長鏈非編碼RNA對動脈粥樣硬化炎性反應的研究進展

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錄“噪音”——長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），一躍成為科研領域的熱點話題，吸引著眾多研究者的目光。隨著高通量測序技術、質譜及生物信息學技術的出現，越來越多研究表明lncRNA 在表觀遺傳修飾、轉錄及轉錄后的調控等多個層次上發揮著重要作用，廣泛參與體內生理和病理調節下的生物學過程，如細胞增殖、凋亡、分化、自噬、發育及衰老等［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，特征在于內皮細胞（vascular endothelial cells，VECs）受損、血管炎癥、血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）過度增殖以及細胞外脂質和纖維組織的積累，其發病機制非常復雜，受各種內外因素共同作用引起，迄今仍未完全闡明。近年來，關于lncRNA 在AS 炎性反應中的作用越來越受關注［4-6］。因此，本文就近幾年lncRNA 在AS 炎性反應中的作用作一綜述，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靶點，為臨床治療提供理論依據。

1 LncRNA 概述

人類基因組中75%的DNA 被轉錄為RNA，但只有3%（甚至不到2%）RNA 被翻譯成蛋白質，稱為編碼RNA，其他未被翻譯為蛋白質的稱為非編碼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，廣泛存在于細胞核或胞漿內，不具有編碼蛋白質功能的開放閱讀框。根據lncRNA 與鄰近蛋白編碼基因的轉錄方向及位置，lncRNA 可分為正義、反義、基因間、基因內、雙向RNA 五類［7］。

從各種篩選和表達分析來看，lncRNA 具有多種調控作用，包括染色質重塑、轉錄、轉錄后調控以及通過細胞質或細胞核中的RNA-DNA、RNA-RNA或RNA-蛋白質相互作用來調節其靶分子的表達，具有基因印跡、信號轉導、分子誘餌、支架和引導核糖核酸復合物等功能，但大多數lncRNA 有待進一步驗證［8］?，F階段對lncRNA 作用分子機制的認識還頗為受限，深入了解lncRNA 作用機制有助于更好地研究其潛在功能。越來越多證據表明lncRNA調節與人類疾?。[瘤、心血管疾病等）密切相關，并在AS 炎性反應中發揮了重要作用［9-11］。

2 LncRNA 在AS 疾病中的研究現狀

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

3 LncRNA 與AS 炎性反應

AS 相關的炎癥微環境是由炎性細胞因子（白細胞介素、腫瘤壞死因子-α 等）、黏附分子（細胞間黏附分子-1、血管黏附分子-1 等）、細胞趨化因子（單核細胞趨化蛋白-1 等）、生長因子（轉化生長因子-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 樣受體信號轉導等）等途徑所介導的，這些途徑一旦被激活，便直接激活并誘導一組有限的轉錄因子的表達，進而促進炎性基因的轉錄。LncRNA 不僅可以作為炎性基因轉錄的增強或抑制因子，而且可作為支架分子與染色質重塑復合物中RNA 結合蛋白相互作用，或者以基因特異性和時間依賴性調節炎性基因的表觀遺傳調控。

3.1 LncRNA 與內皮細胞

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

在轉錄調控中，轉錄因子識別和結合基因啟動子區的順式作用元件是核心內容。ANRIL 是一段位于細胞周期激酶抑制因子4 位點且由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節AS 炎性反應。Zhou等［17］體外實驗發現腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）可誘導ANRIL 與轉錄因子YY1 結合至白介素6（interleukin 6，IL-6）、白介素8（interleukin 8，IL-8）的啟動子，進而促進IL-6 和IL-8表達，并證實TNF-α-ANRIL-YY1-IL-6/IL-8 通路對VECs 炎性反應的調控作用，表明lncRNA 可通過與轉錄因子相互作用來啟動和調控基因的表達。此外，lncRNA 還可通過充當競爭內源性RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）發揮生物學功 能［14］（Lin，Tian et al. 2019）。lncRNA TGFB2-OT1 是一種新發現的調節VECs 的自噬和炎性的lncRNA，來源于TGFB2 的3’非翻譯區，可作為miR-3960，miR-4488 和miR-4459 的ceRNA，抑制下游靶點CERS1 和NAT8L，促進線粒體自噬，干擾LARP1 表達，促進IL-6、IL-8 和IL-1β 的產生，提高VECs 炎癥水平［18］。

在干預治療方面，lncRNA 在VECs 中可通過降低炎性因子分泌、增強抗炎因子以及抑制炎性通路而發揮抗炎保護作用。賈雪凌等［19］發現白藜蘆醇組明顯逆轉MALAT1 表達，并劑量依賴性減少IL-6、IL-1β、TNF-α 等炎性因子的產生，或許就是通過調控MALAT1 進而調節炎性因子的表達，改善炎性環境，發揮抗AS 作用，但具體調控機制仍不清楚。有研究報道lncRNA HOXA-AS2 和lncRNA NKILA 是內皮炎性反應的關鍵抑制因子，前者作用機制或許與NF-κB 協同作用在內皮炎性調節中形成負反饋環［20］，后者作用機制是NKILA通過NF-κB 介導的DNA 甲基化機制正向介導VECs 中抗炎調節因子Krüppel 樣因子4（krüppellike factor4，KLF4）的表達，KLF4 通過建立NF-κB/KLF4 正反饋環反向抑制NF-κB 轉錄活性［21］。因此，在炎癥過程中誘導或抑制上述lncRNA 似乎對VECs 炎性反應提供負性反饋調節。

3.2 LncRNA 與平滑肌細胞

在AS 進展期（纖維性斑塊期、粥樣斑塊期），激活的白細胞和VECs 可釋放多種生長因子，這些物質又刺激VSMCs 和成纖維細胞增殖和遷移。動脈壁壓力的增加也會使VSMCs 產生更多蛋白多糖，黏附并氧化脂蛋白顆粒，誘發機體局部病變的炎性反應。早期研究主要集中在VSMCs 通過調節細胞因子分泌和膜受體在AS 發病過程中積極介導炎癥的作用。近來發現，lncRNA 在VSMCs炎性反應中也發揮了一定作用［22］。

血管緊張素II（angiotensin II，AngII）通過誘導VSMCs 中促纖維化和促炎基因的表達，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VSMCs 局部的炎癥反應、纖維化和增殖。已有研究表明lncRNA 重疊增強子與相關蛋白編碼基因的表達有很強的相關性［23］。在此基礎上，Das 等［24］發現AngII 誘導的Ramp3 及lnc-Ang383 的表達在增強子缺失后顯著減弱，同時該增強子的缺失也顯著減弱了大鼠VSMCs 中CcL2、SERPINE1 和IL6 的表達，表明lnc-Ang383 通過其重疊增強子在AngII誘導的VSMCs 炎性纖維化基因網絡中發揮重要作用。最近該團隊又驗證了生長因子和促炎性細胞因子誘導的血管細胞表達的lnc-Ang164，其能夠增強與VSMCs 炎性（IL6、CcL2 和TNF）和氧化應激（Nox1）密切相關的遠端靶基因的表達，加強炎癥反應和氧化應激損傷［25］。

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

3.3 LncRNA 與巨噬細胞

在AS 后期（血栓形成、不穩定斑塊期），巨噬細胞的作用可增強局部炎性反應，如產生降解細胞外基質大分子的基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs），影響細胞外基質重構，這可能造成纖維帽破裂，進一步誘導AP 破裂、出血及繼發性血栓形成。巨噬細胞在促進胰島素抵抗、血管壁脂質積聚和相關血管并發癥的炎性中也起著關鍵作用。由此可見，巨噬細胞是AS 抗炎治療中的焦點。在RNA 序列研究中，lincRNA-Cox2 是經Toll 樣受體2 或Pam3CSK4 處理巨噬細胞后高度表達的lncRNA，通過調節Ccl5 和IL-6 等多種免疫應答基因的表達，以及與異種核糖蛋白A/B 和A2/B1 相互作用，在炎性反應中起著關鍵的調節作用［28］。另有研究報道lincRNA-Cox2 與SWI/SNF復合物結合可促進組蛋白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，最終調節NF-κB 并影響染色質重塑和初級早期炎性反應［29］，此外，lincRNA-Cox2 低表達可抑制IL-6 和前干擾素基因的表達［30］。LncRNA GAS5 是近年來頗為關注的一種lncRNA，其過表達可加劇氧化低密度脂蛋白誘導的促炎細胞因子和趨化因子在巨噬細胞中的分泌，同時通過充當miR-221 的ceRNA 觸發炎性反應和MMP 表達，加劇動脈粥樣硬化斑塊發展及不穩定性，進一步促進斑塊破裂和血栓形成［31］。

LncRNA 調節炎性反應的另一種方法是調節巨噬細胞的極化狀態。靜止巨噬細胞被激活后發生表型極化，轉變為兩種不同功能狀態之一：經典激活的巨噬細胞M1（促炎）或交替激活的巨噬細胞M2（抗炎）。病灶處的巨噬細胞功能反映AS 部位的微環境狀態，即促炎性巨噬細胞參與維持炎癥微環境的調節，促進復雜及不穩定斑塊的形成。相反，抗炎巨噬細胞利于組織修復、重塑穩定斑塊。黃自坤等［32］發現MALAT1 能夠參與調控巨噬細胞極化，干擾MALAT1 表達能有效抑制M2型巨噬細胞極化，促進M1 型巨噬細胞極化，表明M1 和M2 極化的巨噬細胞可呈現出不同的lncRNA 分布，這就意味著lncRNA 的失調可能在調節巨噬細胞極化中發揮重要作用?？梢?，lncRNA在調控巨噬細胞炎性反應中以多種方式發揮核心作用，靶向巨噬細胞通路治療AS 可能是有利的。

4 總結

綜上所述，具有高度特異性的lncRNA 是AS 炎性反應中的關鍵調節因子，不同的lncRNA 調節不同細胞類型中炎癥相關基因的表達。在AS 發生發展過程中，lncRNA 通過在細胞核中順式或反式調控基因轉錄以及在細胞質中作為ceRNA 參與miRNA 調控、與轉錄因子或蛋白質相互結合等多種調控方式參與AS 炎性反應，維持或改善炎癥微環境。