LncRNA PVT1 在骨科疾病中的研究進展

胡明月 彭 莎 姚 楠 任 薇 胡子旋 黃丹娥

1.廣東嶺南職業技術學院藥學院，廣東廣州 510663；2.廣州中醫藥大學第五臨床醫學院，廣東廣州 510095；3.廣東省中醫藥工程技術研究院 廣東省中醫藥研究開發重點實驗室，廣東廣州 510095

人類基因中編碼基因在整個基因組中占比很少，約98%是由非編碼基因構成[1]，包括長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）和微RNA（microRNA，miRNA）。lncRNA 是一類長度大于200 bp 的非編碼RNA，與miRNA 相比，lncRNA 的作用機制更復雜多樣[2]。lncRNA 作為人類基因組中一類重要的表觀遺傳調控因子，以RNA 形式通過表觀遺傳、轉錄調控及轉錄后調控等多種層面調控DNA 甲基化、組蛋白修飾和染色質重構，使基因沉默或激活[3]。漿細胞瘤轉化遷移基因1（plasmacytoma variant translocation gene 1，PVT1）是一個在鼠漿細胞瘤變異易位中作為MYC 的激活因子而被發現的致癌因子，人類PVT1 基因定位于染色體8q24，其在多種腫瘤疾病中高表達，影響腫瘤的增殖、轉移、侵襲和血管再生等[4-6]。目前研究表明，lncRNA 對骨關節炎（osteoarthritis，OA）、類風濕性關節炎（rheumatoid arthritis，RA）、骨肉瘤（osteosarcoma，OS）等疾病具有調節作用[7-9]。在骨科疾病中，針對PVT1 的研究越來越多，受到了廣泛的關注。

1 PVT1 在OA 發病中的作用

OA 是一種以骨關節疼痛、腫脹、活動受限為主要臨床表現的退行性疾病，其發病機制還未完全清楚，目前，已知其發病機制與軟骨細胞凋亡和炎癥相關[10-11]。

1.1 PVT1 對軟骨細胞凋亡的調控

Xing 等[12]首次在OA 患者中發現軟骨PVT1 的表達明顯升高，但是并未闡明PVT1 在OA 發病中的作用機制。有相關研究表明，PVT1 通過對miR-488-3p 的海綿吸附作用，負調控miR-488-3p 的表達，從而誘導了軟骨細胞的凋亡[13-14]。Lu 等[15]研究使用白細胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）刺激C28/I2 細胞作為體外OA 細胞模型，研究PVT1 干預OA 細胞的機制，結果發現該模型中PVT1 表達明顯升高，敲除PVT1 會導致miR-27b-3p 表達上調，TRAF3 表達隨之下調，軟骨細胞凋亡率顯著下降，細胞活性顯著提高。另研究發現，采用脂多糖誘導的炎癥狀態滑膜細胞中，PVT1 的表達顯著升高，腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的分泌顯著增加，導致軟骨細胞凋亡明顯增多。其機制是滑膜細胞中PVT1 吸附miR-211-3p 從而阻止了miR-211-3p 對TNF-α 表達的抑制，最終大量生成TNF-α，促進了軟骨細胞凋亡[16]。

1.2 PVT1 對軟骨細胞炎癥的調控

Zhao 等[17]研究探討了PVT1 與OA 發病涉及的炎癥因子之間的關系，結果發現PVT1 通過與miR-149結合從而阻止miR-149 表達，增加了炎癥因子的表達，減少了蛋白聚糖和Ⅱ型膠原的合成；反之，阻止PVT1 的表達可以通過提高miR-149 表達來減輕IL-1β 刺激軟骨細胞產生的炎癥反應。有研究[18]發現，OA患者血清含有的外泌體能顯著誘導C28/I2 細胞PVT1的表達，并且外泌體介導的PVT1 通過吸附miR-93-5p，激活HMGB1/TLR4/NF-κB 通路導致OA 的炎癥反應。Ding 等[19]研究了糖尿病引起的OA，結果顯示OA 合并糖尿病的患者較僅患有OA 的患者而言，PVT1 的表達明顯升高，提示PVT1 參與了糖代謝紊亂的OA 形成過程。過度表達的PVT1 與miR-26b 結合，可上調其靶點CTGF、TGF-β1、Smad3 和MMP-13 的表達，并且下調Ⅱ型膠原的表達，表明PVT1 通過miR-26b-CTGF-TGF-β1 軸參與高血糖誘導的膠原降解。另外，在糖尿病并發OA 的研究中，發現糖尿病OA 小鼠軟骨PVT1 表達的增加與Mankin 評分上升顯著相關，并且miR-146a 表達顯著減少。在關節內注射adsiRNA-PVT1 抑制PVT1 表達可有效增加糖尿病OA小鼠miR-146a 的表達，抑制TGF-β/Smad4 通路，減輕關節炎癥[20]。

2 PVT1 在RA 發病中的作用

類風濕性關節炎是一種常見的慢性炎癥和破壞性關節病，癥狀包括膝關節的疼痛、僵硬和滑膜炎。雖然其病因尚不完全清楚，但已發現該病的重要特點是關節處滑膜的炎癥和異常增生[21]。Tang 等[22]研究表明，在TNF-α 刺激的成纖維樣滑膜細胞中沉默PVT1可以增加miR-145-5p 的表達，通過調節增殖基因ki67、PCNA 和凋亡基因Bcl-2、Bax 及NF-κB 通路的p-p65 基因，可阻止成纖維樣滑膜細胞增殖，促進細胞凋亡，降低炎癥因子的表達。RA 大鼠滑膜組織中PVT1 和SCUBE2 表達增強，miR-543 表達降低。PVT1 可以與miR-543 特異性結合，SCUBE2 是miR-543 的下游靶點。PVT1 的過度表達或miR-543 的沉默均增加了SCUBE2 的表達，從而促進細胞增殖和IL-1β 的分泌，同時抑制成纖維樣滑膜細胞的凋亡率[23]。有研究[24]發現，RA 模型大鼠滑膜組織及RA 成纖維樣滑膜細胞中PVT1 高表達、沉默信息調節因子6（silence information regulation 6，SIRT6）低表達。PVT1 主要定位在細胞核內，而有證據表明，它可以結合SIRT6啟動子誘導SIRT6 甲基化，從而抑制SIRT6 轉錄。PVT1 基因敲除可通過降低SIRT6 甲基化來恢復SIRT6的表達，最終減輕RA 的癥狀。

3 PVT1 在OS 發病中的作用

OS 是一種因腫瘤組織侵襲骨皮質導致以局部疼痛腫脹為主要臨床表現的原發性惡性腫瘤，其多發于青少年，主要治療方法包括手術切除、放療和化療，但5 年內生存率僅有5%～20%[25]。Rao 等[26]研究發現，小鼠骨肉瘤頻繁發生Myc/PVT1 的共擴增和超表達，并且提出通過調節PVT1 表達來干預Myc 誘發的OS 是值得考慮的方法。Zhou 等[27]實驗結果顯示，在U2OS和MG63 兩種OS 細胞中沉默PVT1 的表達，可能通過miR-195 調節Bcl-2、CCND1 和FASN 的表達，抑制OS 細胞的增殖、遷移和侵襲，并促進細胞周期阻滯和凋亡。有學者對PVT1 與OS 細胞的糖代謝的關系進行了研究，結果發現PVT1 通過miR-497/HK2 途徑參與OS 細胞的糖代謝、細胞增殖和運動，揭示了PVT1 與OS 細胞糖酵解改變之間的關系[28]。Qi 等[29]發現人骨髓間充質干細胞來源的外泌體可以促進OS細胞生長，Zhao 等[30]研究發現，骨髓間充質干細胞分泌的外泌體攜帶PVT1 并將其轉運到骨肉瘤細胞中，PVT1 通過吸附miR-183-5p，促進OS 細胞中癌基因蛋白ERG 的表達，從而促進了腫瘤的生長和轉移。另有研究[31]表明，PVT1 作為miR-486 的ceRNA，通過吸附miR-486 從而促進OS 細胞的轉移和侵襲。腫瘤細胞侵襲的其中一個原因是由于原發腫瘤細胞失去上皮特征，發生上皮細胞間質轉型，另有學者研究[32]表明，PVT1 通過調節上皮間質轉化促進骨肉瘤的發生。Chen 等[33]實驗對OS 發病中PVT1 表達明顯上調的機制進行了深入研究，結果發現一種名叫ALKBH5 的RNA 去甲基化酶減少了PVT1 的m6A 甲基化水平，抑制了PVT1 的降解，促進了PVT1 的表達，從而促進了體外OS 細胞的增殖以及體內腫瘤的生長。耐藥性是治療腫瘤疾病的難題之一，Sun 等[34]探討了PVT1調控OS 耐藥性的問題，研究發現PVT1 通過下調miR-152 靶點，激活c-MET/PI3K/AKT 通路，從而促進OS 細胞的耐藥性。該研究提示可以通過下調PVT1 且上調miR-152 以達到減少藥物耐藥性的效果。

4 結語

PVT1 參與了多種疾病的發病過程，包括腫瘤、心血管疾病、代謝性疾病和骨科疾病等，并且其具有多種生物功能調節作用，比如調節細胞增殖、細胞凋亡、細胞炎癥、細胞轉移和細胞侵襲。就骨科疾病而言，PVT1 可在軟骨、滑膜和OS 等組織和細胞中發揮作用，并且PVT1 的作用機制大多數都是其與miRNA通過ceRNA 機制結合，從而負性調節miRNA 表達產生的。值得一提的是，Alessio 等[35]研究發現，在肌肉萎縮發病中PVT1 表達明顯升高，并且可影響成肌細胞的線粒體呼吸和形態，影響其自噬、凋亡和肌纖維的大小。OA 的發病與肌肉萎縮的發病有著復雜且密切的聯系[36]，或許PVT1 是兩者聯系的橋梁，這方面有待深入研究。目前為止，PVT1 干預骨科疾病發病的機制日益清晰，將來還會挖掘出更多的相關miRNA 及其下游靶點和信號通路，因而PVT1 有望成為臨床治療骨科疾病的靶點，成為診斷、預后以及耐藥性的生物標志物。