長鏈非編碼RNA在妊娠相關疾病中的研究進展

唐淮云，湯麗莎

(連云港市婦幼保健院生殖醫學科，連云港 222000)

長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，lncRNA)是一種結構與mRNA相似的、長度大于200個核苷酸的非編碼RNA(ncRNA)，分布在細胞核和細胞質中，近年已成為疾病研究的熱點。雖然lncRNA編碼蛋白能力很低，但它們在印跡調控、DNA甲基化、細胞周期、細胞凋亡、血管生成等生物學調控中發揮著重要作用，參與了很多疾病的發生發展。

近年lncRNA在腫瘤、心血管、免疫等重大疾病方面的機制研究取得了矚目進展。在胎盤中被識別的lncRNA數量也日益增加。研究也證實了lncRNA與胎盤發育存在明顯相關性，lncRNA可通過影響胎盤形成、子宮胎盤循環、內皮細胞等功能促使妊娠相關疾病的發生。本文總結了參與妊娠相關疾病發生的lncRNA及其作用機制。

一、子癇前期(Preeclampsia，PE)相關的lncRNA

PE是最常見和嚴重的妊娠并發癥之一，是孕產婦和胎兒產前死亡的主要原因[1]，全球發病率為5%～7%[2]。滋養層細胞過度凋亡、對子宮壁的不良侵襲、母胎界面螺旋動脈重構受損是PE主要的胎盤病理改變[3]。近年，全基因組表達模式顯示，PE胎盤中存在數百個lncRNA異常表達，這些異常表達的lncRNA可能使其靶基因功能異常，從而影響胎盤功能，導致PE的發生。

1.通過影響滋養層細胞功能參與PE發生的相關lncRNA：絨毛外滋養層細胞正常侵襲與遷移是胎盤形成、妊娠完成的基本前提，而體內微環境可對絨毛外滋養層細胞的侵襲、遷移能力進行精確調節，調控胎盤血管的重塑，影響妊娠過程和結果。研究發現多個lncRNA參與調控了這一過程：(1)lncRNA TUG1蛋白在PE患者的胎盤組織中表達降低。TUG1過表達促進體外兩種滋養層細胞(HTR-8/SVneo和 BeWo細胞系)的增殖、侵襲和血管生成，抑制滋養層細胞的凋亡。TUG1可以通過改變miR-29b的表達影響髓樣細胞白血病-1(MCL1)、血管內皮生長因子A(VEGFA)和金屬基質蛋白酶2(MMP2)的基因表達和蛋白水平，參與PE的發生發展[4]。ZEB2-AS1是PE患者胎盤中異常表達的新型lncRNA，可通過靶向miR-149/PGF軸，調節滋養層細胞系HTR-8/SVneo的增殖和侵襲潛能[5]。(2)重癥PE患者胎盤組織中Linc00261表達上調，通過靶向miR-558/TIMP4軸抑制滋養層細胞的侵襲和遷移[6]。同樣在重度PE的孕婦胎盤組織中FAM99A[7]和SNHG5[8]的表達水平下調，體外過表達FAM99A及SNHG5均可通過靶向Wnt/β-catenin信號傳導促進HTR-8/SVneo細胞的侵襲和遷移。(3)先兆子癇患者的胎盤中lncRNA DLX6-AS1被證實顯著上調，DLX6-AS1的過表達顯著降低JEG3和HTR-8/SVneo細胞的增殖、遷移和侵襲。進一步分子機制研究表明，DLX6-AS1可能損害miR-376c/GADD45A軸，降低滋養層細胞的增殖、遷移和侵襲能力，因而導致先兆子癇的發生[9]。(4)lncRNA uc003fir與microRNAs相互作用，影響滋養層細胞對子宮肌層的侵襲，可以作為PE的靶點[10]。

2.通過其他機制參與PE發生的lncRNA：一項研究發現，HK2P1和HK2的表達下調可能通過抑制糖酵解和削弱蛻膜形成而導致先兆子癇的發生發展[11]。HK2是一種參與糖酵解的關鍵酶，HK2P1或HK2的下調對子宮蛻膜化具有重要意義。H19 rs217727、rs3741219與rs2107425三種多態性與PE易感性之間沒有關系，此外，以上H19的3種多態性的CTC、TTC和TTT單倍型與PE的較高風險相關[12]，但具體機制不詳。

綜上，lncRNA多通過調節滋養層細胞的功能導致患者胎盤功能異常，從而促使PE的發生，其與microRNAs相互作用、調控EGFR-JAK/STAT[13]、MAPK[14]、Wnt/β-catenin等信號通路為目前發現的主要分子生物學機制。另有研究發現，lncRNA通過介導募集促炎細胞因子、抑制糖酵解以及自噬等途徑影響PE的發生發展。具體詳見表1。

表1 PE患者胎盤組織異常表達的lncRNA

二、復發性流產(Recurrent miscarriage，RM)相關的lncRNA

RM是指與同一伴侶遭受3次或3次以上自然流產。RM病因復雜，已明確的病因包括解剖因素、遺傳因素、內分泌因素、血栓前狀態、感染因素、免疫性因素等。據估計，仍有50%的RM病因不明，表觀遺傳和環境中的一些未知因素可能與RM存在相關性。lncRNA可通過表觀修飾參與X染色體沉默、基因組印跡、染色體劑量補償效應等關鍵生命活動，對于胚胎的順利發育和組織細胞正常分化發揮了特殊作用[15-16]。但lncRNA在RM中的作用機制研究仍然處于初始階段，絕大多數分子調控機制尚不明確。

1.感染、炎癥與RM：Wang等[17]收集自然流產和人工流產的胚胎和蛻膜，并用全基因組lncRNA微陣列分析，結果發現感染和炎癥通路在流產中占主導地位，推測孕婦發生的大多數亞臨床感染和炎癥可能是自然流產的主要的潛在機制。Wang等[18]研究認為，趨化因子-細胞因子途徑可能在自然流產、早產等不良妊娠致病機制中發揮重要作用。

2.甲基化異常與RM：Ankolkar等[19]發現，父源印跡控制區域的甲基化在DLK1-GTL2、MEST(PEG1)、ZAC(PLAGL1)和全基因組的甲基化水平與特發性復發性流產(Idiopathic Recurrent Spontaneous miscarriages，IRSM)無明顯相關性，不是診斷IRSM的良好表觀遺傳標記。Ankolkar等[20]通過對精子參數與H19ICR甲基化水平的分析研究發現，IRSM組與對照組的父親年齡和精液參數均無顯著性差異，但ISRM組H19 ICR甲基化水平顯著低于對照組。

3.基因多態性與RM：遺傳因素在反復流產的易感性中可能起多種作用。研究者通過比較分析RM組和對照組患者兩種lncRNA CCAT2多態性(rs6983267和rs3843549)的基因分型，發現lncRNA CCAT2中的rs6983267 G等位基因與RM易感性降低存在相關性，攜帶兩個不利等位基因的女性比沒有或只有一個不利等位基因者表現出低反復流產風險[21]。SOX2OT基因中的rs9839776 C基因型與復發流產風險增加之間也存在顯著相關性[22]。

4.糖酵解與RM：微陣列和GEO數據庫分析發現，EPB41L4A-AS1在RM早期胎盤組織中高表達，在阻斷糖酵解、增強對脂肪酸氧化依賴性等方面有關鍵作用，通過調節HIF-1a和VDAC1的表達導致代謝重編程，從而影響胎盤發育，促進滋養層細胞凋亡，導致流產發生[23]。

5.滋養層細胞侵襲、遷移功能改變與RM：HOTAIR在RM患者滋養層細胞中的表達降低，通過調節滋養層細胞的遷移和侵襲促進RM和/或PE的發生。進一步研究發現，TTP/HOTAIR在妊娠早期滋養層細胞侵襲中是一條調控新途徑[24]。生物信息學分析發現在HOTAIR啟動子區域發現兩個YY1結合位點，YY1通過HOTAIR激活PI3K-AKT信號通路，促進MMP2的表達，增強了滋養層細胞的侵襲和遷移能力，因此HOTAIR可作為治療RM的潛在作用靶點[25]。

三、其他病理妊娠和生殖疾病中的lncRNA

1.lncRNA與妊娠期肝內膽汁淤積癥(Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)：lncRNA在ICP的表達和功能鮮有研究。研究發現，Linc02527在ICP患者的胎盤和血清中表達增加，在HTR8細胞中過表達促進自噬并增殖；進一步研究發現，Linc02527通過miR-3185調節ATG5和ATG7的表達，還可直接與YBX1結合并激活P21，導致C57小鼠的生長受到阻礙[26]。

2.lncRNA與胎膜早破：到目前為止，胎膜早破的致病機制尚不清楚。微陣列鑒定出lncRNA在早產兒與未足月胎膜早破(PPROM)產婦的胎盤中存在差異表達，推測lncRNA可能參與了PPROM的發病過程；功能分析顯示，感染和炎癥反應、ECM-受體相互作用、細胞凋亡、肌動蛋白細胞骨架和平滑肌收縮是導致PPROM的主要途徑[27]。另有研究發現，9對泛素-蛋白酶體-膠原(CUP)通路相關的mRNA和相關的lncRNA在PPROM和自發性早產患者胎盤組織中存在表達差異，表明了CUP途徑與PPROM的發生發展有關[28]。從自發性早產和PPROM產婦胎盤中同樣鑒定出差異表達的lncRNA，通過調控其相關mRNA，啟動泛素-蛋白酶體系統與感染-炎癥途徑可能參與其作用機制[29]。

3.lncRNA與生殖：另外，lncRNA在生殖疾病方面的功能也引起了關注。卵巢早衰(POI)是影響育齡婦女生育能力的主要疾病之一，部分患者病因不清楚。最新研究發現，HCP5在POI患者顆粒細胞中表達降低，通過與YB1相互作用調節MSH5轉錄和DNA損傷修復，從而導致顆粒細胞功能失調，為POI發病機理提供了新的表觀遺傳機制[30]。Qiu等[31]也研究了lncRNA Gtl2在種植前發育中的作用，Gtl2的敲除破壞了滋養層細胞的生長，并下調了Dlk1 Dio3印跡區鄰近基因。另有研究發現，參與人類早期胚胎發育的lncRNAs與卵母細胞成熟以及線粒體功能均有關[32]。2017年Borensztein等[33]發現，lncRNA Xist僅在植入前雌性小鼠胚胎的父源X染色體上表達，并介導該染色體的轉錄沉默，表明了在早期胚胎發育過程中遺傳和表觀遺傳學調節X染色體轉錄沉默的作用。男性不育是由遺傳、環境和生活方式多因素共同導致的，臨床發病率日趨增高。最近的研究表明，印跡基因內的差異甲基化區域異常可能與特發性男性不育有關[34]。lncRNA還可以通過競爭性內源RNA(ceRNA)調控網絡在男性非梗阻性無精子癥的發生發展中起重要作用，可作為治療該疾病的生物標記[35]。

四、結語與展望

與mRNA相比，lncRNA雖然表達豐度較低，但卻具有更多的細胞類型及組織特異性，逐漸成為各領域研究熱點，目前在腫瘤機制方面的研究展現出良好的診斷和治療前景。但在病理妊娠及生殖疾病方面lncRNA的研究相對較少。綜合目前研究證據來看，lncRNA與微小RNA結合或者通過多種信號通路調節胎盤滋養層細胞增殖、遷移和侵襲能力，還可以通過促進炎癥反應、自噬、影響糖酵解等機制參與子癇前期、復發性流產等疾病的發生發展，但作用機制仍待進一步研究。根據lncRNA用于腫瘤預防和治療的研究成果，在生殖、妊娠疾病方向lncRNA有望成為特異性的診斷和治療靶點，提高臨床診治效果，促進女性全生命周期生殖健康。