長(zhǎng)鏈非編碼RNA在原發(fā)性高血壓中的研究進(jìn)展

付聰 石靜 孔一慧

原發(fā)性高血壓占所有高血壓的95%，高血壓個(gè)體之間的血壓差異約30%由基因決定[1]?；蛱禺愋员磉_(dá)差異決定了個(gè)體疾病病理生理進(jìn)展的不同。非編碼區(qū)基因占整個(gè)人類基因數(shù)量的98.2%。研究表明，長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控起重要作用，在人類疾病中發(fā)揮重要作用[2]。lncRNA具有多種分子功能，參與劑量補(bǔ)償效應(yīng)、表觀遺傳調(diào)控、細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞分化調(diào)控等多種生命活動(dòng)。lncRNA發(fā)揮功能主要依靠其二級(jí)結(jié)構(gòu)，lncRNA可與蛋白質(zhì)結(jié)合，引起染色質(zhì)重構(gòu)，影響轉(zhuǎn)錄因子功能，還可直接或間接與mRNA結(jié)合，影響其翻譯、剪切、降解過(guò)程[3-4]。不同于mRNA，lncRNA在許多細(xì)胞和組織中呈特異性表達(dá)，通過(guò)調(diào)控基因表達(dá)及轉(zhuǎn)錄后修飾，參與疾病進(jìn)程[5]。lncRNA可通過(guò)多種分子功能參與高血壓發(fā)生發(fā)展的病理生理機(jī)制。

1 lncRNA在高血壓發(fā)病機(jī)制中的作用

1.1 lncRNA與血管平滑肌細(xì)胞

高血壓的主要病理機(jī)制是血管重構(gòu)，以血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)的異常增殖和遷移為特征[6]。與其他高分化細(xì)胞不同，VSMC在特定細(xì)胞外信號(hào)下可從靜止的收縮表型轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨冗w移和增殖的合成表型，進(jìn)而導(dǎo)致血管重構(gòu)[7]。與高血壓相關(guān)的VSMC信號(hào)通路機(jī)制已有較多研究，而關(guān)于lncRNA如何調(diào)控VSMC信號(hào)通路，參與高血壓的病理生理機(jī)制仍有待進(jìn)一步明確。

血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)介導(dǎo)的VSMC功能障礙在高血壓的病理生理機(jī)制中發(fā)揮重要作用，明確AngⅡ調(diào)控的基因網(wǎng)絡(luò)有助于揭示高血壓的發(fā)病機(jī)制，尋找新的治療靶點(diǎn)。既往研究顯示，AngⅡ可誘導(dǎo)lncRNA表達(dá)水平改變，進(jìn)而調(diào)控高血壓相關(guān)的mRNA表達(dá)及病理生理進(jìn)程。有研究表明AngⅡ可增加lnc-Ang362在VSMC中的表達(dá)，敲除lnc-Ang362可抑制VSMC的增殖[8]。另有研究表明，利用AngⅡ作用于VSMC，VSMC中4個(gè)lncRNA有3個(gè)表達(dá)下調(diào)[9]。這些研究提示lncRNA可能參與高血壓的發(fā)生發(fā)展。

lncRNA可作為內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)RNA (ceRNA)，影響微小RNA(miRNA)與mRNA的結(jié)合[4]。lncRNA TUG1在自發(fā)性高血壓大鼠主動(dòng)脈中高表達(dá)，調(diào)控 miR-145-5p，抑制成纖維細(xì)胞因子10表達(dá)，進(jìn)而抑制VSMC增殖和遷移，對(duì)高血壓患者起保護(hù)作用[10]。lncRNA-AK098656在高血壓患者血漿中表達(dá)增加，過(guò)表達(dá)lncRNA-AK098656會(huì)誘導(dǎo)VSMC由收縮表型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣杀硇?，進(jìn)而加速血管內(nèi)皮重構(gòu)。lncRNA-AK098656還可與收縮基因MYH11和FN1結(jié)合，使α-平滑肌肌動(dòng)蛋白等收縮蛋白表達(dá)減少，骨橋蛋白等合成蛋白表達(dá)增加，促進(jìn)VSMC增殖，進(jìn)而促使高血壓發(fā)生發(fā)展[11]。lncRNA mrak048635p1是具有高血壓保護(hù)機(jī)制的非編碼RNA，敲除lncRNA mrak048635p1可使自發(fā)性高血壓大鼠平滑肌細(xì)胞來(lái)源的收縮蛋白表達(dá)減少，合成蛋白表達(dá)增加，進(jìn)而促使VSMC由收縮表型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣杀硇停罱K導(dǎo)致血管重構(gòu)，加速高血壓發(fā)生發(fā)展[12]。

lncRNA可在多層面參與高血壓的病理生理進(jìn)展，其上調(diào)和下調(diào)均能加速高血壓的進(jìn)展。lncRNA GAS5參與VSMC和內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和凋亡。研究顯示，敲除自發(fā)性高血壓大鼠lncRNA GAS5基因可導(dǎo)致大鼠血壓升高和血管重構(gòu)。lncRNA GAS5可通過(guò)結(jié)合膜聯(lián)蛋白A2、β-連環(huán)蛋白、α-平滑肌肌動(dòng)蛋白和鈣調(diào)蛋白，調(diào)節(jié)VSMC的增殖和遷移，而抑制lncRNA GAS5可增加血栓A2、內(nèi)皮素-1、血管細(xì)胞黏附分子-1、細(xì)胞間黏附分子-1和選擇素-E的表達(dá)水平，同樣導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，敲除GAS5基因可使程序性細(xì)胞死亡因子4表達(dá)上調(diào)，引起細(xì)胞凋亡[13]。既往無(wú)直接證據(jù)表明lncRNA與高血壓患者的耐藥性及治療效果的個(gè)體差異有關(guān)，Das等[14]研究證實(shí)，在AngⅡ處理的大鼠VSMC中，lncRNA Giver和Nr4a3表達(dá)增加。在AngⅡ 處理的高血壓患者的動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中，lncRNA Giver 和 Nr4a3的表達(dá)也增加，但在接受血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑或血管緊張素受體阻滯劑治療的高血壓患者中減少，lncRNA的表達(dá)差異與高血壓患者藥物治療的療效差異相關(guān)，Nr4a3是參與細(xì)胞周期調(diào)控的基因，AngⅡ可作用于Nr4a3進(jìn)而導(dǎo)致lncRNA Giver表達(dá)上調(diào)，lncRNA Giver表達(dá)水平的上調(diào)可激活氧化應(yīng)激及炎性反應(yīng)相關(guān)基因靶點(diǎn)，促進(jìn)VSMC增殖，而VSMC增殖是血管重構(gòu)、高血壓發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加的重要原因[6]。

1.2 lncRNA與血管內(nèi)皮細(xì)胞

在炎性環(huán)境下，循環(huán)中炎性細(xì)胞可進(jìn)入血管壁，引起內(nèi)皮細(xì)胞受損、血管擴(kuò)張減弱、氧化應(yīng)激、促炎性細(xì)胞因子增加以及血栓形成等[15]。內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙是高血壓發(fā)病的主要原因之一，明確lncRNA對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞功能的調(diào)控機(jī)制對(duì)了解高血壓病理生理機(jī)制具有重要意義。敲除lncRNA AK094457可上調(diào)機(jī)體一氧化氮合酶(iNOS)水平，使循環(huán)中一氧化氮(NO)水平增加，進(jìn)而改善內(nèi)皮功能，舒張血管管壁，延緩高血壓進(jìn)展[16]。Xu等[17]利用AngⅡ作用于內(nèi)皮細(xì)胞，模擬高血壓引起的血管內(nèi)皮損傷，結(jié)果顯示lncRNA AK094457的下調(diào)可抑制促炎性細(xì)胞因子、血管細(xì)胞黏附因子和活性氧增加導(dǎo)致的內(nèi)皮功能障礙。

高血壓可引起血管內(nèi)剪切應(yīng)力紊亂，抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖能力[18]。經(jīng)層流剪切應(yīng)力處理后人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞lncRNA AF131217.1表達(dá)上調(diào)，miR-128-3p下調(diào)，抑制 miR-128-3p 可部分逆轉(zhuǎn)敲除AF131217.1所致的內(nèi)皮細(xì)胞炎性反應(yīng)，提示lncRNA AF131217.1參與內(nèi)皮細(xì)胞的抗炎作用[19]。lncRNA ANRIL的表達(dá)水平與高血壓密切相關(guān)，核轉(zhuǎn)錄因子與ANRIL啟動(dòng)子的結(jié)合介導(dǎo)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)誘導(dǎo)的ANRIL表達(dá)；ANRIL可通過(guò)調(diào)節(jié)let-7b/轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-βⅠ型受體信號(hào)通路引起內(nèi)皮功能障礙，參與高血壓的發(fā)生發(fā)展[18]。

1.3 lncRNA與周細(xì)胞

周細(xì)胞是血管周圍的壁細(xì)胞，在微血管水平上促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞成熟，保持血管穩(wěn)定性。在體內(nèi)，血小板衍生生長(zhǎng)因子信號(hào)可引起周細(xì)胞凋亡，血管壁受損，從而導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙。人原代周細(xì)胞中l(wèi)ncRNA HypERl高表達(dá)可增加血管內(nèi)皮通透性，降低周細(xì)胞的活性和增殖能力，減少周細(xì)胞向人冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移，其引起的內(nèi)皮功能障礙與高血壓發(fā)病相關(guān)[20]。

2 lncRNA參與高血壓并發(fā)癥的進(jìn)展

lncRNA除了參與高血壓的發(fā)病，還參與高血壓并發(fā)癥的進(jìn)展。有研究顯示高血壓并發(fā)左室肥大的患者，外周血單核細(xì)胞中表達(dá)特定lncRNA。有研究顯示3個(gè)lncRNA在高血壓患者中顯著表達(dá)，有望作為高血壓心臟病的治療靶點(diǎn)。lncRNA Mhrt可以防止應(yīng)激引起的心臟重構(gòu)；lncRNA FENDRR通過(guò)控制心臟轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)子的表觀遺傳模式調(diào)節(jié)心肌壁的發(fā)育；lncRNA CARMEN作為心臟中胚層增強(qiáng)子相關(guān)非編碼RNA，對(duì)心肌前體細(xì)胞分化十分重要[21]。高血壓心臟病患者lncRNA Ahit顯著上調(diào)，Ahit的鄰近基因MEF2A在心肌等多種組織中表達(dá)，是心臟發(fā)育和心臟基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。lncRNA Ahit可通過(guò)介導(dǎo)MEF2A的表達(dá)下調(diào)，預(yù)防心肌肥厚[22]。

長(zhǎng)期高血壓導(dǎo)致的血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷是腦出血的主要原因，F(xiàn)ENDRR是一類對(duì)血管發(fā)育至關(guān)重要的內(nèi)皮基因[22]。Dong等[23]建立高血壓腦內(nèi)出血小鼠模型，發(fā)現(xiàn)小鼠腦血管內(nèi)皮細(xì)胞經(jīng)凝血酶處理后，lncRNA FENDRR和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGFA)表達(dá)水平升高，miR-126表達(dá)降低。lncRNA FENDRR通過(guò) miR-126調(diào)節(jié)VEGFA，促進(jìn)人腦血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。因此，抑制lncRNA FENDRR可能是緩解腦出血的潛在靶點(diǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，高血壓會(huì)影響唾液腺功能，唾液分泌過(guò)少是高血壓并發(fā)癥之一。然而，對(duì)于lncRNA在高血壓唾液腺中的作用卻知之甚少。Shen等[24]以自發(fā)性高血壓大鼠為模型，測(cè)定下頜下腺的唾液分泌，用基因芯片技術(shù)研究差異表達(dá)的10個(gè)lncRNA，這些lncRNA大多與免疫反應(yīng)有關(guān)。免疫細(xì)胞會(huì)促進(jìn)血管慢性炎性反應(yīng)，損害器官的血壓調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致高血壓的形成。

3 lncRNA與高血壓相關(guān)的臨床研究

鹽敏感性高血壓(SSH)是與個(gè)體差異和原發(fā)性高血壓遺傳易感性相關(guān)的遺傳表型。Wu等[25]比較SSH大鼠lncRNA的表達(dá)情況，相關(guān)性分析顯示多種lncRNA可能通過(guò)影響血管發(fā)育、上皮細(xì)胞分化和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β信號(hào)通路等途徑調(diào)節(jié)鹽敏感性血壓變化。Zhang等[26]對(duì)競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA與SSH的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)lnc-OTX1-7:1對(duì)hsa-miR-361-5p具有抑制作用，繼而下調(diào)SUV420H1的表達(dá)，而SUV420H1能夠參與調(diào)控糖皮質(zhì)激素受體靶基因的表達(dá)，促使鈉離子重吸收和體液潴留。因此，lnc-OTX1-7:1/hsa-miR-361-5p/SUV420H可能參與調(diào)控SSH的發(fā)生發(fā)展。

部分中藥的活性成分對(duì)lncRNA具有調(diào)控作用。三七皂苷R1可通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞lncRNA AK094457的表達(dá)降低高血壓大鼠的血壓水平[16]。在SSH大鼠模型腎血管內(nèi)皮細(xì)胞和高鹽處理的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，lncRNA sONE的表達(dá)水平上升，提示lncRNA sONE 參與SSH的發(fā)病機(jī)制。研究還顯示枸杞在體內(nèi)和體外均能抑制lncRNA sONE的表達(dá)，延緩SSH的惡化，推測(cè)枸杞的降壓作用可能是通過(guò)下調(diào)lncRNA sONE表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[27]。

雌激素在拮抗高血壓發(fā)展中起重要作用。Zhu等[28]發(fā)現(xiàn)lncRNA可能參與雌激素誘導(dǎo)的Ang Ⅱ相關(guān)的心臟重構(gòu)。切除小鼠卵巢模擬絕經(jīng)期雌激素缺乏環(huán)境可引起小鼠血壓、心肌纖維化和氧化/還原平衡異常，通過(guò)對(duì)心臟基因圖譜的分析，發(fā)現(xiàn)lnc-rnasix3os1、 lnc-NONMMUT0244335、lnc-FENDRR和 lnc-nonmmut05609可能參與雌激素對(duì)心室重構(gòu)的拮抗作用，該研究為深入探討雌激素拮抗血壓升高、心室重構(gòu)和氧化/還原平衡障礙的藥理機(jī)制提供了新的研究方向。

4 小結(jié)

盡管抗高血壓新型藥物的研發(fā)與利用已經(jīng)取得了較大進(jìn)步[29]，但原發(fā)性高血壓發(fā)生和發(fā)展的確切分子機(jī)制尚不完全清楚，原發(fā)性高血壓仍不能治愈。lncRNA通過(guò)調(diào)控mRNA的表達(dá)及翻譯過(guò)程，參與高血壓的發(fā)生發(fā)展。lncRNA是研究頑固性高血壓及明確高血壓個(gè)體治療差異的重要手段，具有防治高血壓的潛力。目前的臨床研究主要基于細(xì)胞水平，對(duì)lncRNA調(diào)控高血壓發(fā)生發(fā)展的機(jī)制探索還處在初期階段，仍需更深入的研究。