長鏈非編碼RNA對動脈粥樣硬化炎性反應(yīng)的研究進(jìn)展

郭寧 秦合偉

繼微RNAs（microRNAs，miRNAs）之后，曾被視為是不具備生物活性的基因轉(zhuǎn)錄“噪音”——長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），一躍成為科研領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，吸引著眾多研究者的目光。隨著高通量測序技術(shù)、質(zhì)譜及生物信息學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)，越來越多研究表明lncRNA 在表觀遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控等多個層次上發(fā)揮著重要作用，廣泛參與體內(nèi)生理和病理調(diào)節(jié)下的生物學(xué)過程，如細(xì)胞增殖、凋亡、分化、自噬、發(fā)育及衰老等［1-3］。動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是心血管疾病中最常見的慢性血管性疾病，特征在于內(nèi)皮細(xì)胞（vascular endothelial cells，VECs）受損、血管炎癥、血管平滑肌細(xì)胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）過度增殖以及細(xì)胞外脂質(zhì)和纖維組織的積累，其發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，受各種內(nèi)外因素共同作用引起，迄今仍未完全闡明。近年來，關(guān)于lncRNA 在AS 炎性反應(yīng)中的作用越來越受關(guān)注［4-6］。因此，本文就近幾年lncRNA 在AS 炎性反應(yīng)中的作用作一綜述，以期為動脈粥樣硬化性疾病和其他慢性心血管疾病的防治提供新的干預(yù)靶點(diǎn)，為臨床治療提供理論依據(jù)。

1 LncRNA 概述

人類基因組中75%的DNA 被轉(zhuǎn)錄為RNA，但只有3%（甚至不到2%）RNA 被翻譯成蛋白質(zhì)，稱為編碼RNA，其他未被翻譯為蛋白質(zhì)的稱為非編碼RNA。LncRNA 是一類長度超過200 個核苷酸的具有高度保守序列的非編碼RNA，廣泛存在于細(xì)胞核或胞漿內(nèi)，不具有編碼蛋白質(zhì)功能的開放閱讀框。根據(jù)lncRNA 與鄰近蛋白編碼基因的轉(zhuǎn)錄方向及位置，lncRNA 可分為正義、反義、基因間、基因內(nèi)、雙向RNA 五類［7］。

從各種篩選和表達(dá)分析來看，lncRNA 具有多種調(diào)控作用，包括染色質(zhì)重塑、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控以及通過細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核中的RNA-DNA、RNA-RNA或RNA-蛋白質(zhì)相互作用來調(diào)節(jié)其靶分子的表達(dá)，具有基因印跡、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、分子誘餌、支架和引導(dǎo)核糖核酸復(fù)合物等功能，但大多數(shù)lncRNA 有待進(jìn)一步驗(yàn)證［8］?，F(xiàn)階段對lncRNA 作用分子機(jī)制的認(rèn)識還頗為受限，深入了解lncRNA 作用機(jī)制有助于更好地研究其潛在功能。越來越多證據(jù)表明lncRNA調(diào)節(jié)與人類疾?。[瘤、心血管疾病等）密切相關(guān)，并在AS 炎性反應(yīng)中發(fā)揮了重要作用［9-11］。

2 LncRNA 在AS 疾病中的研究現(xiàn)狀

AS 是許多心血管疾病的病理基礎(chǔ)，尤其與腦梗死的發(fā)病率密切相關(guān)，不穩(wěn)定斑塊脫落后栓塞遠(yuǎn)端血管可導(dǎo)致動脈內(nèi)血栓形成，嚴(yán)重威脅人類的生命健康［12］。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA DIGIT 沉默致VECs 活力、遷移、管狀結(jié)構(gòu)形成能力降低并誘導(dǎo)VECs 凋 亡［13］，lncRNA SNHG16 促進(jìn)HASMCs 增殖和遷移［14］，lncRNA MIAT 通過激活PI3K/Akt 信號通路促進(jìn)小鼠血脂上調(diào)、動脈粥樣硬化斑塊形成［15］。因此，lncRNA 在AS 的進(jìn)展中具有極其重要的影響。

3 LncRNA 與AS 炎性反應(yīng)

AS 相關(guān)的炎癥微環(huán)境是由炎性細(xì)胞因子（白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子-α 等）、黏附分子（細(xì)胞間黏附分子-1、血管黏附分子-1 等）、細(xì)胞趨化因子（單核細(xì)胞趨化蛋白-1 等）、生長因子（轉(zhuǎn)化生長因子-β、血小板衍生生長因子-BB 等）及炎癥信號通路（核因子-κB 信號通路、Toll 樣受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等）等途徑所介導(dǎo)的，這些途徑一旦被激活，便直接激活并誘導(dǎo)一組有限的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)炎性基因的轉(zhuǎn)錄。LncRNA 不僅可以作為炎性基因轉(zhuǎn)錄的增強(qiáng)或抑制因子，而且可作為支架分子與染色質(zhì)重塑復(fù)合物中RNA 結(jié)合蛋白相互作用，或者以基因特異性和時間依賴性調(diào)節(jié)炎性基因的表觀遺傳調(diào)控。

3.1 LncRNA 與內(nèi)皮細(xì)胞

在AS 形成的早期（脂質(zhì)條紋期），高脂血癥、高血壓或促炎性介質(zhì)等代謝危險因素激活VECs，吸引單核細(xì)胞及其他白細(xì)胞進(jìn)入，同時，活化的內(nèi)皮分泌細(xì)胞黏附因子和促白細(xì)胞募集的趨化因子，誘導(dǎo)炎性細(xì)胞浸潤，造成VECs 局部炎癥反應(yīng)。因此，在炎癥形成的早期階段，VECs 中真核細(xì)胞募集和促炎細(xì)胞因子的參與起關(guān)鍵作用。

在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中，轉(zhuǎn)錄因子識別和結(jié)合基因啟動子區(qū)的順式作用元件是核心內(nèi)容。ANRIL 是一段位于細(xì)胞周期激酶抑制因子4 位點(diǎn)且由19 個外顯子組成的反義非編碼RNA，可作為炎性通路的一個重要組成部分參與調(diào)節(jié)AS 炎性反應(yīng)。Zhou等［17］體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）可誘導(dǎo)ANRIL 與轉(zhuǎn)錄因子YY1 結(jié)合至白介素6（interleukin 6，IL-6）、白介素8（interleukin 8，IL-8）的啟動子，進(jìn)而促進(jìn)IL-6 和IL-8表達(dá)，并證實(shí)TNF-α-ANRIL-YY1-IL-6/IL-8 通路對VECs 炎性反應(yīng)的調(diào)控作用，表明lncRNA 可通過與轉(zhuǎn)錄因子相互作用來啟動和調(diào)控基因的表達(dá)。此外，lncRNA 還可通過充當(dāng)競爭內(nèi)源性RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）發(fā)揮生物學(xué)功 能［14］（Lin，Tian et al. 2019）。lncRNA TGFB2-OT1 是一種新發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)VECs 的自噬和炎性的lncRNA，來源于TGFB2 的3’非翻譯區(qū)，可作為miR-3960，miR-4488 和miR-4459 的ceRNA，抑制下游靶點(diǎn)CERS1 和NAT8L，促進(jìn)線粒體自噬，干擾LARP1 表達(dá)，促進(jìn)IL-6、IL-8 和IL-1β 的產(chǎn)生，提高VECs 炎癥水平［18］。

在干預(yù)治療方面，lncRNA 在VECs 中可通過降低炎性因子分泌、增強(qiáng)抗炎因子以及抑制炎性通路而發(fā)揮抗炎保護(hù)作用。賈雪凌等［19］發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇組明顯逆轉(zhuǎn)MALAT1 表達(dá)，并劑量依賴性減少IL-6、IL-1β、TNF-α 等炎性因子的產(chǎn)生，或許就是通過調(diào)控MALAT1 進(jìn)而調(diào)節(jié)炎性因子的表達(dá)，改善炎性環(huán)境，發(fā)揮抗AS 作用，但具體調(diào)控機(jī)制仍不清楚。有研究報(bào)道lncRNA HOXA-AS2 和lncRNA NKILA 是內(nèi)皮炎性反應(yīng)的關(guān)鍵抑制因子，前者作用機(jī)制或許與NF-κB 協(xié)同作用在內(nèi)皮炎性調(diào)節(jié)中形成負(fù)反饋環(huán)［20］，后者作用機(jī)制是NKILA通過NF-κB 介導(dǎo)的DNA 甲基化機(jī)制正向介導(dǎo)VECs 中抗炎調(diào)節(jié)因子Krüppel 樣因子4（krüppellike factor4，KLF4）的表達(dá)，KLF4 通過建立NF-κB/KLF4 正反饋環(huán)反向抑制NF-κB 轉(zhuǎn)錄活性［21］。因此，在炎癥過程中誘導(dǎo)或抑制上述lncRNA 似乎對VECs 炎性反應(yīng)提供負(fù)性反饋調(diào)節(jié)。

3.2 LncRNA 與平滑肌細(xì)胞

在AS 進(jìn)展期（纖維性斑塊期、粥樣斑塊期），激活的白細(xì)胞和VECs 可釋放多種生長因子，這些物質(zhì)又刺激VSMCs 和成纖維細(xì)胞增殖和遷移。動脈壁壓力的增加也會使VSMCs 產(chǎn)生更多蛋白多糖，黏附并氧化脂蛋白顆粒，誘發(fā)機(jī)體局部病變的炎性反應(yīng)。早期研究主要集中在VSMCs 通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌和膜受體在AS 發(fā)病過程中積極介導(dǎo)炎癥的作用。近來發(fā)現(xiàn)，lncRNA 在VSMCs炎性反應(yīng)中也發(fā)揮了一定作用［22］。

血管緊張素II（angiotensin II，AngII）通過誘導(dǎo)VSMCs 中促纖維化和促炎基因的表達(dá)，如纖溶酶原激活物抑制劑1、IL-6 和IL-18、趨化因子CcL2、膠原蛋白及纖維連接蛋白等，可促進(jìn)VSMCs 局部的炎癥反應(yīng)、纖維化和增殖。已有研究表明lncRNA 重疊增強(qiáng)子與相關(guān)蛋白編碼基因的表達(dá)有很強(qiáng)的相關(guān)性［23］。在此基礎(chǔ)上，Das 等［24］發(fā)現(xiàn)AngII 誘導(dǎo)的Ramp3 及l(fā)nc-Ang383 的表達(dá)在增強(qiáng)子缺失后顯著減弱，同時該增強(qiáng)子的缺失也顯著減弱了大鼠VSMCs 中CcL2、SERPINE1 和IL6 的表達(dá)，表明lnc-Ang383 通過其重疊增強(qiáng)子在AngII誘導(dǎo)的VSMCs 炎性纖維化基因網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。最近該團(tuán)隊(duì)又驗(yàn)證了生長因子和促炎性細(xì)胞因子誘導(dǎo)的血管細(xì)胞表達(dá)的lnc-Ang164，其能夠增強(qiáng)與VSMCs 炎性（IL6、CcL2 和TNF）和氧化應(yīng)激（Nox1）密切相關(guān)的遠(yuǎn)端靶基因的表達(dá)，加強(qiáng)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激損傷［25］。

然而，Ye 等［26］發(fā)現(xiàn)lncRNA KCNQ1OT1 在內(nèi)膜增生小鼠和血小板源生長因子處理的VSMCs中下調(diào)，而上調(diào)KCNQ1OT1 表達(dá)通過與核轉(zhuǎn)錄因子kappa-Ba（IkBa）蛋白結(jié)合和miR-221 相互作用上調(diào)IkBa 表達(dá)，從而抑制VSMCs 的炎性和增殖以減輕內(nèi)膜增生。An 等［27］觀察到利拉魯肽可通過調(diào)節(jié)lncRNA RMRP/miR-128-1-5P/ Gadd45g 信號通路抑制冠狀動脈粥樣硬化VSMCs 中炎性細(xì)胞因子（IL-6、IL-8）和凋亡相關(guān)蛋白（Gadd45g 蛋白）的表達(dá)，為冠狀動脈粥樣硬化的治療提供了新的潛在策略。因此，調(diào)節(jié)lncRNA 在VSMCs 炎性反應(yīng)中的表達(dá)也是抗炎治療的一個新方向。

3.3 LncRNA 與巨噬細(xì)胞

在AS 后期（血栓形成、不穩(wěn)定斑塊期），巨噬細(xì)胞的作用可增強(qiáng)局部炎性反應(yīng)，如產(chǎn)生降解細(xì)胞外基質(zhì)大分子的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs），影響細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)，這可能造成纖維帽破裂，進(jìn)一步誘導(dǎo)AP 破裂、出血及繼發(fā)性血栓形成。巨噬細(xì)胞在促進(jìn)胰島素抵抗、血管壁脂質(zhì)積聚和相關(guān)血管并發(fā)癥的炎性中也起著關(guān)鍵作用。由此可見，巨噬細(xì)胞是AS 抗炎治療中的焦點(diǎn)。在RNA 序列研究中，lincRNA-Cox2 是經(jīng)Toll 樣受體2 或Pam3CSK4 處理巨噬細(xì)胞后高度表達(dá)的lncRNA，通過調(diào)節(jié)Ccl5 和IL-6 等多種免疫應(yīng)答基因的表達(dá)，以及與異種核糖蛋白A/B 和A2/B1 相互作用，在炎性反應(yīng)中起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用［28］。另有研究報(bào)道lincRNA-Cox2 與SWI/SNF復(fù)合物結(jié)合可促進(jìn)組蛋白H3 甲基化，并以一種ATP 依賴的方式增加血清淀粉樣蛋白A3 啟動子活性，最終調(diào)節(jié)NF-κB 并影響染色質(zhì)重塑和初級早期炎性反應(yīng)［29］，此外，lincRNA-Cox2 低表達(dá)可抑制IL-6 和前干擾素基因的表達(dá)［30］。LncRNA GAS5 是近年來頗為關(guān)注的一種lncRNA，其過表達(dá)可加劇氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子和趨化因子在巨噬細(xì)胞中的分泌，同時通過充當(dāng)miR-221 的ceRNA 觸發(fā)炎性反應(yīng)和MMP 表達(dá)，加劇動脈粥樣硬化斑塊發(fā)展及不穩(wěn)定性，進(jìn)一步促進(jìn)斑塊破裂和血栓形成［31］。

LncRNA 調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)的另一種方法是調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)。靜止巨噬細(xì)胞被激活后發(fā)生表型極化，轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞N不同功能狀態(tài)之一：經(jīng)典激活的巨噬細(xì)胞M1（促炎）或交替激活的巨噬細(xì)胞M2（抗炎）。病灶處的巨噬細(xì)胞功能反映AS 部位的微環(huán)境狀態(tài)，即促炎性巨噬細(xì)胞參與維持炎癥微環(huán)境的調(diào)節(jié)，促進(jìn)復(fù)雜及不穩(wěn)定斑塊的形成。相反，抗炎巨噬細(xì)胞利于組織修復(fù)、重塑穩(wěn)定斑塊。黃自坤等［32］發(fā)現(xiàn)MALAT1 能夠參與調(diào)控巨噬細(xì)胞極化，干擾MALAT1 表達(dá)能有效抑制M2型巨噬細(xì)胞極化，促進(jìn)M1 型巨噬細(xì)胞極化，表明M1 和M2 極化的巨噬細(xì)胞可呈現(xiàn)出不同的lncRNA 分布，這就意味著lncRNA 的失調(diào)可能在調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化中發(fā)揮重要作用。可見，lncRNA在調(diào)控巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)中以多種方式發(fā)揮核心作用，靶向巨噬細(xì)胞通路治療AS 可能是有利的。

4 總結(jié)

綜上所述，具有高度特異性的lncRNA 是AS 炎性反應(yīng)中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，不同的lncRNA 調(diào)節(jié)不同細(xì)胞類型中炎癥相關(guān)基因的表達(dá)。在AS 發(fā)生發(fā)展過程中，lncRNA 通過在細(xì)胞核中順式或反式調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄以及在細(xì)胞質(zhì)中作為ceRNA 參與miRNA 調(diào)控、與轉(zhuǎn)錄因子或蛋白質(zhì)相互結(jié)合等多種調(diào)控方式參與AS 炎性反應(yīng)，維持或改善炎癥微環(huán)境。