王利然楊麗紅寧文華秦懿囡李 晶杜元灝*

(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院,天津 300381； 2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院針灸研究所,天津 300381；3.國(guó)家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津 300381)

血管新生指在原有血管基礎(chǔ)上通過內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移,以芽生或腸套疊的形式生成血管。 血管新生與許多血管疾病密切相關(guān),如腫瘤、心血管疾病、缺血性腦血管疾病和血管視網(wǎng)膜病變,對(duì)疾病的發(fā)展及預(yù)后起到至關(guān)重要的作用。

隨著遺傳學(xué)與基因?qū)W的發(fā)展,對(duì)基因的研究越來越深入,非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)在血管生成中的作用被逐漸驗(yàn)證。 長(zhǎng)鏈非編碼RNA[1](long non-coding RNAs, lncRNA)是一類由RNA 聚合酶II 轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度大于200 個(gè)核苷酸的RNA,缺乏明顯的開放閱讀框(open reading frames, ORFs),不編碼蛋白,是一種調(diào)控性分子。lncRNA 發(fā)揮作用的功能廣泛,涉及了基因表達(dá)調(diào)控的方方面面。 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),lncRNA 是血管新生重要的調(diào)控分子,參與缺血性腦卒中、腫瘤、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的病理恢復(fù)過程,是近幾年備受關(guān)注的潛在調(diào)控分子。 本文綜述了lncRNA 的生物學(xué)功能及其在血管生成和血管疾病中的表達(dá)變化和調(diào)控作用的相關(guān)研究,以期為后續(xù)血管新生的機(jī)制研究及臨床應(yīng)用提供參考。

1 lncRNA 的生物學(xué)功能

lncRNA 主要分布在細(xì)胞核內(nèi),然而,有些也局限在細(xì)胞質(zhì)中,或只在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)。 根據(jù)其亞細(xì)胞定位,lncRNA 具有調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄(例如,表觀遺傳水平調(diào)控、轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控)、調(diào)節(jié)蛋白翻譯、染色質(zhì)修飾及miRNA 等生物學(xué)功能。

1.1 lncRNA 在細(xì)胞核中的功能機(jī)制

(1)lncRNA 作為誘餌調(diào)控蛋白與DNA 或其他蛋白的結(jié)合。 lncRNA-生長(zhǎng)停滯特異性轉(zhuǎn)錄物5(growth arrest-specific transcript 5, GAS5)[2]通過充當(dāng)誘騙物,使糖皮質(zhì)激素應(yīng)答元件(glucocorticoid response element, GRE) 與糖皮質(zhì)激素受體(glucocorticoid receptor, GR)的DNA 結(jié)構(gòu)域結(jié)合,從而與DNA GREs 競(jìng)爭(zhēng)與GR 的結(jié)合。 饑餓狀態(tài)下,GAS5 作為GR 的“核抑制因子”,通過調(diào)節(jié)GR的轉(zhuǎn)錄活性,影響細(xì)胞存活和代謝活動(dòng)。 (2)lncRNA 作為支架招募RNA 結(jié)合蛋白,將不同的蛋白捆綁在一起形成大的復(fù)合物,調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)。 lncRNA-DKK1 的激活調(diào)節(jié)器(lncRNAactivating regulator of DKK1, LNCAROD)[3]主要分布在細(xì)胞核內(nèi),與Y-盒結(jié)合蛋白1(Y-box-binding proteiN-1, YBX1) 和熱休克蛋白70(heat shock protein, HSPA1A) 蛋 白 結(jié) 合。 沉 默 YBX1 或HSPA1A 均 不 影 響 LNCAROD 水 平。 然 而,LNCAROD 的缺失導(dǎo)致YBX1 蛋白半衰期縮短。 過表達(dá)的細(xì)胞中HSPA1A 的缺失導(dǎo)致YBX1 蛋白的蛋白酶 體 降 解 加 速。 LNCAROD 作 為 YBX1 和HSPA1A 相互作用的支架,防止了YBX1 在HNSCC細(xì)胞中的蛋白酶體降解,促進(jìn)HNSCC 細(xì)胞增殖和遷移。 (3)lncRNA 調(diào)節(jié)選擇性剪接。 lncRNA 肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1)[4]與精氨酸和絲氨酸富集蛋白(serine/arginine-rich protein,SR proteins)剪接因子相互作用,改變其在核斑點(diǎn)區(qū)域的磷酸化狀態(tài)和分布,進(jìn)而調(diào)節(jié)選擇性剪接。MALAT1 還可以通過調(diào)節(jié)SRPK1 等剪切因子激酶的定位和活性,或通過修改SR 蛋白,調(diào)節(jié)SR 蛋白磷酸化,影響選擇性剪接的磷酸酶(PP1 或PP2A)。(4)lncRNA 通過雙向啟動(dòng)子或增強(qiáng)子轉(zhuǎn)錄,募集中介蛋白和/或染色質(zhì)重塑酶來影響基因轉(zhuǎn)錄。 基因組DNA 的逆序和易位,可以改變基因組的三維構(gòu)象,并導(dǎo)致致病的增強(qiáng)啟動(dòng)子接觸重新布線。lncRNA-漿細(xì)胞瘤多樣異位基因(plasmacytomavariant translocation 1, PVT1)[5]基因座含有幾個(gè)基因內(nèi)增強(qiáng)子,能通過染色體環(huán)化調(diào)控靶啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄。 PVT1 基因中的啟動(dòng)子是抑制MYC 癌基因表達(dá)的腫瘤抑制DNA 元件,順式中的啟動(dòng)子競(jìng)爭(zhēng)使PVT1 啟動(dòng)子具有DNA 邊界元件的功能,阻止MYC癌基因接近細(xì)胞類型特異性增強(qiáng)子。

1.2 lncRNA 在細(xì)胞質(zhì)中的功能機(jī)制

(1)lncRNA 同與3’-端非翻譯區(qū)(UTR)結(jié)合的蛋白相互作用,調(diào)控mRNA 的穩(wěn)定性。 有機(jī)陰離子 轉(zhuǎn) 運(yùn) 肽 1b1 ( organic anion transporting polypeptide1B1, OATP1B1)是一種主要表達(dá)于人肝細(xì)胞基底外側(cè)膜上的陰離子攝取轉(zhuǎn)運(yùn)體。 lncRNAHOX 轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcription antisense intergenic RNA, HOTAIR)[6]可以海綿化miR-206/miR-613, 打 破 miR-206/miR-613 與 OATP1B1 mRNA 3’-UTR 的結(jié)合位點(diǎn),消除lncRNA HOTAIR對(duì)OATP1B1 的促進(jìn)作用。 miRNA 通過與目標(biāo)mRNA 的3’-UTR 中完全或部分互補(bǔ)的堿基序列相互作用,下調(diào)目標(biāo)基因的表達(dá),并誘導(dǎo)其降解。 (2)反義lncRNA 通過與mRNA 形成雙鏈來調(diào)控mRNA的穩(wěn)定性。 lncRNA-β 分泌酶-1 的反義轉(zhuǎn)錄本(antisense transcript for βsecretase1,BACE1AS)[7]形成了RNA 雙鏈,提高了β 分泌酶-1(β-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme 1, BACe-1)mRNA的穩(wěn)定性。 siRNA 介導(dǎo)的lncRNA BACE1-AS 下調(diào)沉默,降低了抗衰老細(xì)胞模型(SH-SY5Y)細(xì)胞中BACE1 對(duì)淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)的切割能力,表明BACE1 在SH-SY5Y細(xì)胞中的穩(wěn)定性與lncRNA BACE1-AS 的表達(dá)密切相關(guān)。 (3) lncRNA 作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性 RNA(ceRNAs),可以隔離miRNA,從而阻止其靶mRNA的抑制。 lncRNA-瓢蟲特異表達(dá)的影響同源框2 反義RNA 1(dysregulated ladybird homeobox 2 antisense RNA 1, LBX2-AS1)[8]通過ceRNA 機(jī)制抑制miR-4685-5p 釋放LBX2 表達(dá)。 此外,LBX2 可以作為L(zhǎng)BX2-AS1 的轉(zhuǎn)錄激活因子。 LBX2-AS1、miR-4685-5p 和LBX2 形成正反饋環(huán),調(diào)控疾病發(fā)展。 (4)lncRNA 可以正向或負(fù)向調(diào)節(jié)蛋白翻譯。 Igf2r 反義非蛋白編碼RNA (antisense of Igf2r non-protein coding RNA,Airn)[9]是從父系染色體轉(zhuǎn)錄而來的印跡基因。 它是反義方向的印跡,Airn 能直接與胰島素樣生長(zhǎng)因子2 mRNA 結(jié)合蛋白2(insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 2, Igf2bp2)結(jié)合,通過Igf2bp2 控制mRNA 的翻譯。 Airn 的沉默導(dǎo)致Igf2bp2 與其他mRNA 的結(jié)合減少,導(dǎo)致Igf2bp2 蛋白的翻譯減少。 (5)某些lncRNA 編碼具有調(diào)控功能的微肽。 已發(fā)現(xiàn)許多l(xiāng)ncRNA 包含短開放閱讀框(sORF),sORF 編碼的小功能肽稱為微肽。這些微肽可以協(xié)助多種過程,包括細(xì)胞分裂,轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。 lncRNA-HOXB 簇反義RNA 3(HOXB cluster antisense RNA 3,HOXB-AS3)[10]編碼一個(gè)影響克隆細(xì)胞代謝的53 個(gè)氨基酸的微肽,通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合RNA 結(jié)合異質(zhì)性胞核核糖核蛋白A1(hnRNP A1)抑制丙酮酸激酶M(PK-M)的剪接來抑制癌癥進(jìn)展。 (6)lncRNA 還可以調(diào)控細(xì)胞質(zhì)中的信號(hào)通路。 Ras 同源基因家族成員A(RhoA)/Rho 相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK)信號(hào)的激活通常與肺動(dòng)脈高壓有關(guān)。 沉默的lncRNA-平滑肌細(xì)胞誘導(dǎo)性復(fù)制強(qiáng)化(smooth muscle-induced lncRNA enhances replication, SMILR)[11]有效地提高了miR-141 的表達(dá),進(jìn)而抑制RhoA/ROCK 通路來調(diào)節(jié)血管重塑和降低血壓。

2 LncRNA 對(duì)血管新生的調(diào)控作用

2.1 lncRNA 調(diào)控血管新生相關(guān)蛋白的表達(dá)

lncRNA 參與調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮生成因子、miRNA 等生物分子的表達(dá)。 在疾病中,lncRNA表達(dá)與內(nèi)皮細(xì)胞、血管生成因子的生成密切相關(guān),對(duì)治療性血管生成(如缺血性腦卒中、心肌梗死)和病理性血管生成(如腫瘤、內(nèi)膜異位增生)均有調(diào)控作用。 并且作為miRNA 競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA,負(fù)向調(diào)控miRNA 的表達(dá)及下游靶點(diǎn)基因,從而根據(jù)miRNA 的生物學(xué)作用調(diào)控血管生成。

2.1.1 調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞

血管生成需要多種血管生長(zhǎng)因子及細(xì)胞信號(hào)調(diào)節(jié),其中血管內(nèi)皮細(xì)胞(endothelial cells, ECs)的增殖作用對(duì)新生血管的形成至關(guān)重要。 一個(gè)lncRNA 基因芯片檢測(cè)在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)和人真皮微血管內(nèi)皮細(xì)胞(human dermal microvascular endothelial cells, HDMECs)[12]中鑒定了116 個(gè)ECs富集的lncRNA。 目前已有多個(gè)lncRNA 驗(yàn)證了在調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞中的作用。

大量lncRNA 在缺血性腦卒中后表達(dá)異常[13],介導(dǎo)缺血級(jí)聯(lián)過程,如興奮性中毒,氧化應(yīng)激,血管生成,神經(jīng)炎癥等。 在缺血性腦卒中后lncRNA -G蛋白偶聯(lián)受體137b-假基因(G protein-coupled receptor 137b-pseudogene, Gpr137b-ps)[14]表達(dá)顯著上調(diào),促進(jìn)ECs 增殖、遷移、成管,增加微血管密度(microvascular density, MVD),改善腦卒中后血流供應(yīng)。 低氧誘導(dǎo)因子1α 反義RNA 2(hypoxiainducible factor 1α-antisense RNA 2, HIF1A-AS2)[15]

是一種反義lncRNA,來源于HIF-1a 的自然反義轉(zhuǎn)錄,缺氧時(shí)HIF1A-AS2 表達(dá)上調(diào),促進(jìn)HUVECs 的生存能力、遷移能力和管形成能力,助于腦缺血后血管生成。 在缺氧以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的刺激下,MALAT1[16]沉默能抑制ECs 增殖,并促成遷移表型,這種現(xiàn)象可能是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白而實(shí)現(xiàn)的。

在病理性血管生成中,lncRNA 也起到顯著的調(diào)節(jié)作 用。 lncRNA-泛 素 結(jié) 合 酶 E2C 假 基 因 3(ubiquitin conjugating enzyme E2C pseu dogene 3,UBE2CP3)[17]在肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)組織高表達(dá),能增強(qiáng)ECs 的增殖、遷移和成管能力,促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)的血管生成,敲除或沉默UBE2CP3 的表達(dá)后則能抑制血管生成,延緩腫瘤進(jìn)展。 長(zhǎng)基因間非編碼RNA(LINC00)284(long intergenic noncoding RNA ( LINC000 ) 284,LINC00284)[18]在卵巢癌(ovarian cancer, OC)組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),沉默LINC00284 通過上調(diào)中胚層特異性轉(zhuǎn)錄本(mesoderm-specific transcript,MEST)和下調(diào)細(xì)胞核因子-κB1(Nuclear factor kappa B, NF-κB1)能抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和血管生成。 因此,沉默LINC00284 的表達(dá)可能是OC 潛在的治療靶點(diǎn)。

此外,lncRNA 在與高血糖相關(guān)的內(nèi)皮功能障礙和糖尿病血管并發(fā)癥中被發(fā)現(xiàn)。 通過微陣列分析[19],高糖暴露24 h 后,100 個(gè)lncRNA 顯著上調(diào),186 個(gè)顯著下調(diào)。 高糖條件下,lncRNA MALAT1[20]表達(dá)水平升高,抑制或敲除MALAT1 可能通過激活PI3K/Akt 信號(hào)通路,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和成管,抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。 并且,沉默MALAT1[21]通過調(diào)控mir-203-3p 的表達(dá)抑制高糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞( human retinal microvascular endothelial cells,HRMECs)遷移和成管,視網(wǎng)膜血管化降低,為糖尿病視網(wǎng)膜病變的治療提供了一種可能的治療方法。 MALAT1[22]基因缺陷可抑制VEGFR2 的表達(dá),減弱小鼠缺血后肢的血管生成、灌注和功能恢復(fù),抑制腓腸肌組織缺血后的血流恢復(fù)和毛細(xì)血管密度,表明MALAT1 可以通過多條機(jī)制影響血管生成。 lncRNA FENDRR[23]下調(diào)后同樣抑制的HRMECs 增殖、遷移、毛細(xì)血管形態(tài)發(fā)生和VEGF 的表達(dá),提示了lncRNA 在高糖疾病中異常表達(dá),且參與調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能,影響血管新生。

內(nèi)皮功能障礙是血管疾病的初始階段,并且是動(dòng)脈粥樣硬化性血管疾病的重要預(yù)后指標(biāo)。 Yin等[24]發(fā)現(xiàn)lncRNA -肝癌高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本(highly upregulated in liver cancer, HULC)促進(jìn)人微血管內(nèi)皮(human microvascular endothelial cells, HMECs)細(xì)胞的遷移和成管,抑制細(xì)胞凋亡。 心肌特異性的lncRNA-AZIN2 剪接變體(AZIN2 splice variant,AZIN2-sv)[25]富含心臟內(nèi)皮細(xì)胞,是內(nèi)皮功能的負(fù)調(diào)控因子,抑制HUVECs 遷移,機(jī)制上可能通過阻斷Akt 磷酸化以抑制血管生成。

2.1.2 調(diào)控血管內(nèi)皮生成因子及其受體系統(tǒng)

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是內(nèi)皮細(xì)胞特異性的促有絲分裂源,它通過與內(nèi)皮細(xì)胞表面相應(yīng)受體VEGFR-1、VEGFR-2 結(jié)合,激活細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶,引發(fā)一系列的信號(hào)通路,調(diào)控血管生成過程。 VEGF 在多種在體模型中強(qiáng)烈地促血管生成作用己經(jīng)被多個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí),且VEGF 的表達(dá)程度與組織中微血管的密度及新生血管數(shù)量密切相關(guān)。

氧- 葡 萄 糖 剝 奪/復(fù) 氧 ( oxygen-glucose deprivation /reoxygenation,OGD /R)后,腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞 ( brain microvascular endothelial cells,BMECs)中的lncRNA-小核仁RNA 宿主基因(small nucleolar RNA host gene 1, SNHG1)[26]及腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞(brain microvascular endothelial cells,bEnd3)中的lncRNA SNHG12[27]水平均升高,通過調(diào)控miR-199a 及miR-150 的表達(dá),增加缺氧誘導(dǎo)因子-1a(hypoxia inducible factor, HIF-1a)和VEGF 的表達(dá),促進(jìn)OGD/R 處理后的血管生成。 lncRNA-Xinactive 特異性轉(zhuǎn)錄體(X-inactive specific transcript,XIST)[28]的表達(dá)水平同樣隨著缺氧暴露時(shí)間的增加而升高,沉默XIST 可顯著降低缺氧時(shí)VEGFR2 和VEGF 水平,以及ERK1/2 和Akt 磷酸化水平,抑制血管生成。 而lncRNA-母系表達(dá)基因3(maternally expressed gene 3, Meg3)是血管新生的負(fù)調(diào)控因子,敲除lncRNA Meg3[29]促使血管生成相關(guān)基因VEGFRA 和VEGFR2 上調(diào),增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和管形成,增加缺血腦的毛細(xì)血管密度。

Qiu 等[30]發(fā)現(xiàn)反義低氧誘導(dǎo)因子(antisense hypoxia inducible factor, aHIF)在異位子宮內(nèi)膜間質(zhì)組織中高表達(dá),lncRNA aHIF 能促進(jìn)血管生成相關(guān)基因(VEGFA、VEGFD)和堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fabric growth factor, bFGF)的表達(dá),誘導(dǎo)血管生成。

在卵巢癌組織中,lncRNA-分化拮抗非蛋白編碼RNA(differentiation antagonizing non-protein coding RNA, DANCR)[31]表 達(dá) 上 調(diào)。 DANCR 能 促 進(jìn)VEGF 表達(dá),促進(jìn)腫瘤血管生成。 敲除DANCR 基因通過抑制血管生成來抑制卵巢腫瘤的生長(zhǎng)。lncRNA-嗅覺受體家族3 亞家族A 成員4(olfactory receptor family 3 subfamily A member 4, OR3A4)[32]

在肝癌(HCC)組織中上調(diào),調(diào)控VEGF、血管緊張素(angiotensin, Ang1) 和纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 2(fibroblast growth factors 2, FGF2)蛋白水平,高表達(dá)導(dǎo)致微血管密度(microvascular density, MVD)增高,表明OR3A4 可能是HCC 不良預(yù)后的新標(biāo)志物,并與血管生成有關(guān)。 lncRNA-酪氨酸激酶非受體2反義RNA 1(tyrosine kinase non receptor 2 antisense RNA 1, TNK2-AS1)[33]在非小細(xì)胞肺癌中上調(diào),能減少轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)介導(dǎo)的泛素化而增強(qiáng)其穩(wěn)定性,從而增強(qiáng)VEGFA 表達(dá),形成STAT3/VEGFA 信號(hào)通路,誘導(dǎo)血管生成。 lncRNA-小泛素樣修飾因子1 假基因(small ubiquitin-like modifier 1 pseudogene 3, SUMO1P3)[34]在結(jié)腸癌組織中高表達(dá),SUMO1P3 的下調(diào)抑制促血管生成生長(zhǎng)因子VEGFA 的分泌,減少血管生成。 Yuan 等[35]發(fā)現(xiàn)lncRNA-印記基因(imprinting gene, H19)調(diào)控血管生長(zhǎng)因子的表達(dá),并且抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,是人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞(human amniotic mesenchymal stem cells, hAMSCs)中促進(jìn)血管生成的重要調(diào)控因子。

2.1.3 調(diào)控miRNA

miRNA 與生物體的物質(zhì)代謝、細(xì)胞周期、細(xì)胞分化、凋亡、個(gè)體形態(tài)形成和發(fā)育等一系列重要生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)息息相關(guān),在機(jī)體多種生理過程發(fā)揮重要作用。 研究發(fā)現(xiàn),miRNA 形成的關(guān)鍵酶——Dicer 酶的缺失將導(dǎo)致嚴(yán)重的血管新生缺陷[36],因此認(rèn)為miRNA 與血管新生關(guān)系密切,多個(gè)miRNA在促進(jìn)及抑制血管新生調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。lncRNA 與miRNA 結(jié)合,競(jìng)爭(zhēng)性影響miRNA 與靶基因的結(jié)合,調(diào)控靶基因的水平；也可通過調(diào)控miRNA 的表達(dá)水平、成熟水平或穩(wěn)定性,調(diào)控miRNA 的水平,從而間接影響靶基因的表達(dá)。

TGF-b 家族信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(DIGIT)誘導(dǎo)GSC 分化的lncRNA(lncRNA divergent to GSC induced by TGF-b family signaling, DIGIT)[37]作為miR-134 的分子海綿,負(fù)調(diào)控miR-134,DIGIT 沉默通過調(diào)控miR-134及其下游靶點(diǎn)B 細(xì)胞特異性莫羅尼鼠科白血病病毒集成位點(diǎn)(Bmi-1)的表達(dá),減少VEGF 等血管生長(zhǎng)因子的表達(dá),抑制動(dòng)脈粥樣硬化后血管生成。lncRNA-尿路上皮癌相關(guān)基因 1 ( urothelial carcinoma-associated 1, UCA1)[38]的沉默導(dǎo)致miR-195 表達(dá)上調(diào),抑制絲裂原活化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白 激 酶 ( mitogen-activated extracellular signal regulated kinase, MEK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶體蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)通路激活,影響HMEC-1 細(xì)胞的生長(zhǎng)和成管。 Qin 等[39]發(fā)現(xiàn)沉默或下調(diào)lncRNA-重編程調(diào)節(jié)物(regulator of reprogramming)可增強(qiáng)miR-26 的表達(dá),從而抑制NF-κB 和JAK1 /STAT3 信號(hào)通路,同樣抑制了HMEC-1 細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移及毛細(xì)血管形成,為動(dòng)脈粥樣硬化血管生成的靶向治療提供新的思路。 lncRNA TCONS _00024652[40]作為miR-21 的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA,降低其表達(dá),誘導(dǎo)HUVECs 增殖和血管生成,刺激動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成,表明TCONS_00024652 可能是一個(gè)重要的分子標(biāo)記,穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和減緩動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。

在肝癌(HCC)[41]及人乳腺癌(BC)[42]組織中,均可發(fā)現(xiàn)lncRNA MALAT1 表達(dá)上調(diào),作為miR-140及miR-145 的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA,調(diào)控下游靶點(diǎn)VEGF 及其受體的表達(dá),參與血管新生機(jī)制。 Gao等[43]發(fā)現(xiàn)敲除或沉默長(zhǎng)基因間非編碼RNA( LINC00) 488 ( long intergenic noncoding RNA(LINC000)488, LINC00488)表達(dá)后,通過競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源作用調(diào)控miRNA-330-5p 及其靶基因TLN1 的表達(dá),導(dǎo)致體外增殖和體內(nèi)腫瘤血管生成受到抑制,延緩肝癌進(jìn)展。

2.2 lncRNA 調(diào)控血管新生相關(guān)信號(hào)通路

血管生成依賴于促進(jìn)和抑制信號(hào)通路之間的平 衡。 研 究 表 明, 磷 脂 酰 肌 醇- 3 激 酶(phosphatidylinositol-3 kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, Akt)、MEK/ERK,Delta 樣配體4(delta-like ligand, DLL4)/Notch、HIF-VEGF-Notch等信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)于確保內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)促血管生成刺激的適當(dāng)反應(yīng)至關(guān)重要。 lncRNA 通過調(diào)控相關(guān)信號(hào)通路的激活,介導(dǎo)疾病后的血管新生。

lncRNA GAS5[44]能與HUVECs 中的蛋白酪氨酸磷酸酶基因(protein tyrosine phosphatase gene,PTEN)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA-29-3p,繼而上調(diào)PTEN的表達(dá),抑制PI3K/AKT 的磷酸化,阻礙PI3K/AKT通路的激活,減少血管生成。 此外,過表達(dá)GAS5[45]同樣能抑制Wnt/β 連環(huán)蛋白信號(hào)通路的激活。 表明GAS5 參與調(diào)控多條信號(hào)通路介導(dǎo)血管新生。lncRNA PVT1[46]能促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng),誘導(dǎo)腫瘤內(nèi)血管生成。 機(jī)制上,PVT1 與STAT3 信號(hào)通路相互作用,激活STAT3 信號(hào)通路,增加VEGFA 表達(dá),誘導(dǎo)血管生成。 此外,STAT3 反過來又刺激PVT1 轉(zhuǎn)錄,從而持續(xù)維持致癌效應(yīng)。

在動(dòng)脈粥樣硬化疾病中,lncRNA-Alu 介導(dǎo)的p21 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子(Alu-mediated p21 transcriptional regulator, APTR)[47]可通過負(fù)調(diào)控miR-126 激活PI3K/AKT 和MEK/ ERK 信號(hào)通路,從而促進(jìn)細(xì)胞增殖、 遷 移 和 管 道 形 成。 Zhu 等[48]研 究 發(fā) 現(xiàn)lncRNA H19 過表達(dá)能通過下調(diào)miR-181a 激活腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK)/c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)信號(hào)通路,發(fā)揮促血管生成作用。 lncRNA-轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β, ATB)[49]通過調(diào)控miR-195 來激活PI3K/AKT 和MEK/ERK 通路,調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和血管生成,影響四肢動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)程。

在周圍血管疾病中,lncRNA-Wilms 腫瘤1 相關(guān)蛋白假基因1(Wilms Tumor 1 Associated Protein Pseudogene 1, WTAPP1)[50]作為miRNA-3120-5p的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA,通過PI3K/Akt 信號(hào)通路調(diào)控下游靶點(diǎn)基質(zhì)金屬蛋白酶 - 1 ( Matrix metalloproteinase-1, MMP-1)的表達(dá),從而介導(dǎo)EPCs的細(xì)胞遷移和血管生成,在外周血管疾病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

3 小結(jié)與展望

近年來關(guān)于lncRNA 調(diào)控基因表達(dá)、基因組印記、蛋白翻譯以及染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾和核內(nèi)運(yùn)輸?shù)茸饔脵C(jī)制的研究取得較大進(jìn)展。 血管新生是許多疾病病理生理的關(guān)鍵環(huán)節(jié),不過關(guān)于lncRNAs 調(diào)控血管新生的研究報(bào)道較少。 現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究表明,lncRNA 通過直接調(diào)控相關(guān)蛋白或者miRNA 的功能,間接影響靶基因的水平,從而影響血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的表達(dá)、內(nèi)皮細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)換、miRNA 的表達(dá),調(diào)控血管新生。 表明lncRNA 參與調(diào)控血管新生,并在血管的發(fā)育過程中起重要作用。

但是,lncRNA 在血管新生過程中具體作用機(jī)制仍不完善,lncRNA 調(diào)控的下游基因及信號(hào)通路的分子機(jī)制尚不清晰。 應(yīng)盡快構(gòu)建lncRNA-mRNA-信號(hào)通路網(wǎng)及 lncRNA-miRNA-mRNA 調(diào) 控 網(wǎng), 明 確lncRNA 調(diào)控血管新生的機(jī)制,為血管新生相關(guān)疾病提供明確的診療方法。 并且, 后續(xù)如何干預(yù)lncRNAs 的表達(dá),調(diào)節(jié)疾病發(fā)展過程,應(yīng)用于臨床治療,也是研究的重點(diǎn)所在。