長鏈非編碼RNA與心房顫動的研究進展

摘要" 心房顫動（AF）是一種常見的心律失常，發生于器質性心臟病病人。藥物治療效果不佳，因此，探尋新的治療策略變得越來越必要。長鏈非編碼 RNA（lncRNA）是一類長度超過200 nt的非編碼RNA，其在多水平調控基因表達。一些lncRNAs可能與AF相關。參與結構重塑、電重塑等的lncRNAs可能成為AF診斷及治療的靶標，而參與自主神經重構的lncRNAs可能為AF的預后及復發帶來新的啟示。

關鍵詞" 心房顫動；長鏈非編碼RNA；結構重構；電重構；腎素-血管緊張素系統；能量代謝障礙；鈣調控異常；綜述

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.16.010

心房顫動（atrial fibrillation，AF）是臨床最常見的心律失常之一，與腦卒中、心力衰竭等疾病聯系緊密，并且其發病率隨年齡增長而增加。流行病學調查顯示：我國約有487萬例AF病人，35歲以上人群AF患病率為0.7%，75歲以上人群患病率高達2.4%，并且我國心房顫動病人腦卒中總體發生比例為24.8%［1］。 長鏈非編碼RNA（lncRNAs）是一組長度大于200個核苷酸的ncRNA，近年的研究已發現其與心律失常、高血壓、動脈粥樣硬化、冠心病的發生有關［2-5］，并且還參與調節AF發生發展過程中的諸多環節。

1" lncRNA的分類

根據lncRNA與目標編碼區的基因組的位置關系，lncRNA可分為五大類：1）內含子lncRNA，完全從蛋白質編碼基因的內含子區域轉錄；2）基因間lncRNA，位于2個基因的間隔之中，獨立轉錄；3）同義lncRNA，其與mRNA的外顯子或內含子重疊；4）反義lncRNA，其從蛋白質編碼基因的相反鏈轉錄；5）雙向lncRNA，其與蛋白質編碼基因共享啟動子，但以相反的方向轉錄［6-8］。

2" lncRNA的功能

研究發現，lncRNA在不同水平調控基因表達，主要機制包括：1）編碼蛋白的基因上游啟動子區轉錄，干擾下游基因的表達；2）抑制RNA聚合酶Ⅱ或者介導染色質重構以及組蛋白修飾，影響下游基因的表達；3）與

基金項目" 2021年度天津市教委科研計劃自然重點項目（No.2021ZD028）

作者單位" 1.天津中醫藥大學研究生院（天津 301617）；2.天津中醫藥大學第二附屬醫院（天津 300250）

通訊作者" 路美娟，E-mail：lmj830127@qq.com

引用信息" 劉毅，楊培麗，路美娟.長鏈非編碼RNA與心房顫動的研究進展［J］.中西醫結合心腦血管病雜志，2024，22（16）：2943-2946.

編碼蛋白基因的轉錄本形成互補雙鏈，干擾mRNA的剪切，形成不同的剪切形式；4）與編碼蛋白基因的轉錄本形成互補雙鏈，在Dicer酶的作用下產生內源性RNA；5）與特定蛋白質結合后，lncRNA轉錄本可調節相應蛋白的活性；6）作為結構組分與蛋白質形成核酸蛋白質復合體；7）結合到特定蛋白質上，改變該蛋白質的細胞定位；8）作為小分子RNA，如miRNA的前體分子［6，9］。

3" AF中lncRNA的表達

在動物模型和AF病人的心臟組織和血液中經常出現lncRNA表達異常。Zhang等［10］研究AF病人與健康人血清中的lncRNA表達差異，結果顯示，AF病人lncRNA與健康人相比，有753個lncRNA上調，315個lncRNA下調，進一步分析前4個差異表達的lncRNA（NR-001587、NR-015407、NR-038455和NR-038894）后發現其可能通過影響磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）細胞增殖信號通路發揮作用，并且血清NR-001587水平升高與AF發病率密切相關。Shi等［11］研究顯示，AF病人血清中GASS的表達顯著下調。Chen等［12］由基因表達綜合數據庫下載數據集，比較驗證后得到AF病人與竇性心律病人之間差異表達的18個lncRNA，進一步分析得出，FAM201A與AF的發病最具相關性，FAM201A的表達降低可能與AF的發生有關。有研究表明，lncRNA生長阻滯特異性轉錄因子5（GAS5）存在于AF病人的血清和心臟組織中，其在AF病人的心房組織中的表達也下調［13］。Xie等［14］基于基因表達綜合數據庫（GEO）篩選lncRNA在AF病人中的表達譜，分析出6個差異表達的lncRNA，其中2種lncRNA下調，4種lncRNA上調，并對lncRNA調控網絡中的相關基因進行生信分析，結果表明，lncRNA的差異表達參與AF發生發展過程中的多種通路，如鈣離子信號通路、心臟能量代謝等。這些研究提示，lncRNA在AF發生發展的多個環節中起到了重要作用。

4" lncRNA在AF中的作用

4.1" lncRNA與心房結構重塑

AF常常伴隨著心肌纖維化，這一現象是AF發生的重要病理基礎之一，而心肌纖維化同時也是心肌重構的重要特征［15］。轉化生長因子（TGF）-β1/ Smad通路是導致心房纖維化最常見的機制之一，上調會促進心房纖維化和AF的發生［16］。Cao等［17］研究發現AF病人的心房組織中lncRNA漿細胞瘤變異易位1（PVT1）的表達增加，與Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原的增加呈正相關；而在lncRNA PVT1敲低的動物模型中，其心肌纖維化程度有所減輕。Guo等［18］對比了AF病人和健康對照組的血清樣本發現lncRNA牛磺酸上調基因1（TUG1）和miR-29b-3p表達成反比，而在動物模型中，miR-29b-3p的下調逆轉了TUG1敲低對心肌成纖維細胞（CF）增殖的抑制作用。這一研究提示TUG1可能通過miR-29b-3p調控心房中TGF-β1的表達和CF的增殖。有研究表明，在AF大鼠心房組織中，lncRNA心肌梗死相關轉錄本（MIAT）的表達顯著增加，miR-133a-3p的表達顯著減少，并且在AF病人外周血白細胞中MIAT高表達，miR-133a-3p顯著降低［19］。與上述lncRNA不同，lncRNA GSA5在AF病人右心組織中的表達顯著低于對照組，進一步研究顯示lncRNA GSA5能通過抑制激活素受體樣激酶5（ALK5）的表達延緩心肌纖維化進程［13］。心肌結構重構對于AF的發展至關重要。以上研究表明，lncRNA的靶向調節對于心肌纖維化有重要意義。然而，心肌纖維化不僅受TGF-β1/Smad通路的影響，還可能受到Janus激酶（JAK）/信號轉導子及轉錄激活因子（STAT）和PI3K/AKT通路的影響［20-21］，lncRNA能否通過這些通路對AF進行調節仍需進一步研究。

4.2" lncRNA與電重構

AF時心肌電重構主要表現為心房有效不應期及動作電位時程縮短。在Li等［22］構建的兔AF模型中，lncRNA TCONS_00075467的表達顯著下調，使用慢病毒沉默TCONS_00075467會導致心房有效不應期、L型鈣通道電流及動作電位時程縮短。該團隊進一步研究發現TCONS_00075467可通過miR-328，下調其下游基因L型電壓依賴鈣離子通道A1C亞基（CACNA1C）的表達，從而影響AF電重構。Shen等［23］在血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）誘導的AF小鼠中發現lncRNA 電壓門控鉀通道亞家族Q1重疊轉錄物（KCNQ1OT）1高表達。而高表達的KCNQ1OT1會抑制miR-384對于CACNA1C的沉默作用，使CACNA1C水平升高并促進AF的發展。此外，成對樣同源域轉錄因子（paired-like homeodomain transcription factor，PITX）2也被證明參與離子通道基因的調節，在AF中發揮作用［24］。Holmes等［25］研究表明，PITX2水平降低的小鼠更易患AF。Gore-Panter等［26］發現了PITX2上游的一種lncRNA，稱為PITX2相鄰非編碼RNA（PANCR），在AF病人左心耳樣本中PANCR與PITX2的表達呈正相關，而PANCR敲除模型中PITX2的表達下調。因此，PANCR或可間接調控PITX2影響AF的發生發展，但其作用機制仍未明確。

4.3" lncRNA與Ca2＋調控

心肌收縮由心肌肌漿網通過Ca2＋釋放通道蘭尼堿受體（ryanodine receptor type-2，RyR2）釋放Ca2＋觸發，而心肌舒張則是Ca2＋通過肌漿/內質網Ca2＋-ATP酶（SERCA）2a進入肌漿網的結果。Ca2＋穩態失調是心室顫動的核心，其特征是細胞內Ca2＋釋放異常［27］。Sun等［28］研究表明，在AF犬模型中SERCA2a表達下調，SERCA2a對于抑制AF的發生可能起到一定作用。Zhang等［29］的實驗結果表明，lncRNA鋅指結構反義轉錄本1（ZFAS1）是一種內源性SERCA2a抑制劑，在小鼠心肌梗死模型中，其可以與SERCA2a蛋白結合以限制其細胞內表達水平并抑制其活性。此外，lnc EDCH1可以與SERCA2結合，以增強SERCA2蛋白的穩定性，并增加SERCA2活性［30］。雖然目前還沒有確鑿的證據表明lncRNA與AF的發生發展相關，但是通過繼續深入研究lncRNA，或許可以找到一些新的靶點，來更好地預防和治療AF。Junctophillin-2（JP2）作為細胞膜和肌漿網之間的連接蛋白，能夠調節RyR2的活性，兩者之間存在直接作用。一項臨床研究納入了125例AF病人和168名健康對照者，并比較兩組miR-24、LINC00472、JP2和RyR2的表達，結果表明，AF病人的miR-24表達水平升高，LINC00472表達水平降低，AF病人LINC00472的DNA甲基化水平升高［31］。miR-24可以通過直接與LINC00472和JP2結合來下調其表達。lncRNA LINC00472啟動子甲基化的失調降低了LINC00472的表達，隨后上調了其競爭性內源性RNA miR-24的表達。因此，LINC00472可通過miR-24/JP2/RyR2信號通路來調節AF的進展。研究發現，在AngⅡ誘導的AF小鼠中，lncRNA的作用可能與鈣通道等機制有關。這表明Ras和鈣調控異常之間可能存在著一些共同靶點［23］。假設存在一些lncRNA可以同時影響這些機制，那么將成為治療AF的重要靶點。

4.4" lncRNA與能量代謝異常

心臟能量代謝異常在心房心律失常的發生過程中起著一定作用，有研究表明，AF的代謝重塑先于電重構和結構重塑［32］。與AF相關的能量代謝異常主要體現為腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）變化、線粒體功能障礙及活性氧自由基蓄積［33］。過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助激活因子1α/過氧化物酶體增殖物激活受體γ（PGC-1α/PPARγ）是能量代謝中的重要通路，在AF的能量代謝異常中發揮了重要作用［34］。李建華等［35］通過AF兔模型篩選出lncRNA TCONS_00016478，沉默其表達可引起PGC1-α/PPARγ水平降低，引起兔心房肌細胞脂滴異常沉積；同樣在AF兔模型中，Jiang等［36］篩選出了lncRNA TCONS_002016478，沉默其表達可顯著降低PGC1-α、PPARγ、葡萄糖轉運蛋白4（GLUT4）和肉堿棕櫚酰轉移酶1（CPT1）的表達水平。但TCONS_00016478、TCONS_002016478對PGC1-α/PPARγ通路的作用是否與其他因素相關，能否通過該通路改善線粒體功能，仍有待研究。Chen等［37］研究表明，lncRNA AK055347在AF病人的左心房中差異表達，敲除AK055347將抑制H9c2心肌細胞的活力，同時造成Cyp450、ATP合成酶表達下調，其可能通過調控Cyp450、ATP合成酶及下游靶點MSS51的表達，致使線粒體能量代謝功能障礙。目前，在AF中對于能量代謝障礙的研究還比較少，需要進一步探索。

4.5" lncRNA與腎素-血管緊張素系統（RAS）

RAS在AF病人中的激活過程中，AngⅡ的釋放會導致左心房壓力升高。隨之而來的是左心房擴張以及離子通道改變，這是電重構的典型表現。長期的RAS 激活還會使心肌組織中血管緊張素轉化酶（ACE）的水平上升，2型血管緊張素受體（AT2）密度增加，造成結構重塑、炎癥和纖維化［38］。lncRNA核富集豐度轉錄物1（NEAT1）在AF病人心房組織中表達上調，而NEAT1敲低改善了AngⅡ引起的AF小鼠心房纖維化狀況，進一步研究表明NEAT1通過充當競爭性內源RNA（ceRNA）負調節miR-320的表達來發揮作用［39］。這些發現表明NEAT1對心房纖維化有顯著影響，并且這種lncRNA可能是AF治療的新潛在分子靶標。但是由于目前在這一領域的研究還存在大量空白，是否有更多lncRNA參與RAS的激活過程，又在其中發揮怎樣的作用，亟待進一步研究驗證。

5" 小" 結

當前，對AF的臨床治療方法包括藥物、射頻消融和外科手術等。然而，這些方法存在著很多局限性，如副作用大、遠期復發率高和費用昂貴等。隨著基因技術的發展和對AF病理生理機制的認識，越來越多的研究者試圖從基因層面對AF進行靶向治療。在過去的幾十年中，研究顯示lncRNA在AF的發生和發展過程中扮演著重要角色。lncRNA有望成為一種新的生物標志物，發揮著診斷工具或治療靶點的作用。 然而，對其認識仍處于起步階段，并在臨床診療中運用較少。因此，需要進一步的研究為臨床實踐提供可靠的依據。

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（收稿日期：2023-06-05）

（本文編輯王麗）