長鏈非編碼RNA與微RNA相互作用在血管生成中的研究進展

陳欣欣，陳曉隆

（中國醫科大學附屬盛京醫院眼科，沈陽 110004）

血管生成是指從先前存在的毛細血管后小靜脈中長出新血管的過程，其在胚胎發育、傷口愈合和炎癥等過程中起著至關重要的作用［1］。除了維持正常的生理過程，血管生成失衡還能導致各種疾病，如糖尿病視網膜病變、癌癥和慢性傷口等［2］。腫瘤的生長和腫瘤轉移的進展在很大程度上取決于血管生成［3］。非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）被發現與許多人類疾病的發生有關。ncRNA沒有蛋白質編碼潛力，但可以調節基因的轉錄和轉換［4］。長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）的長度>200個核苷酸［5］。先前的研究［6］表明，lncRNA可以調節不同染色體上的基因表達，并影響其近端編碼基因的表達。與其他類型的ncRNA不同，lncRNA定位于細胞核和細胞質，表明其在基因中的重要作用。

lncRNA是ncRNA的一部分，在疾病的發生發展中發揮著重要作用。研究［7］發現lncRNA可以調節血管生成。不同的lncRNA對其有正向或反向的影響［8］。本文闡述與血管生成發生發展相關的不同類型的lncRNA，并討論其潛在的信號通路和聯系。

1 常見lncRNA在血管生成發生發展中的作用

1.1 心肌梗死相關轉錄本（myocardial infarction associated transcript，MIAT）

MIAT是近年來發現的一種新的疾病相關轉錄因子，在心肌梗死、精神分裂癥、缺血性卒中、糖尿病并發癥、老年性白內障、癌癥等多種疾病中均有異常表達。MIAT位于染色體22q12.1上［9］，在小鼠中稱為視網膜核糖核酸2（retina ncRNA 2，RNCR2），在人類中也稱為RNCR2，長度為30 051 bp。

MIAT可以激活轉化生長因子-β1信號，促進新生血管的發生發展。同時，MIAT基因敲除可以下調糖尿病誘導的血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、腫瘤壞死因子-α和細胞間黏附分子-1的表達。YAN等［10］發現MIAT解除了miR-150-5P的抑制作用。血管內皮生長因子被認為是miR-150-5p的靶產物，miR-150-5p抑制血管內皮生長因子表達水平。MIAT/miR-150-5p/VEGF潛在調控網絡整合了參與病理性血管生成的轉錄和翻譯網絡。

此外，MIAT在KESE 150和Eca 109細胞中下調基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）蛋白表達［11］。MMP的過度表達與血管生成密切相關。MMP-2和MMP-9是基質金屬蛋白酶家族的2個重要成員，能有效地分解基底膜的主要成分［12］。MIAT在血管生成的發展過程中起著復雜的調節作用，存在于患者血漿中的MIAT檢測結果可能有助于尋找合適的治療方法。

1.2 轉移相關肺腺癌轉錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）

MALAT1是首次被鑒定為與代謝性肺癌組織相關的過表達轉錄本之一，被稱為核濃縮常染色體轉錄本2，位于染色體11q13［13］。此外，MALAT1高度保守，可以誘導腫瘤驅動的內皮細胞遷移、侵襲和血管生成［14］。MALAT1作為致癌基因存在許多人類惡性腫瘤中。MALAT1可刺激骨肉瘤（osteosarcoma，OS）進展和轉移。例如，通過激活miR-140-5p/HDAC4信號，lncRNAMALAT1調節OS細胞的增殖和凋亡［15］。lncRNAMALAT1通過吸附miR-202促進OS肺轉移［16］在OS細胞中，MALAT1/miR-26a-5p/FOXO1反饋環調控遷移和增殖［17］。lncRNAMALAT1通過調節miR-150-5p/VEGFA軸，促進了OS微環境中的血管生成［18］。

LIU等［19］研究發現在糖尿病情況下，視網膜內皮細胞中MALAT1的水平上調。高水平的MALAT1可以觸發p38/MAPK通路，調節病理性微血管生長，進而影響人視網膜內皮因子功能。此外，MALAT1基因敲除可以減少血管滲漏、視網膜炎癥和視網膜血管化，并顯著地減少人視網膜內皮因子的增殖、遷移和管狀細胞的形成。CHEN等［20］發現，在低氧條件下，MALAT1的水平明顯增加。MALAT1調節內皮細胞的表型轉換，但沉默MALAT1會抑制內皮細胞的增殖。在活體研究中，MALAT1基因的切除抑制了新生視網膜的血管化和內皮細胞的增殖。抑制MALAT1后，缺血后血流恢復和毛細血管密度下降。

研究［21］顯示，MALAT1扮演著競爭的內源性RNA的角色。MALAT1可通過miR-124依賴的機制促進單核細胞趨化蛋白1的表達。另一項研究［19］結果顯示，MALAT1在新生血管發生發展中發揮作用。當視網膜微血管內皮細胞受HG影響時，MALAT1和血管內皮-鈣黏附素（vascular endothelial-cadherin，VE-cadherin）上調，而miR-125b水平下調。相反，MALAT1基因敲除后，細胞的增殖和遷移受到抑制。說明MALAT1通過調節miR-125b/VE-cadherin通路促進新生血管形成。YU等［22］研究表明，MALAT1在糖尿病視網膜組織中的表達水平升高，而miR-203a-3p的表達水平降低。血管內皮細胞的增殖和遷移不僅受到miR-203a-3p上調的抑制，還受到MALAT1基因敲除的抑制。綜上所述，MALAT1可能通過調節miR-203a-3p誘導血管生成。

1.3 母系表達基因3（maternally expressed gene 3，MEG3）

MEG3位于染色體14q32.3上，是一個母系印記基因［23］，被初步認定為腫瘤抑制基因。在多種腫瘤中，MEG3基因可以阻斷VEGF刺激的內皮細胞的增殖、遷移和血管生成［24］。MEG3基因改變了DLK1-MEG3微RNA（microRNA，miRNA）簇的表觀遺傳調控。MEG3過表達可間接降低微血管并發癥發生發展過程中所必需的血管內皮生長因子和轉化生長因子-β1的表達。另一項體外研究［25］證實，轉甲狀腺素（transhyretin，TTR）可抑制內皮細胞的增殖，誘導細胞凋亡。TTR與poly（A）結合蛋白胞質1［poly（A）binding protein cytoplasmic 1，PABPC1］之間有直接的相互作用［26］。此外，PABPC1基因敲除明顯導致MEG3水平下降。

MEG3基因敲除可緩解微血管功能障礙和內皮細胞增殖。此外，MEG3過表達導致miR-223-3p水平下降［27］。且miR-223-3p通過調節內皮細胞的增殖和血管生成影響Notch1通路。總之，TTR/PABPC1/MEG3/miR-233-3p/Notch1通路的調控在新生血管生成的發生發展中起重要作用。

1.4 SRY盒轉錄因子2重疊轉錄本（SOX2 overlapping transcript，SOX2OT）

SOX2OT位于染色體3q26.3上，存在于各種腫瘤組織和干細胞中［28］。研究［28］表明，lncRNA可以與mRNA共同的miRNA結合位點結合，并取消這些miRNA 的下游效應。SOX2OT對miR-375、miR-211、miR-194-5p和miR-122等海綿分離，在多種腫瘤中被鑒定為CerNA。生物信息學分析表明，在SOX2OT中存在一個與miR-375、miR-211、miR-194-5p和miR-375可能存在結合位點。雙熒光素酶分析進一步證實了miR-132與SOX2OT的直接結合。miR-132是一種腫瘤抑制因子，可以抑制非小細胞肺癌細胞的增殖、遷移、侵襲和上皮-間質轉化過程。在非小細胞肺癌組織中觀察到miR-132和SOX2OT呈負相關［29］。研究［29］結果還證明轉染miR-132抑制劑可以挽救sh-SOX2OT對細胞增殖、遷移、侵襲和上皮-間質轉化過程的抑制作用。

體外研究［30］表明SOX2OT通過靶向胃癌中的miR-194-5p抑制上皮-間質轉化，從而抑制細胞的增殖和遷移。另外，體內實驗［30］結果表明，SOX2OT基因敲除可通過抑制上皮-間質轉化抑制胃癌生長和MMP-2、MMP-9的表達。與sh-NC組相比，sh-SOX2OT組miR-194-5p的相對表達量增加。SOX2OT/miR-194-5p軸在體內外均通過調節上皮-間質轉化抑制細胞的增殖和遷移。

2 其他類型的lncRNA在血管生成發生發展中的作用

研究［31］發現新類型的lncRNA與血管生成的發生發展有關。小核仁RNA宿主基因7（small nucleolar RNA host gene 7，SNHG7）是一種癌基因，在多種癌癥中被發現與內皮細胞的凋亡有關。此外，SNHG7還可以降低miR-543的水平并激活沉默信息調節因子，以阻止內皮細胞的增殖、遷移和血管生成［32］。SNHG7可能成為血管生成相關疾病患者的治療靶點。睪丸發育相關基因1（testis developmental related gene 1，TDRG1）是新近發現的一種lncRNA，可能通過上調血管內皮生長因子-α的陽性表達而促進子宮內膜癌細胞的增殖和遷移［33］。在高血糖人視網膜內皮因子模型中，TDRG1和VEGF的表達同步增加。另外，TDRG1的下調可以直接降低VEGF的水平，從而阻止微血管細胞的功能障礙。因此，TDRG1可能是一個針對VEGF治療的靶點。X-失活特異性轉錄本（X-inactive specific transcript，XIST）是另一類lncRNA，位于染色體Xq13.2上。在許多人類癌癥中，XIST表達失調，但目前尚不清楚XIST是表觀遺傳不穩定性的結果，還是在癌癥發生過程中起重要作用。肺腺癌轉錄本1（lung adenocarcinoma transcript 1，LUADT1）已被發現是肺癌特有的致癌基因。LUADT1可能激活PRX3/miR-383信號通路，減輕內皮細胞凋亡［34］。LUADT1在血管生成中的作用機制需要更多的證據來進一步論證。

3 展望

目前，在臨床研究或細胞模型中已經發現了許多類型的與血管生成進展相關的lncRNA。隨著發現的lncRNA種類越多，就需要更多的研究來探索它們可能發揮的功能作用。本文總結了大部分可能在血管生成中起作用的lncRNA，為血管生成與lncRNA之間的關系提供了進一步的研究方向，同時也為治療血管生成指出了潛在的治療靶點。