lncRNA 調控動脈粥樣硬化病變的研究進展

李陽陽，管 圣

（1.新疆醫科大學研究生院，新疆 烏魯木齊 831000；2.新疆維吾爾自治區人民醫院血管外科，新疆 烏魯木齊 831000）

動脈粥樣硬化（AS）是一種由多種因素引起的復雜的慢性血管炎性病變，是心肌梗塞，中風，不穩定型心絞痛和心源性猝死等心腦血管疾病的基礎，給人類健康帶來了巨大威脅[1]。AS 實質是一種以病理生理改變為基礎的血管疾病，主要表現為內皮細胞功能障礙，血管平滑肌細胞增生和遷移，脂質沉積，慢性炎癥及免疫紊亂等一系列反應，最終導致動脈粥樣硬化斑塊形成，造成動脈內膜破壞、動脈血栓形成和終末器官缺血[2,3]。長鏈非編碼RNA（lncRNA）是長度超過200 個核苷酸（nt）的轉錄本，廣泛存在于基因組中，雖然沒有明顯編碼蛋白質的能力，但在轉錄、轉錄后和表觀遺傳等基因調控機制中均有著重要作用[4,5]。有文獻報道稱lncRNA 可通過調節和控制轉錄調節蛋白復合物、激活增強子、作為microRNA 海綿、結合并調節蛋白質以及蛋白質翻譯等途徑調節動脈粥樣硬化形成[6]。雖然眾多研究已證實lncRNA 可以通過調節血管內皮細胞、平滑肌細胞、脂類代謝、炎癥及免疫影響動脈粥樣硬化的形成，但仍有大量的lncRNA 功能還尚未發現，并且對于其生物學功能和機制還需進一步探究。本文闡述并總結了近兩年有關lncRNA 對于動脈粥樣硬化調控機制的影響，為日后發現和研究新的LNCRNA 奠定基礎，并為動脈粥樣硬化引起的心腦血管疾病提供新的診療思路。

1 調節血管內皮細胞

內皮細胞（EC）功能障礙被認為是早期動脈粥樣硬化的重要標志，持續的不良刺激可能導致動脈血管的EC 損傷和細胞凋亡，而內皮損傷或損傷后的內皮修復是預防動脈粥樣硬化的關鍵步驟，lncRNA 在調節血管內皮細胞的生成方面對于動脈粥樣硬化有重要意義[7]。既往研究顯示[8]，小核仁RNA（snoRNA）在細胞蛋白質合成機制中有很重要作用，如果保留包括外顯子在內的全長轉錄本，snoRNA 將作為一種lncRNA 起作用，稱為小核仁RNA 宿主基因（SNHG）。近期有研究發現，SNHG1在ox-LDL（氧化型低密度脂蛋白）誘導的人臍靜脈內皮細胞（HUVEC）中的作用，結果表明SNHG1 的上調減弱了ox-LDL 誘導的HUVEC 細胞損傷和炎癥反應。RNA 免疫沉淀（RIP）分析鑒定了miR-556-5 與SNHG1 之間的相互作用，GNAI2（G 蛋白亞基αi2）和PCBP1[poly（rC）結合蛋白1]被確定為miR-556-5p 的下游靶標。SNHG1 通過使miR-556-5p變海綿并上調GNAI2 和PCBP1 來減輕ox-LDL 誘導的HUVEC 的功能障礙[9]。此外，有報道稱在暴露于ox-LDL 的HUVEC 中，lncRNA SNHG7 顯著上調，結果顯示SNHG7 抑制了HUVEC 的增殖和遷移。在機理上，轉錄因子E2F1 靶向lncRNA SNHG7的啟動子區域并加速其表達，證明了E2F1/SNHG7/miR-186-5p/MMP2 軸在內皮細胞的增殖和遷移中具有重要作用[10]。既往在細胞質中發現了一種腫瘤相關的lncRNA-非DNA 損傷激活的非編碼RNA（NORAD），其被證明是維持基因組穩定性所必需的，但其調節動脈粥樣硬化形成的機制研究較少[11]。Bian W 等[12]研究發現在ox-LDL 處理的人臍靜脈內皮細胞(HUVECs) 和高脂飼料喂養的載脂蛋白E(ApoE) 小鼠中，lncRNA NORAD 通過NF-κB 和p53-p21 信號通路以及IL-8 減弱內皮細胞的衰老和凋亡。而Wan W 等[13]發現NORA 另外的作用，大黃素甲醚8-O-β-吡喃葡萄糖苷（PG）通過調節lncRNA NORAD/miR125/STAT3 信號通路對高糖誘導的糖尿病視網膜病變（DR）變起到保護作用。Lu G等[14]通過對lncRNA X 失活特異性轉錄本（XIST）的研究發現，XIST 在經ox-LDL 處理的HUVEC 中的表達上調，并且XIST 減弱了HUVECs 中ox-LDL 誘導的能力，通過實驗進一步發現了沉默XIST 可調節miR-204-5p/TLR4 軸在血管內皮損傷中發揮保護作用。此外在另一項研究中Wang M 等[15]發現在ox-LDL 誘導的HUVEC 中，lncRNA OIP5-AS1 顯著過表達，并且結果顯示lncRNA OIP5-AS1 通過募集EZH2 靶向GSK-3β 來加速ox-LDL 誘導的血管內皮細胞凋亡。內皮細胞損傷和不良修復是動脈粥樣硬化形成的基礎，lncRNA 可通過多種途徑調節內皮細胞增殖和凋亡，因此，通過研究lncRNA 對AS 的調控可為動脈粥樣硬化的治療提供潛在的靶點。

2 調節血管平滑肌細胞

血管平滑肌細胞（VSMC）是血管壁的組成細胞，控制血管的舒張和收縮，并參與血流動力學和內環境穩定。平滑肌細胞的病理生理學變化（如過度增殖、肥大、遷移和炎癥）可導致心血管疾病[16]。人類尸檢報告、體外機制研究和體內相關數據表明，平滑肌細胞在動脈粥樣硬化的啟動過程中起著重要作用。越來越多的證據表明，lncRNA 參與了血管平滑肌細胞的發生、增殖和凋亡。

有研究對35 例AS 患者和35 例健康志愿者血清中LNCRNA FOXC2-AS1 表達分析，AS 患者血清中LNCRNA FOXC2-AS1 表達明顯上調，且OXLDL 和IL-6 可誘導血管平滑肌細胞（VSMCs）表達FOXC2-AS1，此外，結果表明FOXC2-AS1 過表達可促進VSMCs 增殖，抑制VSMCs 凋亡[17]。另有研究發現氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）可誘導人主動脈平滑肌細胞（HA-VSMCs）存活、氧化損傷和遷移，而LINC00299 基因敲除可減弱ox-LDL 誘導的HAVSMCs 損傷，揭示了LINC00299/miR-135a-5p/Xbox 結合蛋白1（XBP1）軸可調節ox-LDL 誘導的HA-VSMCs 損傷[18]。Zhang L 等[19]發現在冠狀動脈粥樣硬化患者的血漿和組織中，一種新的LNCRNA LEF1-AS1 被上調，而miR-544a 被下調，并揭示了LEF1-AS1 通過miR-544a/張力蛋白同源物（PTEN）軸調節平滑肌細胞的增殖和遷移。Wang M 等[20]發現ox-LDL 損傷的VSMCs 中，lncRNA MEG3 表達下調。通過生物信息分析發現MEG3 可能通過特異性結合mic RNA-361-5p 調節ATP 結合盒蛋A1（ABCA1）的表達，共同參與VSMCs 的增殖及凋亡。而Zhang B 等[21]通過建立ox-LDL 誘導的VSMC 模型，發現lncRNA MEG8 的表達被抑制，而miR-181a-5p 的表達則以劑量和時間依賴的方式增強，結果表明MEG8 通過MEG8/miR-181a/過氧化物酶體增殖物激活受體α（PPARα）軸調控血管平滑肌細胞的增殖和遷移。Tao K 等[22]研究發現在動脈粥樣硬化患者血漿中癌基因LncRNA CASC11 表達下調，而IL-9表達上調，而在健康對照組中無相關性。揭示了CASC11 可能通過下調IL-9，調節VSMC 凋亡和增殖來改善動脈粥樣硬化。另外，Liu X 等[23]研究發現一種新的LINC00341 基因的敲除抑制了血管平滑肌細胞的增殖和遷移能力，并進一步發現其可通過海綿miR-214 促進O 型叉頭盒轉錄因子4（FOXO4） 蛋白的表達，而miR-214 反過來又導致LINC00341 的轉錄激活形成正反饋回路。血管平滑肌細胞的增殖和遷移是動脈粥樣硬化形成的重要使動因素，lncRNA 通過多種生物軸抑制VSMC 異常增殖和遷移可為AS 治療提供新策略。

3 調節脂質代謝

脂質代謝紊亂是動脈粥樣硬化的主要危險因素之一，當脂質代謝發生紊亂時，脂質聚積在動脈內壁進而形成斑塊，并進一步對斑塊的穩定性和血管腔狹窄造成影響，是形成血管動脈粥樣硬化的基礎。眾所周知，（低密度脂蛋白）LDL 膽固醇和高密度脂蛋白（HDL）膽固醇是血脂異常和動脈粥樣硬化的關鍵因素，此外脂質氧化應激和其他脂蛋白顆粒代謝也對動脈粥樣硬化起重要作用[24]。

Ma M 等[25]發現lncRNA Gm15622 在以高脂飲食（HFD）和以游離脂肪處理的鼠肝（AML-12）細胞小鼠肝臟中高度表達并被上調，并且發現Gm15622通過充當miR-742-3p 海綿來使轉錄調節劑固醇調節元件結合轉錄因子1c（SREBP-1c）表達上調，從而促進肝脂質蓄積。此外，Li P 等[26]通過高通量測序冠心病患者的血漿樣本并逆轉錄定量（RT-Q）PCR發現了新的lncRNA ENST00000416361，其在冠心病（CAD）患者血清中高表達，并證明了其表達與固醇調節元件結合轉錄因子SREBP1 和SREBP2 在CAD 呈正相關，因此，lncRNA ENST00000416361 可能參與脂質代謝。既往研究發現牛磺酸上調基因1（TUG1）是調控AS 重要LNCRNA 之一，但其調節脂質代謝還需進一步研究。Yang L 等[27]通過測定高脂飲食C57BL/6J 小鼠、正常飲食C57BL/6J 小鼠、ob/ob 小鼠和db/db 小鼠TUG1 和載脂蛋白M（ApoM）的表達水平，發現在高脂飲食的C57BL/6J 小鼠、b/ob 和db/db 小鼠中，TUG1 高表達，而ApoM 表達下調。進一步實驗發現TUG1 可通過調節miR-92a/FXR1 軸抑制肝組織和血漿載脂蛋白，從而抑制膽固醇流出。另一項實驗發現與AS 形成有關的的LNCRNA MALAT1 過表達增加了含有80 個卷曲結構域的CCDC80 的表達，降低了小鼠脂蛋白脂酶（LPL）的表達，而MALAT1 基因敲除則表現為相反的表型。同時發現MiR-141-3p/200A-3p 模擬物或抑制劑可阻斷MALAT1 過表達和下調的作用。而CCDC80 正是通過降低載脂蛋白脂酶（LPL）的表達和活性來加速載脂蛋白E 基因敲除LPL 的表達和活性，從而加速動脈粥樣硬化的發展[28]。LncRNA 可通過調節膽固醇平衡以及脂代謝相關酶的生成從而調節脂質代謝，可為高脂血癥及冠心病患者的潛在生物標志物提供新思路。

4 調節巨噬細胞炎性反應

動脈粥樣硬化病變（AS）作為一種炎性疾病，脂蛋白氧化、炎癥和免疫等過程在AS 中起著至關重要的作用。炎癥是其發生，進展和不穩定的關鍵因素[29]。巨噬細胞是動脈粥樣硬化病變中的主要免疫細胞群，在動脈粥樣硬化的所有階段均起作用。特別是巨噬細能夠維持膽固醇動態平衡，其研究在減輕動脈粥樣硬化尤為關鍵[30]。

國內外眾多報道說明LNCRNA 影響著巨噬細胞的增殖和炎癥反應來調控AS 表達和功能。Sun C等[31]發現在動脈粥樣硬化晚期病變和巨噬細胞中高表達的一種新的LNCRNA RAPIA，通過體外研究發現RAPIA 可促進巨噬細胞增殖，減少凋亡，并且發現對已形成的晚期動脈粥樣硬化斑塊具有類似于阿托伐他汀的動脈粥樣硬化保護作用。另有研究表明AS 患者和氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）刺激的巨噬細胞中MALAT1 表達水平顯著降低，并進一步證實了敲低MALAT1 可能通過調節ox-LDL 誘導的THP-1 巨噬細胞中的miR-17-5p/（ATP 結合盒轉運蛋白A1）ABCA1 軸而促進膽固醇的積累[32]。國外研究報道稱發現了一種先前未知的lncRNA——巨噬細胞炎癥抑制轉錄本（Mist1），并發現敲低Mist 可以增強巨噬細胞炎癥基因的表達，并且在引起肥胖過程中Mist 下調可以部分通過表觀遺傳機制抑制炎癥途徑并導致代謝功能障礙[33]。另一項研究中Zhen Z 等[34]發現lnpRNA DAPK1-IT1 和脂蛋白脂肪酶（LPL）在THP-1 巨噬細胞衍生的泡沫細胞中被顯著上調，進一步體外研究發現DAPK1-IT1/hsamiR-590-3p/LPL 軸可調節膽固醇代謝和巨噬細胞的炎癥反應，通過該軸可調節動脈粥樣硬化形成。LncRNA 通過巨噬細胞調節膽固醇代謝及炎癥反應來影響AS 形成為研究抗AS 藥物提供了理論依據，但有關lncRNA 調控其他炎癥因子，如中性粒細胞、T 細胞及樹突狀細胞還有待于進一步研究。

5 調節細胞自噬

細胞自噬（autophagy）是依賴溶酶體途徑對胞質蛋白和細胞器進行降解的一種過程，其病理生理和人類疾病有著密切關系。動脈粥樣硬化斑塊中的自噬可通過清除有害的氧化修飾蛋白和受損成分來損害動脈粥樣硬化過程，而細胞中的自噬缺陷則會加劇動脈粥樣硬化。越來越多的證據表明，細胞氧化，脂質代謝和炎癥反應會在晚期動脈粥樣硬化斑塊中刺激自噬，對AS 形成起重要作用[35]。

最近有研究表明LNCRNA 趨異轉錄本1（CTBP1-AS2）過表達可抑制人主動脈血管平滑肌細胞（HA-VSMCs）的增殖，促進其自噬，并且發現lncRNA CTBP1-AS2 是通過調節其下游靶miR-195-5p 的靶標自噬相關14（ATG14）抑制血管平滑肌細胞VSMCs 增殖，促進VSMC 自噬，并且這種作用可被自噬抑制劑ROC-325 或miR-195-5P 模擬物逆轉[36]。另外有研究發現ox-LDL 中lncRNAFA2H-2 的表達顯著降低，且lncRNA-FA2H-2 與混合系激酶結構域樣蛋白（MLKL）基因啟動子相互作用，下調MLKL 的表達，進一步實驗表明沉默LncRNA-FA2H-2 和過表達MLKL 可激活炎癥，抑制自噬，且進一步發現MLKL 對自噬的影響可能與依賴雷帕霉素（MTOR）--自噬抑制劑的信號通路有關[37]。既往研究表明巨噬細胞的自噬在晚期動脈粥樣硬化中起能夠起保護作用。Li Y 等[38]研究發現一種新的LncRNA DYNLRB2-2 通過miR-298/SIRT3 軸調節肝激酶B1（LKB1）/活化蛋白激酶（AMPK）/雷帕霉素（mTOR）自噬信號通路，從而阻斷THP-1 巨噬細胞泡沫細胞的形成，從而增強膽固醇外流（CE），抑制AS 發展。此外Yang J 等[39]發現在冠心病患者血清中高表達的lncRNA 轉移相關的肺腺癌轉錄本1（MALAT1）在維持氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）誘導的巨噬細胞自噬中至關重要，通過實驗證實lncRNA MALAT1 通過SIRT1/MAPK/NF-κB 途徑增強ox-LDL 誘導的巨噬細胞自噬。此外還有研究稱MALAT1 可通過MALAT1/miR-15b-5p/有絲分裂原激活的蛋白激酶1（MAPK1）信號軸來促進細胞活力和細胞自噬，同時抑制細胞凋亡，隨后發現MALAT1通過激活雷帕霉素（mTOR）信號通路抑制內皮祖細胞（EPCs）自噬并增加細胞活力，同時抑制冠心病（CAD）的發生[40]。lncRNA 通過調節自噬可以作為治療AS 的新靶點，其多種自噬通路和自噬因子的調節以及如何通過自噬通路研制出抗AS 類藥物已成為新的問題。

6 展望

lncRNA 調節多種生物學機制被越來越多的揭示，尤其在腫瘤和動脈粥樣硬化方面。近些年在lncRNA 層面研究抗AS 實驗逐漸開展，如心血管常用藥物阿托伐他汀通過lncRNA NEXN-AS1/NEXN 途徑抑制人血管內皮細胞的凋亡[41]，氯吡格雷通過抑制lncRNA HIF1A-AS1 減少細胞凋亡并促進人血管內皮細胞的增殖[42]。隨著轉錄組學技術的逐漸成熟，通過RNA 測序（RNA-seq）方法建立全基因組數據庫，篩選出多種差異表達的和轉錄本特異性的lncRNA，在檢測lncRNA 方面有更高的靈敏度和準確性[43]。并且通過基因本體論（GO）和《京都議定書》的基因與基因組百科全書（KEGG）分析建立lncRNA-miRNA-mRNA 網絡，發掘lncRNA 功能對于尋找潛在生物學標志物和靶向藥物展示了廣闊前景[44]。此外，還有一些新方法將lncRNA 的分子機制轉化為AS 實際治療價值[45]。但由于我們對AS 形成機制的了解有限以及lncRNA 的多樣性和復雜性，lncRNA 對AS 的調控機制還有很多未知。首先，動脈粥樣硬化相關基因座的基因組結構總體上是保守的，而產生的lncRNA 保守性有限[46]；其次，許多lncRNA 在動脈粥樣硬化的表達水平較低，往往根據其下游靶標microRNA 及蛋白質產物驗證無法詮釋lncRNA 整體功能；并且相關生物表觀實驗多在體外或動物實驗中完成，在體內多種環境中lncRNA 對動脈粥樣硬化的影響可能會產生差異，這些因素使研究lncRNA 調控AS 的可靠性和可重復性方面結果值得懷疑。因此，進一步揭示lncRNA 調控AS 的生物分子機制和細胞途徑是未來研究心血管疾病的診療方法的關鍵一步。

7 總結

從最初的“垃圾RNA”到如今的“黃金RNA”，lncRNA 參與調節多種疾病的病理生理過程越來越重要。近些年來，大量的有關AS 的lncRNA 被發現，如ANRIL，H19，MALAT1，MEG3，NEAT1，TUG1 等，且其作用機制也有了深入探索，lncRNA 作為生物標志物及基因靶標治療已經成為動脈粥樣硬化治療的有希望的領域。盡管有眾多的lncRNA 未被挖掘，且其與AS 關系也尚未明朗，但隨著生物技術的發展，lncRNA 在AS 中的作用將會被不斷發現及利用。