LncRNA 在類風濕關節炎發病機制的研究進展

張雯，查小慧，鄧佳鈴，易金萍

（1.南昌大學公共衛生學院a.2017 級；2.南昌大學第一附屬醫院檢驗科，江西 南昌330000）

1 類風濕關節炎的概括

類風濕關節炎（rheumatoid arthritis, RA）是以對稱性細小關節及關節骨膜的非化膿性炎癥首發為主，后累計其他關節的自身免疫性疾病,多表現為對稱性、進展性、反復性的發病特點,致殘率極高,嚴重影響患者日常生活質量[1]。流行病學研究顯示在全球范圍內發病率約為1%,約7000 萬人患病[2]。 RA 的發病機制還不完全清楚，但是目前普遍認為是機體免疫耐受的缺失和自身免疫調控的失衡導致自身免疫系統紊亂[3]。

RA 的發病機制涉及滑膜細胞和免疫細胞的活化。 這些細胞通過細胞因子相互調節，形成一個復雜的網絡，其失衡將導致RA 的發生[4]。不同抗原被抗原提呈細胞提呈活化T 細胞后，T 細胞可分泌IFN-γ 激活巨噬細胞分泌一系列細胞因子，其中分泌的IL-17 又參與活化破骨細胞，通過細胞接觸活化成纖維樣滑膜細胞[5]。 而激活的成纖維樣滑膜細胞，又可分泌多種白細胞介素（IL）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、促血管生長因子（FGF、VEGF）等進一步加重炎癥反應[6]。 這些細胞因子或協同促進免疫病理過程,或存在著拮抗作用[7]。

2 長鏈非編碼RNA 概論

長鏈非編碼RNA （long non-coding RNA，LncRNA）是一類長度大于200bp 且不能翻譯成蛋白質的RNA 分子[8]。 起初被認為是基因組轉錄的垃圾產物，然而越來越多的研究顯示lncRNA 在很多生命活動中起著極其重要的作用,可能參與了疾病的發生發展，并與疾病的診斷和治療關系密切，已迅速成為當今生命醫學熱門的研究方向之一[4]。

2.1 LncRNA 的分類 關于lncRNA 的分類,目前無統一的標準。 根據lncRNA 在細胞中的定位，可以分為細胞漿lncRNA 和細胞lncRNA； 根據與鄰近編碼基因的相對位置關系分為6 類[9]，見表一。

2.2 LncRNA 的功能 研究提示lncRNA 可通過RNA-RNA、RNA-DNA、RNA-蛋白、RNA-染色質產生作用，發揮以下四個功能[10]：⑴信號分子：作為信號分子直接調節其他基因的轉錄；⑵誘餌分子：影響與轉錄位點DNA 的結合間接調控目的基因的轉錄過程；⑶向導分子：指引相關參與染色質修飾的相關蛋白質；⑷支架分子：形成高級構象，組成可結合蛋白或其他效應分子的多個結構域發揮調節作用。

3 RA 中差異表達的lncRNA 及lncRNA 在RA 中的發病機制

研究人員微陣列、qRT-PCR 和全轉錄組基因測序等方法，證明lncRNA 在類風濕患者和健康對照中有差異表達，這種差異表達與疾病特征有關。這些結果表明lncRNA 在類風濕疾病的發展中起作用[11]。

3.1 HOTAIR 研究表明[12]，在RA 患者中，lncRNA Hotair 表達上調并促進巨噬細胞轉移，并且激活破骨細胞中金屬蛋白酶2（MMP-2）、金屬蛋白酶13（MMP-13） 的表達從而參與到RA 的發生發展當中，另有研究[13]在軟骨細胞中通過慢病毒過表達Hotair，發現LPS 誘導的細胞增殖降低的情況受抑制,同時抑制了炎癥因子IL-17 和IL-23 的水平,還抑制了IL-1β 和TNF-α 的表達。 此 外還發 現HOTAIR 過表達能抑制LPS 誘導的軟骨細胞中miR-138 介導的NF-κB 信號的激活。 該項研究結果表明HOTAIR 過表達可以通過增加軟骨細胞增殖速度和抑制炎癥從而在RA 中起保護作用。推測該lncRNA 可能通過促進細胞的增殖并抑制炎癥反應在RA 發病中起保護角色，可以作為RA 治療的一個潛在的靶向基因[14]。

表1 LncRNA 的分類

3.2 lncRNA LINC01882 Houtman[15]等人評估了LINC01882 敲除Jurkat 細胞的整體基因組效應，分析LINC01882 在T 細胞中的作用,結果顯示LINC0 1882 的敲除下調了MAP2K4 和ZB1 的表達，它們都參與了IL-2 的調節。 其中MAP2K4 是介導細胞對細胞因子信號和應激反應的激酶級聯的一個組成部分,ZB1 編碼一種轉錄因子,當它與共阻遏物C末端結合蛋白(CtBP) 2 合作時，該轉錄因子抑制T細胞中的IL2 表達[16]。這些結果表明LINC01882 參與了T 細胞活化。 并提示這些非編碼SNPs 在與PTPN2 位點相關的RA 中起輔助作用。

3.3 lncRNA-p21、lncRNA-COX2 這兩種lncRNA在RA 中的發病機制均和NF-κB 通路有關。

lncRNA-p21 被認為是NF-κB 活性的關鍵影響因素，其表達降低可誘導RA 炎癥反應。 而抑制NF-κB 活性可以緩滑膜細胞浸潤,誘導成纖維樣滑膜細胞凋亡。在RA 患者中，lncRNA-p21 低水平表達，進一步研究[17]發現lncRNA-p21 表達水平在低劑量甲氨蝶呤(MTX)作用下可恢復正常,進而lncRNA-p21 可通過隔離NF-κB 的亞單位來抑制NFκB 活性。 在受到細菌LPS 刺激后, 環氧化酶2lnc RNA(lncRNA-COX2)作為巨噬細胞NF-κB 通路的激活因子通過SWI/SNF 介導的染色質重塑而形成lincRNA-COX2/SWI/SNF，能夠調控巨噬細胞中晚期炎癥基因的轉錄[18]。 研究人員發現，用模擬細菌LPS 的物質刺激小鼠骨髓源性巨噬細胞可降低lncRNA-COX2 的表達，從而抑制促炎因子(如IL-6等)的活化[19]。 lncRNA-p21 的高表達和lncRNACOX2 的低表達都能夠達到抗炎目的，這為RA 診斷和治療提供了新的思路[20]。

3.4 lncZFAS1 Yang 等人[21]研究發現，與正常對照組相比，在RA 患者的成纖維樣滑膜細胞和滑膜組織中，lncRNA 鋅指結構反義轉錄本1(ZFAS1)表達水平明顯上調，ZFAS1 的表達促進了RA-FLS 侵襲和遷移。 進一步的研究表明，ZFAS1 與miR-27a直接相互作用導致miR-27a 表達下調,從而正向調節RA 滑膜組織細胞侵襲和遷移。 滑膜細胞、單核細胞、巨噬細胞和中性粒細胞等活化后,大量釋放炎性介質。 該lncRNA 與RA 過程的慢性化密切相關，將來可能成為疾病治療的新靶點。

3.5 lncRNA-NR024118 紫草素具有抗炎的效果，且能夠介導細胞和體液免疫,在小鼠關節炎模型接受紫草素治療研究中，紫草素顯著增強NR024118和細胞因子信號傳送阻抑物3(SOCS3)的表達，并抑制IL-6、IL-8 和MMP 的分泌和表達。 紫草素處理通過增加lncRNAs 啟動子中H3 的乙酰化而增加患病小鼠關節中lncRNAs-NR024118 的表達[22]。最后，NR024118 的過表達和干擾顯著改變SOCS3的表達。 NR024118 的敲除可逆轉紫草素對促炎細胞因子和基質金屬蛋白酶的作用,提示紫草素通過lncRNA-NR024118 對類風濕性關節炎小鼠模型有治療作用。

3.6 lncRNA NTT 研究[23]表明lncRNA NTT 是單核細胞炎癥的調節因子, 其激活參與單核細胞/巨噬細胞分化和類風濕關節炎的發病機制。 基因PBOV1 在THP-1 細胞中的過度表達導致細胞周期G1 阻滯，分化為巨噬細胞，IL-10 和CXCL10 的mRNA 水平顯著增加,共刺激分子上調。 提示CXCL10 通過CXCR3 介導的細胞外信號調節激酶激活增加炎癥細胞的遷移,并刺激CD4+T 細胞中破骨細胞生成細胞因子的產生, 導致類風濕性關節炎[24]。 因此，研究推測NTT 誘導的遺傳易感個體通過增強趨化因子CXCL10 的分泌在類風濕性關節炎中起致病作用, 這可能導致滑膜炎癥和關節破壞[25]。

3.7 lncRNA DILC 研究發現，相比健康對照組，類風濕關節炎患者血漿IL-6 水平上調,而血漿IL-1-DILC 水平下調。 只有RA 患者血漿白細胞介素受體DILC 和IL6 水平呈顯著負相關。 lncRNA DILC的過度表達促進了RA 患者分離的HFLS 細胞凋亡,而lncRNA DILC siRNA 沉默則起到了相反的作用。 此外，lncRNA DILC 的過度表達也導致分離自RA 患者的IL-6 表達受到抑制。 推測lncRNA DILC 可能通過誘導HFLS 細胞凋亡和下調IL-6參與RA 發病過程[26]。 因此，lncRNA DILC 可能在翻譯水平通過影響蛋白質降解或積累來調節HFLS 的IL-6 水平。

3.8 lncRNA NEAT1 一般來說，CD4+T 細胞分化成不同的輔助性T 細胞亞群,并獲得促炎和抗炎活性的功能特性。Th17 是促炎性輔助性T 細胞，其在外周血單個核細胞（PBMC）中的增加的群體與類風濕性關節炎密切相關[27]。 RA 患者PBMC 區的lncRNA NEAT1 表達水平增加了約3 倍。 在CD4+T細胞中發現了lncRNA NEAT1,并顯示活化的CD4+T 細胞顯著下調[28]。 有研究[29]數據顯示lncRNA NEAT1 與STAT3 結合,通過RNA 相互作用蛋白阻止泛素化介導的蛋白降解。 對于Th17 的分化，STAT3 是一個決定性的轉錄因子,它可以影響參與Th17 分化的下游基因。 所以lncRNA NEAT1/STA T3 信號在控制siRNA NEAT1 和STAT3 共轉染CD4+T 細胞Th17 細胞分化中的作用。

4 總結及展望

類風濕關節炎是一種自身免疫性疾病,其病因和發病機制尚不清楚。 多個報道證明lncRNA 在RA 的失調,與基質金屬蛋白酶分子串擾、核因子-kB 信號、T 細胞反應相關的免疫激活和炎癥等有關。 作為生物標志物，它們在血液循環中的變化水平使得RA 患者與健康受試者有了區別。 開展lncRNA 與自身免疫性疾病相關性研究可為其臨床診療提供新的靶點和預測指標，為RA 精準治療提供理論依據。 然而, 在RA 中許多轉錄異常lnc RNA 的確切功能和上游調控機制仍不清楚。 通過對不同人群的大隊列驗證，其對RA 早期診斷的臨床價值仍有待確定。 需要進一步的動物研究和后續的臨床試驗來驗證lncRNA 作為RA 治療藥物的臨床潛力。