羅飛，張紅

遵義醫(yī)科大學附屬醫(yī)院麻醉科，貴州遵義 563000

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）是肺泡上皮細胞及毛細血管內(nèi)皮細胞損傷，造成彌漫性肺間質(zhì)及肺泡水腫導(dǎo)致的急性低氧性呼吸功能不全，是一種危重的臨床綜合征[1］，嚴重者可發(fā)展為急性呼吸窘 迫 綜 合 征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）。ALI 的直接危險因素包括肺部嚴重感染、溺水、肺挫傷和肺栓塞等；間接因素包括敗血癥、大量輸血、外傷、胰腺炎、脂肪栓塞和體外循環(huán)等[2］。目前ALI 的發(fā)病機制尚未闡明，積極探索ALI 發(fā)生發(fā)展中的具體作用機制具有重要臨床意義。長鏈非編碼RNA（lncRNA）是一種RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄生成的類似信使RNA（ mRNA ）的新型轉(zhuǎn)錄物，其長度通常大于200 個核苷酸且不具備編碼蛋白質(zhì)的能力，可通過充當競爭性內(nèi)源 RNA（ceRNA） ，在細胞增殖、細胞凋亡及氧化應(yīng)激等細胞過程中發(fā)揮重要作用[3］。最新研究[4］發(fā)現(xiàn)，脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的ALI 模型小鼠肺組織lncRNA 表達上調(diào)者78 個、表達下調(diào)者21 個，說明lncRNA 可能在ALI 的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)就lncRNA 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用及分子調(diào)控機制研究進展綜述如下，旨在為后續(xù)ALI治療藥物的研發(fā)提供參考。

1 LncRNA在ALI發(fā)生發(fā)展中的作用

LncRNA 通過與調(diào)節(jié)蛋白、miRNA 或其他細胞因子相互作用來發(fā)揮其生物學功能。既往研究[4］發(fā)現(xiàn)，與健康對照者相比，ALI 中存在著較多差異表達lncRNA。 其中l(wèi)ncRNA 核富集豐富轉(zhuǎn)錄物 1（NEAT1）、lncRNA HOX 轉(zhuǎn) 錄 反 義 基 因 間RNA（HOX antisense intergenic RNA，HOTAIR）、lncRNA牛 磺 酸 上 調(diào)1（Taurine up-regulated 1，TUG1）、lncRNA 小核仁RNA 宿主基因（SNHG）、lncRNA 癌癥易感性候選物（CASC）、lncRNA X 失活特異性轉(zhuǎn)錄本 （XIST）及l(fā)ncRNA 轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄物 1（MALAT1）等lncRNA，可作為競爭性內(nèi)源 RNA（ceRNA），與微小RNA（miRNA）結(jié)合，調(diào)控下游相關(guān)蛋白的表達，參與ALI的發(fā)生發(fā)展。

1.1 LncRNA NEAT1 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用lncRNA NEAT1 與炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。研究[5］發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者外周血單個核細胞（PBMCs）中NEAT1 表達上調(diào)，高表達的 NEAT1 與膿毒癥患者的病情嚴重程度和不良預(yù)后呈正相關(guān)，在高表達的 NEAT1膿毒癥診斷的靈敏度及特異度均較高，但NEAT1 在膿毒癥ALI發(fā)生發(fā)展中的具體作用機制仍不明確。研究[6］發(fā)現(xiàn)，LPS處理后小鼠肺組織或巨噬細胞（MH-S）細胞中均存在lncRNA NEAT1，敲低NEAT1 可促進肺組織miR-182-5p 表達、降低MH-S細胞中的Wnt1誘導(dǎo)的信號通路蛋白1（WISP1）含量，恢復(fù)細胞活力，抑制細胞凋亡和炎癥。另有研究[7］發(fā)現(xiàn)，在LPS 處理后的人肺支氣管上皮BEAS-2B 細胞中 NEAT1 和Rho 關(guān)聯(lián)含卷曲螺旋結(jié)合蛋白激酶1（Rock1）蛋白 表達水平增加、miR-26a-5p 表達降低。沉默NEAT1 基因可以通過靶向 miR-26a-5p 抑制ROCK1 表達，逆轉(zhuǎn)LPS 導(dǎo)致的BEAS-2B 細胞的焦亡；同時，miR-26a-5p 抑制劑可抵消NEAT1 對細胞死亡和細胞焦亡的抑制作用，而ROCK1 上調(diào)同樣降低了 miR-26a-5p 過表達對細胞死亡和細胞焦亡產(chǎn)生的抑制作用；說明過表達NEAT1 可以通過miR-26a-5p/ROCK1 軸來增強 LPS 誘導(dǎo)的細胞死亡和細胞焦亡，從而加重ALI。

1.2 LncRNA HOTAIR 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用及作用機制 HOTAIR 是一種剪接的多腺苷酸化lncRNA，由哺乳動物HOXC（同源框轉(zhuǎn)錄因子C）基因座反義鏈轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，是首個被發(fā)現(xiàn)的具有反式調(diào)控作用的lncRNA[8］，其主要通過調(diào)節(jié)細胞周期來調(diào)控人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展。研究[9］發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎穿孔（CLP ）誘導(dǎo)的敗血癥小鼠模型中，高表達的lncRNA HOTAIR 可以充當 miR-211 海綿來抑制單核細胞增殖，同時促進單核細胞凋亡和炎癥反應(yīng)導(dǎo)致小鼠膿毒癥的形成。在LPS 誘導(dǎo)ALI 模型中，HOTAIR在人非小細胞肺癌細胞系A(chǔ)549和BEAS-2B細胞中高表達，HOTAIR 可能通過抑制miR-17-5p 表達介導(dǎo)了自噬效應(yīng)蛋白1（ Beclin-1）、微管相關(guān)蛋白輕鏈 3 （LC3）、自噬相關(guān)蛋白5（ATG5）和ATG7、ATG16 等自噬蛋白的表達，抑制HOTAIR 可在進入S 期之前將細胞阻滯在G0/G1期，減輕LPS 誘導(dǎo)的細胞自噬、細胞凋亡，緩解LPS導(dǎo)致的肺損傷[10］。

1.3 LncRNA TUG1 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用 作為內(nèi)源性競爭性RNA，lncRNA通過海綿吸附作用抑制miRNA 表達，間接調(diào) 控miRNA 下游mRNA 的表達。TUG1 是一種位于染色體 22q12 的內(nèi)源性競爭性lncRNA，其在ALI中表達下調(diào)，促進TUG1 的表達通過抑制 miR-34b-5p 和促進 GRB2 關(guān)聯(lián)結(jié)合蛋白1（GAB1）表達改善膿毒癥引起的肺損傷，同時抑制促炎細胞因子的分泌和細胞凋亡，lncRNA TUG1 也可通過靶向抑制 miR-33b-5p 發(fā)揮同樣作用[11］。此外，人們發(fā)現(xiàn)激活lncRNA TUG1 基因可通過抑制miR-494/丙酮酸脫氫酶激酶同工酶4（PDK4）表達改善小鼠的肺組織形態(tài)，降低肺損傷評分，同時減弱肺毛細血管內(nèi)皮細胞的損傷，增強了肺的抗炎和抗凋亡功能[12］。

1.4 LncRNA SNHG 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用SNHG 是存在于細胞核和細胞質(zhì)中的snoRNA 的宿主基因，迄今為止共發(fā)現(xiàn)22 個SNHG 家族成員[13］。其中SNHG14、SHNG16 及SNHG5 等亞型與炎癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在LPS處理的肺泡Ⅱ型上皮細胞中，lncRNA SNHG14 基因表達上調(diào)，過表達的lncRNA-SNHG14 可作為競爭性內(nèi)源RNA，抑制miR-223-3p 表達以介導(dǎo)miR-223-3p 靶標叉頭轉(zhuǎn)錄因子Foxo3a 的表達，誘導(dǎo)細胞過度自噬，從而加重細胞損傷[14］；在LPS 誘導(dǎo)建立的小鼠體內(nèi)和體外A549 細胞ARDS 模型中，SNHG5 的上調(diào)或miR-205的下調(diào)通過調(diào)節(jié)含銅代謝域（COMMD1）來改善LPS誘導(dǎo)的A549 細胞的活力，減輕ARDS 小鼠的肺損傷[15］；低表達SNHG16 通過miR-146a-5p 與趨化因子CCL5 競爭性結(jié)合，進一步介導(dǎo)c-Jun N-末端激酶（JNK）通路和核因子（NF）-κB 通路改善WI-38 細胞中LPS 誘導(dǎo)的炎癥損傷[16］，多種亞型的SNHG 基因在肺損傷中發(fā)揮重要作用，為ALI 的診斷和治療提供了新的思路。

1.5 LncRNA CASC在ALI發(fā)生發(fā)展中的作用 CASC是一類與腫瘤密切相關(guān)的長鏈非編碼RNA，其在腫瘤組織中差異表達，主要亞型包括1、2、9、11 等，其中2、9 亞型發(fā)現(xiàn)與肺部炎癥關(guān)系密切。在LPS 刺激的 人肺泡上皮細胞（HPAEpiC 細胞）中CASC2 和PDK4 表達被抑制，CASC2 的過表達通過海綿吸附miR-152-3p 靶向促進PDK4 分泌從而減輕LPS 導(dǎo)致的HPAEpiC 細胞細胞活力下降、細胞凋亡、炎癥和氧化損傷，改善了LPS 誘導(dǎo)的HPAEpiC 損傷[17］。除此之外，人們發(fā)現(xiàn)lncRNA CASC9 也可通過調(diào)節(jié)PDK4的表達來改善肺損傷，在體外用LPS處理的人小氣道上皮細胞 （HSAEC）建立的肺損傷模型中，發(fā)現(xiàn)lncRNA CASC9 的上調(diào)通過抑制miR-195-5p 表達促進PDK4分泌來改善肺損傷[18］。

1.6 LncRNA XIST 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用 lncRNA X 失活特異性轉(zhuǎn)錄本 （XIST）是一種新的參與調(diào)節(jié)ALI 過程的基因，在LPS 處理的小鼠肺上皮細胞（MLE-12）細胞和小鼠中，XIST、絲裂原活化蛋白激酶14（MAPK14）表達上調(diào)，同時miR-132-3p 表達被抑制，XIST 充當miR-132-3p 分子海綿來間接調(diào)控MAPK14的表達，抑制XIST表達可以激活miR-132-3p表達、減少MAPK14分泌，減少下游Bcl-2、IL-1β、IL-6和腫瘤壞死因子α（TNF-α）的釋放來減輕細胞損傷[19］。研究[20］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)LPS 誘導(dǎo)的小鼠ALI 肺組織中miR-448-5p顯著低表達，而XIST和高遷移率族的蛋白2（HMGB2）高表達，其通路可能是XIST 競爭性抑 制miR-448-5p 并 減少miR-448-5-p 與HMGB2 的結(jié)合，從而上調(diào)HMGB2 表達，最終導(dǎo)致小鼠ALI。研究XIST 及其下游靶標可能有助于開發(fā)治療肺炎急性期的新療法。

1.7 LncRNA MALAT1在ALI發(fā)生發(fā)展中的作用MALAT1 是一種長度超過8 000 nt 的非蛋白編碼RNA （lncRNA）。作為一種重要的多功能基因表達調(diào)節(jié)因子，MALAT1不僅參與腫瘤的進展，還與免疫反應(yīng)相關(guān)[21］。LPS 誘導(dǎo)的MLE-12 細胞和ALI 小鼠肺組織中，MALAT1、轉(zhuǎn)錄因子PAX6 和鋅指E-盒結(jié)合同源盒2（ZEB2）表達升高，miR-129-5p表達降低，下調(diào)MALAT1 可減少ALI 小鼠的肺水腫、炎性細胞因子水平、肺損傷和細胞凋亡。miR-129-5p 抑制或PAX6-oe 逆轉(zhuǎn)了低表達MALAT1 對ALI 的保護作用；MALAT1 通 過miR-129-5p/PAX6/ZEB2 軸加 重敗血癥誘導(dǎo)的ALI[22］。此外，MALAT1 還可以作為一種潛在的生物學標志物來預(yù)測ARDS 的預(yù)后，其表達水平與ARDS疾病的嚴重程度正相關(guān)[23］。

1.8 其他LncRNA 在ALI 發(fā)生發(fā)展中的作用 如lncRNA OIP5-AS1 在ALI/ARDS 患者和經(jīng)LPS 處理的人肺微血管內(nèi)皮細胞（HPMEC）血清中上調(diào)，而miR-223 下調(diào)。OIP5-AS1 的敲低和miR-223 過表達可誘導(dǎo)細胞增殖并抑制 LPS 處理的 HPMEC 的細胞凋亡、細胞焦亡、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，減輕體內(nèi)LPS誘導(dǎo)的ALI/ARDS[24］；然而另一篇研究[25］得到了完全相反的結(jié)論，他們發(fā)現(xiàn)OIP5-AS1和沉默調(diào)節(jié)蛋白1 （Sirtuin1，SIRT1）在CLP或LPS引發(fā)的膿毒癥模型中下調(diào)，而 miR-128-3p表達上調(diào)。OIP5-AS1過表達抑制NF-κB、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）、IL-1β、TNF-α 和IL-6 在細胞中的表達，而miR-128-3p 過表達導(dǎo)致相反的現(xiàn)象。從機制上講是OIP5-AS1 過表達可通過miR-128-3p/Sirtuin-1 軸改善大鼠模型中膿毒癥誘導(dǎo)的肺損傷，OIP5-AS1 的研究有助于對急性肺損傷治療產(chǎn)生新的認識。另外lncRNA PFI 的表達水平也與ALI嚴重程度密切相關(guān)，PFI過表達可通過調(diào)節(jié)miR-328-3p 和環(huán)腺苷酸反應(yīng)原件結(jié)合蛋白Creb1 的表達來減輕博來霉素誘導(dǎo)的Ⅱ型肺泡上皮細胞損傷[26］。

2 LncRNA在ALI發(fā)生發(fā)展中的分子調(diào)控機制

lncRNA 的表達異常與ALI 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其介導(dǎo)的蛋白表達涉及多種機制。lncRNA 可能在表觀遺傳水平、轉(zhuǎn)錄和/或轉(zhuǎn)錄后水平，調(diào)控ALI的發(fā)生發(fā)展。

2.1 LncRNA 在表觀遺傳水平調(diào)控ALI 的發(fā)生發(fā)展 lncRNA 可以通過招募染色質(zhì)修飾因子來激活或失活不同的基因座，主要形式包括DNA 甲基化、組蛋白修飾等[27］。DNA 甲基化是胞嘧啶（5-甲基胞嘧啶，5mC）第五個碳的甲基修飾，通常由DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶 （DNMT）來實現(xiàn)甲基化，DNMT 包含三個成員：DNMT1、DNMT3A 和DNMT3B[28］；其中DNMT3A和 DNMT3B 對于起始DNA 甲基化至關(guān)重要，而 DNMT1多用于DNA復(fù)制過程中甲基化的維持；lncRNA可以募集DNMT1至基因啟動子區(qū)域，使啟動子區(qū)域去甲基化或高甲基化，進而促進和（或）抑制基因表達。組蛋白與DNA 一起構(gòu)成染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。組蛋白的乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等翻譯后修飾是已知的表觀遺傳機制，可通過調(diào)節(jié)染色質(zhì)壓實度來調(diào)節(jié)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達；lncRNA 可以作為分子向?qū)Щ蚍肿又Ъ軄碚心级嗍岬鞍讖?fù)合體2（PRC2）參與到組蛋白甲基化進程，最終參與ALI 的發(fā)生發(fā)展[29］。

2.2 LncRNA 在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控ALI的發(fā)生發(fā)展 多數(shù)基因的轉(zhuǎn)錄涉及近端啟動子與更遠的增強子元件的相互作用。增強子通常位于距離轉(zhuǎn)錄起始位點（TSS）很遠的地方，并結(jié)合具有調(diào)節(jié)差異基因表達功能的組織特異性轉(zhuǎn)錄因子[30］。LncRNA 可以通過組裝轉(zhuǎn)錄激活因子和抑制因子來調(diào)節(jié)RNA 聚合酶II 的轉(zhuǎn)錄起始，從而充當轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子；lncRNAs 還可能通過募集染色質(zhì)修飾酶參與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致大量基因的表達或抑制。例如H19 通過募集染色質(zhì)修飾劑參與了蛋白的調(diào)節(jié)，lncRNA H19 的上調(diào)抑制了TNF-α、IL-6、IL-17、caspase-3、caspase-9 和凋亡蛋白（Bax），同時通過抑制肺細胞凋亡和炎癥減輕膿毒癥引起的ALI[31］。

2.3 LncRNA在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控ALI的發(fā)生發(fā)展 在轉(zhuǎn)錄后水平，lncRNA 可能與多種RNA 結(jié)合蛋白（RBP）相互作用，導(dǎo)致mRNA 穩(wěn)定性、剪接、蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和亞細胞定位發(fā)生變化[32］。lncRNA 通過與剪接因子的相互作用來調(diào)節(jié)基因剪接，其中高等真核生物可利用pre-mRNA 的可變剪接來實現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組復(fù)雜性[33］。某些早期基因，例如c-Jun 和c-Myc 的半衰期非常短。在c-Myc 存在的情況下，mRNA 轉(zhuǎn)換是轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)的主要機制是mRNA，部分是通過3'-非翻譯區(qū)（3'-UTR） 中的AU富集元件（ARE）和ARE 結(jié)合因子，Linc-RoR 與hnRNP I 和/或AUF1 的相互作用會影響c-Myc 穩(wěn)定性，Linc-RoR 參與了特定基因如c-Myc 的mRNA 穩(wěn)定性的選擇性調(diào)節(jié)[34］。

綜上所述，lncRNA NEAT1 可通過抑制肺組織miR-26a-5p 表達，提高肺組織WISP1 表達，抑制Rock1 表達，促進支氣管上皮細胞的死亡和焦亡，促進ALI 的發(fā)生發(fā)展；lncRNA HOTAIR 可通過抑制miR-17-5p 表達，抑制Beclin-1、LC3 及ATG5 等自噬蛋白表達，阻滯細胞周期在G0/G1期，緩解LPS 導(dǎo)致的肺損傷；lncRNA TUG1 可通過抑制miR-34b-5p、miR-33b-5p 及miR-494 表達，抑制肺上皮細胞的凋亡，減輕肺組織損傷；lncRNA SNHG 可抑制miR-223-3p、miR-34c-3p 表達，抑制肺組織的炎癥反應(yīng)；lncRNA CASC 可通過miR-152-3p 靶向抑制表達丙酮酸脫氫酶激酶同工酶4表達，減輕細胞活力下降、細胞凋亡、炎癥和氧化損傷程度；lncRNA XIST 可通過miR-93/IRAK4/NF-κB、miR-93/IL-6R/STAT3 信號通路，促進肺部的炎癥反應(yīng)；lncRNA MALAT1 可通 過 miR-129-5p/PAX6/ZEB2 軸 、miR-17-5p/FOXA1軸，促進肺組織的細胞凋亡，促進ALI的發(fā)生發(fā)展。lncRNA 有可能成為ALI 發(fā)診斷和治療標志物。lncRNAs 可抑lncRNAs 可以與微小RNA、信使RNA 或蛋白質(zhì)結(jié)合，在表觀遺傳水平、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平參與ALI的發(fā)生發(fā)展。