧誘導(dǎo)新生鼠的肺泡化阻滯過(guò)程。BIK-MULTANOWSKI等[19]采用微陣列技術(shù)分析高氧誘導(dǎo)新生大鼠BPD 模型肺組織中甲基化水平,結(jié)果顯示: 高氧組大鼠轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β 受體1(transforming growth factor beta receptor 1,TGFBR1)和環(huán)腺苷酸反應(yīng)成分結(jié)合蛋1(cyclic adenylate response component binding protein 1,CREB1)等基因啟動(dòng)子區(qū)域DNA 甲基化水平高于空氣組,為BPD 可能存在DNA 甲基化的表觀遺傳效應(yīng)提供了理論依據(jù)。研究[20]顯示:對(duì)BPD 小鼠肺組織進(jìn)行甲基化分析發(fā)現(xiàn)高氧使磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)- 蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)信號(hào)通路的表達(dá)出現(xiàn)明顯變化,該途徑的關(guān)鍵元件如AKT、PI3K 和10 號(hào)染色體上缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物(PTEN)等均被高度甲基化,提示BPD 的基因調(diào)控可能涉及表觀遺傳因素,與CHENG 等[21]研究結(jié)果一致。
綜上所述,在BPD 的發(fā)病過(guò)程中可能存在異常的DNA 甲基化過(guò)程,DNA 甲基化有望成為BPD潛在的治療靶標(biāo)。
2.2 組蛋白修飾與BPD組蛋白是核小體的重要組成部分之一,一個(gè)核小體由長(zhǎng)度約為146 bp 的雙鏈DNA 包裹著8個(gè)核心組蛋白(H2A、H2B、H3和H4 各2個(gè))組成[22]。組蛋白修飾作為表觀遺傳學(xué)重要組成之一,可通過(guò)多種翻譯后修飾過(guò)程參與調(diào)節(jié)染色質(zhì)狀態(tài)和轉(zhuǎn)錄活性,進(jìn)而調(diào)控基因表達(dá)[23]。組蛋白不僅能影響基因表達(dá),還可招募蛋白復(fù)合體,通過(guò)影響下游蛋白表達(dá)而參與細(xì)胞分裂和細(xì)胞凋 亡等多種生物過(guò)程[24]。研究[25]證 實(shí):組蛋白修飾在肺癌、肺動(dòng)脈高壓和BPD 等多種呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。這使得表觀遺傳修飾機(jī)制成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。
在BPD 的發(fā)病機(jī)制中,組蛋白修飾通常以乙酰化和去乙?;癁橹?。多數(shù)情況下,組蛋白乙?;饕獏⑴c基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程,而組蛋白去乙酰化則多與基因沉默有關(guān),兩者動(dòng)態(tài)配合共同調(diào)控組蛋白的乙?;揎?。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(histone acetyltransferases,HATs)是組蛋白乙?;^(guò)程中的關(guān)鍵酶,可催化組蛋白賴氨酸殘基上的氨基發(fā)生乙?;尤氲囊阴;ㄟ^(guò)中和帶正電的組蛋白復(fù)合物減弱組蛋白與DNA 之間的相互作用,使染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變得疏松,從而激活基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程[26]。為探討B(tài)PD 中可能存在的表觀遺傳機(jī)制,CHAO 等[27]將小鼠置于高氧環(huán)境構(gòu)建BPD模型,結(jié)果顯示:高氧組小鼠肺內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶3(nitric oxide synthase 3,NOS3)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducers and activators of transcription 3,STAT3)mRNA 表達(dá)水平明顯升高,且NOS3 和STAT3基因位點(diǎn)均發(fā)生H2aZ和H3K9組蛋白乙?;揎?,研究者進(jìn)一步采用體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述結(jié)論,提示NOS3 和STAT3 基因位點(diǎn)組蛋白乙?;揎椏赡苁窃绠a(chǎn)兒發(fā)生BPD 的主要原因之一。美國(guó)一項(xiàng)針對(duì)54例胎齡小于28周的早產(chǎn)兒進(jìn)行橫斷面研究[28]結(jié)果顯示:出生后逐漸發(fā)展成BPD 的患兒存在組蛋白乙?;腿旧|(zhì)重塑這2種表觀遺傳途徑,提示組蛋白乙?;腿旧|(zhì)重塑可能是BPD 潛在且可行的表觀遺傳治療手段。
與組蛋白乙?;^(guò)程相反,組蛋白去乙?;峭ㄟ^(guò)促進(jìn)核小體及其周圍DNA 的緊密結(jié)合而發(fā)揮基因轉(zhuǎn)錄沉默的作用,該過(guò)程由組蛋白去乙?;福╤istone deacetytlases,HDACs)催化。HDACs 是一個(gè)大家族,其中Ⅰ類HDACs 定位于細(xì)胞核,主要包括HDAC1 和HDAC2,具有較強(qiáng)的組蛋白去乙?;富钚?。HDAC1 和HDAC2 對(duì)胚胎發(fā)育至關(guān)重要,并可通過(guò)基因組和非基因組效應(yīng)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化等生物學(xué)過(guò)程。LONDHE 等[29]利用動(dòng)物模型為BPD 的發(fā)病機(jī)制提供了新的證據(jù),即高氧導(dǎo)致肺泡發(fā)育不良的部分機(jī)制可能是通過(guò)降低HDAC1 和HDAC2 的表達(dá)水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的,與ZHU 等[16]的 研究結(jié)果一致。有研究者[30]向孕鼠羊膜腔內(nèi)注射脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)構(gòu)建絨毛膜羊膜炎模型,之后對(duì)新生小鼠肺組織進(jìn)行病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn):其病理學(xué)特點(diǎn)主要表現(xiàn)為肺發(fā)育受阻,與BPD 的肺表型十分相似,進(jìn)一步對(duì)小鼠肺組織中HDAC1 和HDAC2 的表達(dá)水平進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:與對(duì)照組比較,LPS 誘導(dǎo)組小鼠肺組織中HDAC1 和HDAC2 表達(dá)水平均降低,提示HDAC1/2 可能在阻止肺泡發(fā)育進(jìn)程中起重要作用。沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1,Sirt1)是一種組蛋白去乙?;福琈ODY 等[31]共采集了51例嬰兒的130份氣管吸出液標(biāo)本,對(duì)標(biāo)本進(jìn)行相應(yīng)檢查后發(fā)現(xiàn):BPD 患兒Sirt1 表達(dá)水平較非BPD 患兒明顯降低,提示組蛋白去乙酰化可能與BPD 的發(fā)病密切相關(guān)。最新研究[32]顯示:全身膿毒癥可導(dǎo)致發(fā)育中的肺出現(xiàn)急性炎癥反應(yīng),進(jìn)而表現(xiàn)出肺泡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化等類似于早產(chǎn)兒BPD 的肺表型,而HDACs 抑制劑能進(jìn)一步增強(qiáng)膿毒癥引起的炎癥反應(yīng),影響肺發(fā)育并加重BPD,表明HDACs 抑制劑可能在BPD 的形成中起重要作用。
上述研究均提示組蛋白乙?;腿ヒ阴;赡苁荁PD 潛在的分子調(diào)控機(jī)制,因此以組蛋白修飾為契機(jī),探討B(tài)PD 的表觀遺傳修飾方式可能是今后研究BPD 發(fā)病機(jī)制的新思路。
2.3 ncRNA 與BPDncRNA 是指從DNA 轉(zhuǎn)錄而來(lái),但不能翻譯成蛋白質(zhì)的功能性RNA,約占人類基因組的98%[33]。根據(jù)ncRNA 的長(zhǎng)度可將其分為短鏈非編碼RNA(<30 nt)和長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long no-coding RNA,lncRNA,>200 nt),前者又分 為miRNA、小 干 擾RNA(short interfering RNA,siRNA)和 Piwi-interacting RNA(piRNA)[34]。作為一種新型表觀遺傳調(diào)節(jié)因子,ncRNA 在細(xì)胞和分子水平上的表觀遺傳調(diào)控功能也逐漸被揭示出來(lái),如ncRNA 可通過(guò)調(diào)控染色質(zhì)重塑、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后過(guò)程影響基因的表達(dá),進(jìn)而在多種生物過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用。
作為強(qiáng)大的基因表達(dá)調(diào)控因子之一的miRNA,可通過(guò)阻礙mRNA 翻譯或指導(dǎo)mRNA 降解,從而在轉(zhuǎn)錄后水平沉默基因表達(dá)[35]。miRNA是個(gè)龐大的家庭,其廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中,并在多種生物過(guò)程中具有重要功能,因此成為當(dāng)今的研究熱 點(diǎn)[36]。人類超過(guò)60%的mRNA是由miRNA 直接調(diào)控的,miRNA雖然僅占人類基因組的2%,但將近30%的基因均受其調(diào)控[37]。表觀遺傳現(xiàn)象可以導(dǎo)致miRNA 的調(diào)控失調(diào),而一些miRNA又可以控制表觀遺傳調(diào)節(jié)因子,因此,miRNA是理解疾病機(jī)制、生物標(biāo)志物和治療干預(yù)的潛在靶點(diǎn)[38]。
迄今為止,在BPD 的肺泡間隔階段共發(fā)現(xiàn)19個(gè)miRNA表達(dá)上調(diào),26個(gè)miRNA表達(dá)下調(diào),提示miRNA 在BPD的發(fā)生發(fā)展中可能起重要作用[39]。LAL 等[40]前期研究已證實(shí):患兒出生時(shí)miR-876-3p 表達(dá)降低對(duì)預(yù)測(cè)極低出生體質(zhì)量?jī)喊l(fā)生嚴(yán)重BPD 有很大潛力。研究[40]顯示:BPD 模型中異常的肺泡結(jié)構(gòu)可通過(guò)miR-876-3p 功能的增加而得到改善,提示miR-876-3p 可預(yù)測(cè)并阻止早產(chǎn)兒BPD 的發(fā)生,為miRNA 成為BPD 預(yù)測(cè)性生物標(biāo)志物提供了有力證據(jù)。臨床研究[37]顯示:診斷為BPD的早產(chǎn)兒血清中miR-29b 表達(dá)水平下調(diào)。進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[37]證實(shí)給予嚴(yán)重BPD小鼠外源性注射miR-29b 可改善其肺表型,因此miR-29b 可能是治療或預(yù)防早產(chǎn)兒嚴(yán)重BPD 的一種新策略。SUN 等[41]采 集20例BPD 患兒和20例對(duì)照組患兒的外周血,采用微陣列技術(shù)篩選2組患兒差異表達(dá)的miRNA 并進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果顯示:BPD組患兒血清miR-495-5p 的表達(dá)水平較對(duì)照組明顯增加,進(jìn)一步采用靶基因數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)miR-495-5p 靶基因,結(jié)果共預(yù)測(cè)了117個(gè)miR-495-5p 的靶基因,這些靶基因多與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞自噬、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和血管生成等多種生物過(guò)程有關(guān),提示miRNA-495-5p 可能通過(guò)參與上述生物調(diào)控過(guò)程進(jìn)而參與早產(chǎn)兒BPD的發(fā)生。
在高氧誘導(dǎo)的BPD 小鼠模型中,同樣發(fā)現(xiàn)多個(gè)與BPD 密切相 關(guān)的miRNA。有學(xué)者[42]采用高通量測(cè)序技術(shù)檢測(cè)高氧誘導(dǎo)的BPD 小鼠模型中miRNA 表達(dá)譜的研究顯示:共有201個(gè)miRNA 在2組小鼠中存在差異表達(dá),其中miR-342、miR-335、miR-150、miR-126 和miR-151 表達(dá)下調(diào),而miR-21 和miR-34a表達(dá)上調(diào)。有 研究[43]證 實(shí):長(zhǎng)期持續(xù)吸入高氧的新生小鼠肺組織中miR-30a 呈高表達(dá),在高氧暴露21d時(shí)雌性小鼠肺組織中miR-30a 表達(dá)水平明顯高于雄性小鼠,提示miR-30a 表達(dá)上調(diào)可能與BPD 有關(guān)并存在性別差異。SYED 等[44]發(fā)現(xiàn):暴露于高氧環(huán)境的新生小鼠肺組織中miR-34a 表達(dá)水平明顯升高,抑制miR-34a表達(dá)可改善BPD 小鼠模型中BPD 及相關(guān)的肺動(dòng)脈高壓癥狀,相反,miR-34a 過(guò)表達(dá)使癥狀加重,提示miR-34a 抑制劑可能是預(yù)防或改善BPD 的治療方式之一。既往研究[45]已證實(shí):成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子10(fibroblast growth factor 10,F(xiàn)GF10)是miR-421的靶基因。研究 者[45]通過(guò)高氧誘導(dǎo)構(gòu)建小鼠BPD 模型,進(jìn)一步探討miR-421 在小鼠BPD模型中作用機(jī)制的結(jié)果顯示:高氧組小鼠肺組織中miR-421 表達(dá)水平明顯高于對(duì)照組,且FGF10 表達(dá)水平明顯低于對(duì)照組,提示miR-421 表達(dá)水平上調(diào)和FGF10 沉默不僅會(huì)加劇BPD 肺組織的炎癥反應(yīng),還可加重細(xì)胞凋亡情況,同時(shí)上述改變可以通過(guò)下調(diào)miR-421 表達(dá)來(lái)逆轉(zhuǎn),為BPD 的治療提供了可能的藥物靶點(diǎn)。
上述基于臨床和動(dòng)物水平的研究均證實(shí):miRNA 在研究BPD 發(fā)病機(jī)制和基因靶向治療方面具有重要意義。
lncRNA 是指轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)堿基的ncRNA,約 占ncRNA總數(shù)的80%[46]。與miRNA一 樣,研究[47]顯示: lncRNA在轉(zhuǎn)錄、翻 譯、RNA代謝、染色質(zhì)修飾、干細(xì)胞維持和分化、細(xì)胞自噬和凋亡及胚胎發(fā)育等方面均發(fā)揮重要作用。lncRNA 不僅可通過(guò)作為染色質(zhì)修飾復(fù)合物的支架發(fā)揮表觀遺傳功能,還能作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子直接對(duì)轉(zhuǎn)錄過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)。除了在細(xì)胞核中的作用外,一些反義lncRNA還可與mRNA 的3′非翻譯區(qū)(3′UTR)結(jié)合,調(diào)節(jié)其在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性及其與miRNA 的相互作用[48]。由于lncRNA 與多種疾病的發(fā)生均有密切的聯(lián)系,其已成為近年來(lái)疾病機(jī)制研究的重點(diǎn)領(lǐng)域,有望為疾病的治療和預(yù)防提供新思路。
轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)是長(zhǎng)度約為8 778 bp的lncRNA。研究者[49]通過(guò)分析基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)(gene expression omnibus,GEO)中 的GSE25286數(shù)據(jù)集以明確MALAT1 在BPD 小鼠肺組織中表達(dá)的結(jié)果顯示:BPD組小鼠肺組織中MALAT1 的表達(dá)明顯上調(diào)。早產(chǎn)兒外周血標(biāo)本驗(yàn)證[49]結(jié)果也表明BPD 早產(chǎn)兒血液樣本中MALAT1 表達(dá)水平明顯升高,提示lnRNA MALATl的差異性表達(dá)與BPD 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),為BPD 的臨床診斷及治療提供新的理論依據(jù)。國(guó)內(nèi)一項(xiàng)研究[50]收集早產(chǎn)兒2~5 mL臍帶血和BPD患兒2 mL 外周靜脈血,采用熒光定量PCR 技術(shù)檢測(cè)臍帶血及外周血中l(wèi)ncRNA_AK096792 相對(duì)表達(dá)水平的結(jié)果顯示:BPD組患兒臍帶血中l(wèi)ncRNA_AK096792 表達(dá)水平明顯高于非BPD組,且BPD 患兒外周血中l(wèi)ncRNA_AK096792表達(dá)水平明顯高于臍帶血,提示lncRNA_AK096792的表達(dá)水平可作為BPD潛在的生物標(biāo)志物之一。
BAO等[51]的研究首次揭示了高氧組與對(duì)照組小鼠肺組織中l(wèi)ncRNA 表達(dá)的差異,即BPD組小鼠肺組織中882個(gè)lncRNA 表達(dá)上調(diào),887個(gè)lncRNA表達(dá)下調(diào),提示這些lncRNA可能參與了BPD的發(fā)生發(fā)展,為進(jìn)一步了解BPD發(fā)生的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。包天平等[52]采用逆轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)檢測(cè)BPD小鼠中l(wèi)ncRNA 1010001N08Rik 和Gata 6mRNA 變化的情況,結(jié)果顯示: lncRNA 1010001N08Rik 的表達(dá)水平與氧暴露時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系,而Gata 6 mRNA 表達(dá)水平與氧暴露時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,提示lncRNA 1010001N08Rik 可能通過(guò)下調(diào)Gata 6 的表達(dá)而在BPD 形成過(guò)程中起促進(jìn)作用。CHENG 等[21]首先通過(guò)高氧誘導(dǎo)構(gòu)建了新生鼠BPD 模型,進(jìn)一步采用Illumina 測(cè)序技術(shù)分析2組中l(wèi)ncRNA 的差異表達(dá),并進(jìn)行GO 和KEGG富集分析結(jié)果顯示:高氧組有30 225個(gè)與lncRNA相關(guān)的基因表達(dá),對(duì)照組有30361個(gè)與lncRNA相關(guān)的基因表達(dá),提示2組lncRNA 的表達(dá)存在差異。該研究者同時(shí)發(fā)現(xiàn):高氧組和對(duì)照組共檢測(cè)到1 175 條不同的lncRNA,其中544條表達(dá)上調(diào),631條表達(dá)下調(diào);GO富集分析結(jié)果顯示:共發(fā)現(xiàn)673個(gè)GO功能富集差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且主要與細(xì)胞定位等生物學(xué)過(guò)程有關(guān);KEGG 富集分析結(jié)果顯示:lncRNA參與了257條KEGG途徑,該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其中的9個(gè)lncRNA,高氧組與對(duì)照組驗(yàn)證的lncRNA 數(shù)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,因此該研究者認(rèn)為lncRNA 可能參與BPD 的發(fā)生,為探索BPD的生物學(xué)過(guò)程提供了新的認(rèn)識(shí)角度。
綜上所述,lncRNA 有望成為BPD 診斷和治療的新型分子靶標(biāo)之一,其具有重要的臨床應(yīng)用前景。
盡管國(guó)內(nèi)外醫(yī)務(wù)人員在防治BPD 方面做出了不懈的努力,但在降低BPD 發(fā)生率方面取得的進(jìn)展仍非常有限,因此,深入研究BPD 的發(fā)病機(jī)制迫在眉睫。表觀遺傳學(xué)憑借其可遺傳性和可逆性的特點(diǎn)已為多種疾病的預(yù)防和治療提供了新思路,然而目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于BPD 表觀遺傳學(xué)分子機(jī)制研究的文章仍較有限,大樣本多中心的臨床研究也較少,因此進(jìn)一步闡明BPD分子遺傳學(xué)機(jī)制不僅能加深人們對(duì)BPD 具體發(fā)病機(jī)制的認(rèn)識(shí)和理解,還能為BPD 的分子靶向治療帶來(lái)新的突破和進(jìn)展。
吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2021年6期