lncRNA 治療糖尿病難愈性創面的研究現狀

張璟琳，汪 虹

（昆明醫科大學第二附屬醫院燒傷科/云南省燒傷研究所，云南 昆明 650101）

隨著人口老齡化加劇、糖尿病發病率逐年升高，以糖尿病創面為代表的慢性難愈合創面的治療難題亟須解決。糖尿病足部潰瘍是糖尿病最常見的并發癥[1]，而糖尿病創面通常愈合不良，最終導致嚴重的足部潰瘍、傷口壞疽甚至截肢。糖尿病難愈性創面治療過程復雜，費用昂貴，不易治愈。隨著醫學技術不斷發展，已有多種技術研究治療糖尿病難愈性創面，如創面負壓技術、干細胞移植技術、富血小板凝膠、外泌體等。有研究指出[2,3]，長鏈非編碼RNA（long non-coding RNAs，lncRNA）可能參與糖尿病創面的愈合過程。目前，在研究lncRNA 在創面愈合中的作用機制及促進糖尿病創面愈合的應用方面均有進展，本文主要就lncRNA 在以上方面的進展進行綜述。

1 長鏈非編碼RNA的定義、結構及功能

lncRNA 是一種長度超過200 nt，但不編碼蛋白的RNA 分子[4]。據Human GENCODE的統計表明[5]，人類基因組中包含超過16 000 個lncRNA 基因。其主要包括RNA 聚合酶Ⅱ轉錄的lncRNA、其他RNA聚合酶轉錄的lncRNA 和來自基因中間的lncRNA，以及與其他基因重疊的正義或反義轉錄本。

lncRNA 包含兩種功能元件，一種是與其他核酸、蛋白質或脂類直接物理交互的相互作用元件；另一種是結構元件，導致二級和/或三級3D RNA 結構的發生，從而指導它們的功能相互作用[6]。正是通過線性形式的堿基配對或二級結構中的化學交互作用，使得lncRNA 比miRNA 具有更多與DNA、RNA以及蛋白質相互作用的能力[7]。

lncRNA 最早被認為是轉錄副產物，但有越來越多的研究表明lncRNA 具有重要的細胞功能[8]。lncRNA 可通過影響轉錄因子結合而影響基因表達，也可影響染色質生物學的其他方面，如調控祖蛋白修飾、染色質修飾、調控DNA 復制或對DNA 損傷和修復的反應[9]。此外，lncRNA 還可在多個水平上調控基因表達，lncRNA 與RNAs的相互作用可能會影響RNA的剪接、穩定性和翻譯以及信號通路等[4]。同樣，lncRNA-蛋白相互作用可能會影響蛋白的穩定性、活性或定位。此外，與lncRNA 長度范圍相似的環狀RNAs，可作為miRNA的海綿起調控作用。

2 長鏈非編碼RNA 在創面愈合中的機制

lncRNA 與復雜的生物過程有關，如免疫細胞發育和功能、免疫紊亂、神經發育和神經疾病。隨著對lncRNA的深入研究，它在傷口愈合方面中的調控作用逐漸被關注到。傷口愈合是一個基本而復雜的過程，需要在受傷后恢復皮膚的完整性，這是通過一系列有序的階段來實現的：止血、炎癥、增殖和重塑[10]。如果不能進行這種有序和及時的修復，就會導致慢性無法愈合的傷口。針對lncRNA的治療是一種非常有前途的治療各種疾病的方法，不同功能的lncRNA 其治療手段需要根據lncRNA的作用方式進行調整[7]。lncRNA的靶向可能包括轉錄抑制、轉錄后抑制、二級結構形成或蛋白質相互作用的空間阻礙、合成lncRNA的引入、以及通過CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas13 調節lncRNA 基因組位點或表達模式等。

2.1 lncRNA 調控創面愈合中的炎癥過程 調節炎癥對于組織損傷后的修復和內穩態的恢復至關重要。巨噬細胞表型從促炎表型到促溶解/愈合的功能轉變有助于組織損傷后的愈合和內穩態的恢復。有報道發現[11]，lncFAO 是炎性巨噬細胞晚期代謝重編程的介質，通過促進巨噬細胞中的脂肪酸氧化，有助于小鼠的炎癥消退和組織修復。lncFAO 可直接與線粒體蛋白的HADHB 亞基相互作用并激活脂肪酸氧化，從而調節線粒體代謝，在巨噬細胞中起到免疫代謝調控節點的作用。LOC100130476 又名為WAKMAR2，可限制角質形成細胞產生炎性趨化因子，同時增強細胞遷移，也有促進創面愈合的效果[12]。

2.2 lncRNA 調控創面愈合中的細胞增殖 lncRNA通過調控表觀遺傳中的DNA 甲基化的功能、靶向與miRNA 結合、調控RNA 翻譯，以此實現細胞增殖、創面愈合。LOC105372576 即WAKMAR1 通過隔離DNMT 和干擾E2F1 啟動子的甲基化來激活E2F1表達[13]。E2F1 是遷移基因網絡上游的一個關鍵轉錄因子，所以WAKMAR1 可調控角質形成細胞的運動性和人離體皮膚創面的再上皮化能力。有報道稱[14]，XIST/miR29a/Lin28a ceRNA 網絡在燒傷后變性真皮修復即調節增殖、遷移和細胞外基質合成中起重要作用。同樣的是，LINC00672 通過與miR-619-5p 結合形成海綿效應，調節PI3K-AKT3 通路[15]。當抑制LINC00672 時可促進人皮膚成纖維細胞轉化為角質形成細胞樣細胞，角質形成細胞樣細胞有促進創面愈合的能力。此外，H19 在ADSC-EXOs 中的高表達，通過抑制miR-19b，促進SOX9的表達，以促進HSF 細胞增殖、遷移，從而使皮膚創面愈合[16]。TINCR 編碼的泛素樣蛋白即TUBL，以一種獨立于TINCR的RNA 二級結構的方式促進細胞周期進展，以促進細胞增殖、皮膚傷口的愈合[17]。

2.3 lncRNA 調控創面愈合中的血管新生 血管生成是創面愈合過程中增殖期的重要活動，包括內皮細胞增殖和內皮細胞遷移，以及毛細血管樣管的形成和成熟為新的血管[18]。有研究表明[1]，lncRNA NONHSAT073641 能促進內皮血管新生功能。HOTAIR 和SCEL 可與miR-126 競爭性結合，發揮競爭性內源RNA的功能。HOTAIR/miR-126/SCEL 軸通過介導血管新生促進燒傷創面愈合[19]。lncRNA ENST00000563492 通過下調miR-205-5p的功能，促進CDH11 和VEGF的表達，間接調控血管新生[20]。

2.4 lncRNA 調控細胞外基質的形成 MMPs 是一個鋅依賴性內肽酶家族，降解參與組織重塑的細胞外基質成分。當蛋白酶活性過高會導致傷口愈合延遲，如基質金屬蛋白酶-9[21]。有報道稱[22]，lncRNA TETILA 調節TET2的活性和定位，通過RNA-TET2的相互作用在lncRNA 和去甲基化蛋白之間建立了功能聯系。具體來說，TETILA 作為分子支架，提供結合表面來組裝去甲基化酶TET2 和TDG。該支架有助于將該復合物靶向基質金屬蛋白酶-9 啟動子，促進基質金屬蛋白酶-9 去甲基化和轉錄激活，從而調控細胞外基質的形成。

3 長鏈非編碼RNA 在糖尿病創面愈合中的研究進展

糖尿病足潰瘍（diabetic foot ulcer，DFU）是糖尿病常見且重要的并發癥，具有發病率高、預后差的特點。目前有越來越多的學者關注到lncRNA 在糖尿病難愈性創面領域的作用。lncRNA 可作為治療靶標，通過調節炎癥反應，促進細胞增殖、成管、遷移能力，抑制細胞凋亡，促進淋巴液產生，調節免疫失衡等全方面多角度地促進糖尿病難愈性創面愈合。長鏈非編碼RNA 也可以作為診斷標記物在糖尿病傷口中發揮作用。

糖尿病創面難愈是多種因素導致，其中一個中心因素為持續存在的慢性炎癥[23]。有報道稱，在炎性傷口修復過程中，miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-19b 和miR-20a 中被上調。從機理上講，miR-19a/b和miR-20a 分別通過靶向SHCBP1 和SEMA7A 降低TLR3 介導的NF-κB 活化，從而減少了角質形成細胞的炎癥趨化因子和細胞因子的產生，從而促進糖尿病創面愈合[24]。另有研究發現[25]，lncRNA GAS5過表達通過顯著誘導STAT1 表達促進M1 巨噬細胞表型的表達，參與巨噬細胞極化調節，以促進糖尿病創面愈合。血管新生受損，也是糖尿病創面難愈合的一個重要因素。有報道稱lncRNA GAS5 通過與TAF15 結合激活HIF1A/VEGF 通路，促進高糖培養的HUVECs的細胞增殖、創面愈合和小管形成，以加速糖尿病足潰瘍的創面愈合[26]。淋巴管生產緩慢是導致糖尿病創面愈合受損的一個重要原因。lncRNA ANRIL 可以通過海綿吸收miR-181a 來增強Prox1的表達，從而促進淋巴管生成，提高糖尿病創面愈合的效果[3]。有研究發現[27]，T 淋巴細胞的免疫功能紊亂可能與DFU的發生密切相關，且lncRNA-ENST00000411554/MAPK1 軸介導的MAPK 信號轉導通路的激活可能會影響DFU 免疫調節失衡。lncRNA H19 在觸發血管生成中起著重要作用[28]，而lncRNA H19的表達水平在糖尿病中顯著降低[29]。有研究將lncRNA H19 裝載到細胞外囊泡模擬納米囊泡中，并將負載藻酸鹽水凝膠的lncRNA H19 納米囊泡作為敷料應用于體內實驗模型的傷口床上，表明其確有改善慢性創面的血供、促進再上皮化、創面愈合的作用[2]。有報道稱[30]，lncRNA H19 可以募集EZH2 介導的組蛋白甲基化，并調節HIF-1α 信號通路，促進成纖維細胞活化，從而促進糖尿病傷口愈合。此外，lncRNA H19 上調可通過競爭性結合miR-29b 提高FBN1的表達，增強成纖維細胞的增殖、遷移，抑制成纖維細胞凋亡，從而促進糖尿病足潰瘍創面愈合[31]。MSC 衍生的外泌體中的lncRNA H19 通過削弱miR-152-3p 介導的PTEN 抑制作用，來防止成纖維細胞的凋亡和炎癥，從而刺激糖尿病傷口的愈合[32]。不僅如此，有研究發現H19 也可以作為鑒定糖尿病活動期的新生物標志物存在[33]，但需要更大的隊列研究來證明其作為臨床生物標志物的能力。

除此之外，其他新鑒定的一些lncRNA 通過某些潛在的治療靶點，同樣可調節糖尿病創面情況。lncRNA MRAK052872 即Lnc-URIDS 可與Plod1的結合，導致Plod1的蛋白質穩定性降低，最終導致膠原生成和沉積的失調，并延遲傷口愈合。當敲除Lnc-URIDS 時，可促進成纖維細胞遷移，加速體內糖尿病傷口愈合。lncRNA Rik 可以作為ceRNA 與miR-181a-5p 結合，從而促進糖尿病角膜上皮傷口的體外愈合[9]。

通過藥物或其他不同的治療手段，同樣可以調節lncRNA 促進糖尿病創面愈合。有報道發現[34]，改良的自體血液保存可以有效改善小鼠血液的生理狀態，且其中上調的lncRNA MALAT1，可通過激活HIF-1a 信號通路加速糖尿病小鼠的成纖維細胞活化和傷口愈合；局部應用美伐他汀，誘導長鏈非編碼RNA Gas5的表達，從而阻斷了c-Myc的表達，逆轉了DFUs 中c-Myc的過表達，并通過多種機制促進上皮化，從而加速糖尿病傷口閉合。此外，lncRNA 靶向治療的方法可通過注射由EMNVs、慢病毒或外泌體攜帶的過表達lncRNA，用RNAi 沉默靶基因的方式來改善糖尿病傷口愈合情況[33]。

4 總結

lncRNA 在糖尿病難愈創面的諸多愈合機制中發揮了極其重要的作用，隨著對糖尿病難愈性創面的深入研究，lncRNA H19 等一批lncRNA 極有可能成為未來治療糖尿病難愈性創面的關鍵靶點。但目前lncRNA的治療仍停留在動物實驗階段，仍需對lncRNA的安全性進行更深入的研究。