非編碼RNA在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展

陳宇婷 李瓊 隋礎(chǔ)陽(yáng) 接力剛 毋靜 杜紅延

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（Rheumatoid Arthritis，RA）是一種自身免疫性疾病，可引發(fā)關(guān)節(jié)軟骨和骨的進(jìn)行性破壞，難以有效治療，且目前機(jī)制尚未明確［1］。非編碼RNA（nc RNA）是一類不編碼蛋白質(zhì)的RNA，包括微小RNA（microRNA，miRNA）、長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）、環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）等。2008年，Stanczyk等［2］揭示了RA中miRNA表達(dá)水平的顯著變化。隨后研究發(fā)現(xiàn)可能與RA患者炎癥關(guān)節(jié)和外周血循環(huán)中某些miRNA失調(diào)有關(guān)［3］。circRNA可以充當(dāng)“miRNA海綿”，隔離目標(biāo)miRNA，阻止其調(diào)節(jié)其它內(nèi)源靶基因［4］。circRNA也可以與RNA結(jié)合蛋白相互作用，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄［5］。另外，越來越多的證據(jù)表明lncRNA在免疫功能和自身免疫的調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用，lncRNA的表達(dá)變化對(duì)RA的發(fā)生發(fā)展具有重要意義［6］。近年來，非編碼RNA在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病發(fā)展過程中的表達(dá)量變化、調(diào)節(jié)功能和作用機(jī)制受到越來越廣泛的關(guān)注，本文就近年來nc RNA在RA進(jìn)展中的作用研究進(jìn)行綜述，有望對(duì)RA發(fā)病機(jī)制的揭示提供參考和借鑒。

1 miRNA概況

miRNA是一類長(zhǎng)度約為21-25個(gè)核苷酸的短鏈非編碼RNA，對(duì)轉(zhuǎn)錄起負(fù)調(diào)節(jié)作用［7］。miRNA可以對(duì)mRNA進(jìn)行靶向切割或翻譯抑制，從而在多細(xì)胞生物中發(fā)揮重要的基因調(diào)控作用［8］。大多數(shù)miRNA基因首先由RNA聚合酶Ⅱ（polⅡ）轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生初級(jí)miRNA（pri-miRNA）［9］，pri-miRNA由被稱為微蛋白處理器的Drosha-DGCR8復(fù)合物在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行底物識(shí)別和催化反應(yīng)。在成熟的miRNA選擇性地加載到RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RISC）后，通過已知的7至8個(gè)核苷酸長(zhǎng)度的序列將復(fù)合物導(dǎo)向靶mRNA的3′非翻譯區(qū)（UTR），隨后的mRNA降解或翻譯抑制［10］。

1.1 miR-410-3p調(diào)節(jié)FLS的增殖和凋亡

RA患者的滑膜和成纖維樣滑膜細(xì)胞（fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LS）中miR-410-3p的水平均降低。通過瞬時(shí)轉(zhuǎn)染使FLS-RA中miR-410-3p過表達(dá)發(fā)現(xiàn)miR-410-3p的上調(diào)可抑制FLS的生長(zhǎng)增殖，而加入miR-410-3p干擾片段下調(diào)其表達(dá)則促進(jìn)了FLS-RA的增殖。另外，miR-410-3p可促進(jìn)FLS-RA的凋亡并促進(jìn)其細(xì)胞周期從G1期向S期的轉(zhuǎn)變［11］。YY1基因與細(xì)胞活力有關(guān)，其過表達(dá)在包括乳腺癌［12］、胃癌［13］、大腸癌［14］等多種癌癥中被發(fā)現(xiàn)。同樣測(cè)得YY1在RA患者滑膜組織中高表達(dá)，且被證實(shí)miR-410-3p可與YY1基因在3'UTR區(qū)結(jié)合，而加入miR-410-3p干擾片段后YY1的mRNA及蛋白質(zhì)水平均增加。以上研究結(jié)果提示miR-410-3p通過靶向YY1抑制FLS-RA增殖，促進(jìn)其凋亡及G1-S相變。

1.2 miR-124a低表達(dá)促進(jìn)白細(xì)胞趨化

比較來自RA患者與骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）患者的FLS中的miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-124a在RA-FLS中顯著下調(diào)［15］。而且，體外實(shí)驗(yàn)表明，RA-FLS中miR-124a的過表達(dá)可以通過靶向PIK3/Akt/NF-κB途徑誘導(dǎo)G1期細(xì)胞周期的停滯從而抑制RA-FLS的增殖，抑制RA-FLS對(duì)TNF-α、IL-6等細(xì)胞炎癥因子的產(chǎn)生和分泌［16］。在miR-124a誘導(dǎo)下，單核細(xì)胞趨化蛋白1（MCP-1）的表達(dá)也被抑制［17］。MCP-1屬于趨化因子的CC亞族，在RA患者的滑膜組織和滑液中高表達(dá)，并通過對(duì)單核吞噬細(xì)胞向關(guān)節(jié)的募集參與RA發(fā)病機(jī)制。該結(jié)果提示RA發(fā)病期間miR-124a的低水平表達(dá)可通過上調(diào)MCP-1的表達(dá)促進(jìn)白細(xì)胞的趨化，對(duì)RA的發(fā)生發(fā)展起重要作用。

1.3 miR-29b高表達(dá)抵抗細(xì)胞凋亡

RA患者的外周血單核細(xì)胞（PBMC）中miR-29b的表達(dá)顯著上調(diào)，且這種上調(diào)與RA疾病活動(dòng)相關(guān)，提高miR-29b的表達(dá)可以增加PBMC對(duì)自發(fā)或Fas誘導(dǎo)的凋亡的抵抗［18］。另外，miR-29b的過表達(dá)促進(jìn)PBMC促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，如TNF-α、IL-1、IL-6，這些細(xì)胞因子可將更多的白細(xì)胞募集到炎癥關(guān)節(jié)，引起急性期反應(yīng)并誘導(dǎo)軟骨損傷，而促炎反應(yīng)的失調(diào)在RA的進(jìn)展中起關(guān)鍵作用［19］。HBP1（high-mobility group box-containing protein 1，HBP1）是一種與細(xì)胞凋亡相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子，參與多個(gè)細(xì)胞進(jìn)程，包括終末分化，衰老誘導(dǎo)和腫瘤抑制［20］。在PBMC中，miR-29b高表達(dá)在轉(zhuǎn)錄和翻譯上均抑制HBP1的表達(dá)，并且證實(shí)了miR-29b與HBP1的3′-UTR直接結(jié)合。反過來，HBP1的穩(wěn)定表達(dá)又可以抵消miR-29b表達(dá)對(duì)分化的THP-1細(xì)胞的抗凋亡作用。因此，miR-29b至少部分地通過HBP1信號(hào)的負(fù)調(diào)節(jié)來介導(dǎo)miR-29b對(duì)PBMC凋亡抗性的增強(qiáng)［18］。

1.4 miR-145-5p調(diào)節(jié)MMP表達(dá)促進(jìn)RA骨損傷

RA患者PBMC和滑膜組織中的miR-145-5p表達(dá)水平顯著上調(diào)，miR-145-5p的過表達(dá)增加了RA-FLS中MMP-3，MMP-9和MMP-13的表達(dá)。在正常的生理過程中，關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)蛋白的合成和降解處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。然而，RA患者滑膜液和外周血中各種MMP的水平升高，導(dǎo)致基質(zhì)蛋白的過度降解，平衡被破壞，關(guān)節(jié)軟骨被侵蝕和破壞，關(guān)節(jié)完整性逐漸喪失。另外，miR-145-5p增加了p65的磷酸化水平和核轉(zhuǎn)位，同時(shí)顯著降低了IkB-α的水平，提示miR-145可以通過靶向激活NF-κB途徑來促進(jìn)RA患者M(jìn)MP-9水平的升高，從而加速骨侵蝕的進(jìn)程，增加RA患者的疾病嚴(yán)重程度［21］。

2 lncRNA概況

lncRNA是長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的長(zhǎng)鏈非編碼調(diào)節(jié)RNA，其主要功能之一是在多個(gè)步驟中調(diào)節(jié)特定基因表達(dá)，包括基因轉(zhuǎn)錄機(jī)制的募集和表達(dá)，轉(zhuǎn)錄后修飾和表觀遺傳學(xué)。lncRNA可以顯示復(fù)雜的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)，與基因組DNA元件結(jié)合，例如基因啟動(dòng)子區(qū)域，并調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄；可以與其他RNA結(jié)合并參與mRNA剪接、編輯、亞細(xì)胞分布和穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)；部分lncRNA具有短開放閱讀框（ORF），具有編碼肽鏈的能力；還可以作為催化性RNA（核酶）［22］。

2.1 lnc-ITSN1-2表達(dá)增加影響RA活動(dòng)性

與正常FLS相比，RA-FLS中l(wèi)nc-ITSN1-2表達(dá)增加，已有研究證明lnc-ITSN1-2與疾病活動(dòng)性及進(jìn)展相關(guān)。最近的研究證明敲低lnc-ITSN1-2基因可以抑制RA-FLS增殖，促進(jìn)其凋亡，同時(shí)，抑制了RA-FLS分泌INF-γ、TNF-α、IL-17等細(xì)胞炎癥因子，增加了IL-10，即減輕了RA-FLS炎癥［23］。NOD2是一種細(xì)胞內(nèi)的模式識(shí)別受體，在樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等細(xì)胞中大量表達(dá)，是Toll樣受體（TLRs）家族的重要一員。在自身免疫和炎性疾病如克羅恩氏病和皮炎中，NOD2在先天和適應(yīng)性免疫應(yīng)答中起重要調(diào)節(jié)作用，與炎癥進(jìn)展密切相關(guān)。lnc-ITSN1-2與NOD2的表達(dá)呈正相關(guān)。lnc-ITSN1-2敲低通過介導(dǎo)RA-FLS中的NOD2/RIP2信號(hào)傳導(dǎo)途徑抑制細(xì)胞增殖、炎癥，同時(shí)促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

2.2 lncRNA HIX003209顯著增加促進(jìn)RA炎癥進(jìn)展

RA患者的PMBC和CD14+單核巨噬細(xì)胞中的lncRNA HIX003209表達(dá)升高。而且PBMC中l(wèi)ncRNA HIX003209的表達(dá)與CRP，ESR和RF之間存在正相關(guān)，提示與疾病活動(dòng)相關(guān)。同時(shí)，在RA中l(wèi)ncRNA HIX003209的表達(dá)與TLR2和TLR4正相關(guān)。TLRs及其下游通路，如MAPK、Wnt、NF-κB等，在RA滑膜炎癥反應(yīng)及骨重塑中的作用已經(jīng)被證實(shí)［24］，提示lncRNA HIX003209經(jīng)TLR2/TLR4途徑，通過提高巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)而參與RA發(fā)病。另外，lncRNA HIX003209還通過NF-κB途徑提高巨噬細(xì)胞的增殖和活化。更重要的是，lncRNA HIX003209可以通過有效結(jié)合miR-6089來充當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA，從而恢復(fù)巨噬細(xì)胞中TLR4的表達(dá)和下游信號(hào)分子NF-κB的激活［25］。

2.3 Hotair在不同部位出現(xiàn)不同表達(dá)水平

在RA患者的PBMC和血漿外泌體中，Hotair的表達(dá)水平顯著升高，引導(dǎo)活化巨噬細(xì)胞的遷移。在分化的破骨細(xì)胞和RA-FLS中檢測(cè)到較低水平的Hotair，而Hotair的高表達(dá)導(dǎo)致MMP-2和MMP-13水平顯著下調(diào)［26］。Zhang等［27］研究發(fā)現(xiàn)Hotair通過抑制LPS誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞中miR-138介導(dǎo)的NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)的激活，起到軟骨保護(hù)的作用。并且體內(nèi)、外研究均表明Hotair的過表達(dá)可通過增加細(xì)胞增殖和炎癥抑制對(duì)RA起到保護(hù)作用。而最近有研究建立了由Hotair介導(dǎo)的調(diào)節(jié)MMP-13表達(dá)的Wnt/β-catenin途徑的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，以研究該網(wǎng)絡(luò)參與軟骨損傷的發(fā)病機(jī)制［28］，這些結(jié)果提示Hotair可能作為RA的潛在治療靶點(diǎn)。

2.4 PVT1升高抑制RA-FLS凋亡，促進(jìn)增殖和炎癥反應(yīng)

RA大鼠滑膜組織和RA-FLS中PVT1的表達(dá)升高，而sirt6的表達(dá)則降低。哺乳動(dòng)物的sirtuin家族由sirt1至sirt7組成，已證明過表達(dá)sirt6在膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎小鼠中可減輕關(guān)節(jié)炎的嚴(yán)重程度，抑制炎癥反應(yīng)并改善關(guān)節(jié)破壞程度，也被認(rèn)為是預(yù)防軟骨細(xì)胞復(fù)制性衰老和IL-1β誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎改變的有利因素［29］。啟動(dòng)子高甲基化是至關(guān)重要的基因沉默機(jī)制。PVT1可以募集DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT1，DNMT3A和DNMT3B）至sirt6啟動(dòng)子區(qū)域，從而抑制sirt6的轉(zhuǎn)錄。隨著sirt6表達(dá)的下調(diào)，RA-FLS的凋亡被抑制，增殖和侵襲得到增強(qiáng)［30］。

3 circRNA概況

環(huán)狀RNA（circRNA）是一類獨(dú)特的內(nèi)源性RNA它不具有游離的3′或5′端，但形成共價(jià)閉合的連續(xù)環(huán)［31-32］，這有助于它們抵抗RNA外切核酸酶的作用，保持穩(wěn)定的表達(dá)，使得它們比其他類型的RNA更適合作生物標(biāo)記物［33］。雖然已有研究證明circRNA可能參與RA的發(fā)病機(jī)制，但目前研究較少，有待深入探究。

3.1 hsa_circ_0092285與hsa_circ_0058794顯著過表達(dá)

hsa_circ_0092285來源于PNKP基因，而PNKP與RA中氧化應(yīng)激和炎癥的發(fā)展有關(guān)。hsa_circ_0058794是從AGAP1基因剪接的。RA滑膜細(xì)胞的特征之一是軟骨的侵襲和遷移。遷移到未受影響的關(guān)節(jié)是疾病進(jìn)展的表現(xiàn)。侵襲和遷移需要細(xì)胞外環(huán)境中集成的信號(hào)和重塑肌動(dòng)蛋白骨架，而AGAP1影響影響肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的動(dòng)力學(xué)，所以hsa circ 0058794可能影響軟骨的侵襲和遷移［34］。

4 小結(jié)與展望

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制復(fù)雜、影響因素眾多，雖然近年來該領(lǐng)域受到了許多關(guān)注，研究不斷增多，但其發(fā)病機(jī)制仍未明確，還需要深入廣泛的探索。非編碼RNA在基因表達(dá)過程中的調(diào)控作用，為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的研究提供了新的思路，可能為RA的診斷、治療等提供新的靶點(diǎn)。相對(duì)于編碼RNA，人們對(duì)非編碼RNA的了解還比較初步，且非編碼RNA體系龐大、機(jī)制復(fù)雜、功能多樣，有著廣泛的研究前景。相信隨著研究的深入和技術(shù)的發(fā)展，非編碼RNA在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的作用機(jī)制會(huì)逐步明確，為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的診斷和治療帶來突破。