孫琪 田進偉 劉躍光

157011 牡丹江醫(yī)學院(孫琪、劉躍光)；150001 哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院心內科(田進偉)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是心血管系統(tǒng)常見的慢性血管炎癥疾病，其會導致動脈壁硬化和增厚，以及包含免疫細胞、間充質細胞和脂質等的斑塊形成，一旦不穩(wěn)定的AS斑塊發(fā)生破裂，將會導致血栓形成和血流中斷。AS也是許多心腦血管疾病的病理基礎，如腦卒中、心肌梗死等，極度危害人類健康。雖然藥物及介入等的進展使AS得到了一定程度的治療，但AS所引起的心腦血管疾病仍未減少。因此，深入探討AS的發(fā)病機制，找尋新的治療靶點以改善AS顯得尤為迫切。近年研究發(fā)現(xiàn)，長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)可以通過影響血管內皮細胞功能、平滑肌細胞增殖與遷移、炎癥反應和脂質代謝等過程來影響AS的發(fā)生、發(fā)展及預后。因此，本文就目前l(fā)ncRNA在AS病程中的研究進展進行綜述。

1 lncRNA的定義、分類和功能

LncRNA被廣泛定義為長度超過200個核苷酸，并且不編碼蛋白質的線性RNA。經過RNA聚合酶Ⅱ的作用，在轉錄后剪接5’帽和3’多聚A尾，形成完整成熟的lncRNA分子結構。

近年來隨著高通量測序技術的發(fā)展，在癌癥和其他包括心血管疾病中發(fā)現(xiàn)，lncRNA是基因轉錄過程中的重要調節(jié)因子[1-2]。在NONCODE數據庫(version 4.0；http：//www.noncode.org)中顯示，人類和小鼠分別有145 331種和74 963種lncRNA。然而，數據庫中所有l(wèi)ncRNA是否都具有生物學功能仍然不清楚，正待研究。

基于lncRNA與附近蛋白質編碼基因之間的相關性，可將其粗略地分為以下4類：(1)同義，通過共享相同的啟動子來重疊蛋白質編碼基因；(2)反義，位于蛋白質編碼基因的反義方向(相反的鏈)；(3)內含子，由蛋白質編碼基因的內含子產生；(4)基因間，也稱為基因間的長鏈非編碼RNA(long intergenic non-coding RNA，lincRNA)，位于兩個蛋白質編碼基因之間[3](圖1)。

lncRNA：長鏈非編碼RNA；由上到下依次為同義lncRNA、反義lncRNA、內含子lncRNA和基因間lncRNA(即lincRNA)，黃色箭頭表示編碼基因

此外，基于lncRNA在生理和病理狀態(tài)中的功能作用也可分為以下6類：(1)作為微小RNA(microRNA，miRNA)的宿主基因；(2)作為miRNA海綿；(3)作為共同激活劑或共同抑制劑；(4)作為轉錄因子或RNAPⅡ的誘餌；(5)與染色質修飾復合物的募集和相互作用；(6)與組蛋白修飾相互作用[4-5]。

2 lncRNA與AS

AS的進展通常伴隨著內膜的過度纖維化、炎癥反應的級聯(lián)、脂質斑塊的形成。研究表明，lncRNA在內皮細胞功能障礙、平滑肌細胞增殖與遷移、單核細胞/巨噬細胞及炎癥反應、脂質代謝等方面影響AS。

2.1 lncRNA對內皮細胞功能的影響

由內皮細胞損傷導致的內皮細胞功能障礙，代表著AS發(fā)生和發(fā)展的早期階段。其中，受損的內皮細胞會引起粘附蛋白的積累與滲透性的增加，從而刺激白細胞遷移到血管壁中。病理性血管生成通常由細胞增殖、細胞遷移、免疫或炎癥反應引起，在AS中起著關鍵作用[6]。以往研究表明，lncRNA可以調節(jié)內皮細胞功能。

肺腺癌轉移相關轉錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT-1)是一類可以調節(jié)CXC趨化因子受體2的lncRNA。Cremer等[7]研究發(fā)現(xiàn)，從ApoE-/-MALAT-1-/-小鼠分離的髓樣細胞顯示，髓樣細胞對AS的血管內皮細胞的粘附力增強，且促炎介質的水平升高。研究顯示，MALAT-1的抗炎作用部分歸因于miR-503的減少。此外，Li等[8]利用氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)刺激人臍靜脈內皮細胞，發(fā)現(xiàn)ox-LDL通過激活lncRNA MALAT-1依賴性Wnt/β-catenin信號通路可誘導病理性內皮細胞間質化；在另一項研究中發(fā)現(xiàn)，lncRNA HOXA末端轉錄本反義RNA(HOXA distal transcript antisense RNA，HOTTIP)也可通過該通路促進內皮細胞的增殖與遷移[9]。LncRNA在血管內皮細胞內也能經由競爭性內源性RNA調控機制行使功能[10]。Song等[11]研究顯示，lncRNA MALAT-1通過競爭性結合miR-22影響NOD樣受體蛋白3的表達，從而促進高葡萄糖誘導的人內皮細胞焦亡，這可能為治療AS提供了新的靶點。還有研究發(fā)現(xiàn)，在人冠狀動脈內皮細胞中，lncRNA MALAT-1可通過競爭性結合miR-155來抑制炎癥細胞因子的釋放和細胞凋亡，從而上調細胞因子信號轉導抑制因子1(suppressor of cytokine signaling 1，SOCS1)水平，進而抑制JAK-STAT通路[12]，因此，調節(jié)MALAT-1/miR-155/SOCS1軸可緩解AS持續(xù)存在的炎癥。綜上，MALAT-1作為可以緩解AS炎癥的lncRNA，有望成為治療的新靶點。

研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA母系表達基因3(maternally expressed gene 3，MEG3)在多種腫瘤中均下調，然而其在AS中的作用仍然未知。Wu等[13]研究發(fā)現(xiàn)，過表達MEG3可通過競爭性內源性RNA機制抑制內皮細胞中miR-21的表達，并上調miR-21的直接靶基因Ras同源物基因家族成員B(Ras homolog gene family member B，RhoB)和第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)的表達水平，從而抑制內皮細胞的增殖和遷移。在另一項研究中提到，lncRNA MEG3可通過序列互補作用結合miR-223，以抑制miR-223的功能并上調NOD樣受體蛋白3表達，進而促進人類主動脈內皮細胞焦亡[14]，而其中細胞焦亡在AS中發(fā)揮著重要的作用。

還有研究發(fā)現(xiàn)，在AS斑塊內部存在病理性的新生血管[15]，在此過程中，因免疫細胞介導細胞因子的持續(xù)存在，導致持續(xù)合成內皮細胞，使得病理性新生血管的脆性大、滲透性高、穩(wěn)定性差，因此新生血管極易破裂出血，從而增加了AS斑塊內出血的風險。Leisegang等[16]研究發(fā)現(xiàn)，核定位的lncRNA MANTIS是一種能夠促進內皮血管生成功能的差異調節(jié)的新型lncRNA。Zhu等[17]研究發(fā)現(xiàn)，被腫瘤生長因子β活化的lncRNA(lncRNA activated by tumor growth factor‐β，lncRNA-ATB)可通過內源性海綿作用靶向作用于miR-195，激活PI3K/AKT和MEK/ERK通路，從而增強人微血管內皮細胞的活性、遷移與管形成，以及上調血管內皮生長因子。另外Yin等[18]發(fā)現(xiàn)，沉默lncRNA 尿路上皮癌胚抗原1(urothelial carcinoma associated 1，UCA1)上調miR-195，在很大程度上抑制了人微血管內皮細胞的生長和管形成。而上調的miR-195反過來使MEK/ERK和mTOR信號通路失活，并最終抑制周期蛋白D1表達。

2.2 lncRNA對平滑肌細胞增殖與遷移的影響

血管平滑肌細胞的增殖和凋亡之間的平衡在AS病程發(fā)展中起重要作用。在AS形成的初始階段，血管平滑肌細胞異常增殖并遷移至內膜積聚，導致內膜增厚，促進AS斑塊形成；且在AS病程中，血管平滑肌細胞會從收縮型轉變?yōu)樵鲋承筒⑦w移進入內膜，導致AS斑塊不穩(wěn)定與新生內膜增生等血管病變。

細胞周期激酶抑制因子4(INK4)基因座中反義非編碼RNA(antisense non-coding RNA in the INK4 locus，ANRIL)是一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA，位于染色體9p21，是與心血管疾病關聯(lián)最強的遺傳易感基因位點。全基因組關聯(lián)分析已將該基因位點的單核苷酸多態(tài)性與心血管疾病及其他疾病(如糖尿病和癌癥)聯(lián)系起來。然而，這種lncRNA在AS進展中的作用仍然知之甚少。Congrains等[19-20]研究發(fā)現(xiàn)，在人主動脈平滑肌細胞中，9p21基因座中的幾個與心血管疾病相關的單核苷酸多態(tài)性會影響ANRIL的表達，且ANRIL的剪接體通過細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A和2B調節(jié)細胞增殖、凋亡、細胞外基質的重構和炎癥反應的基因表達，最終影響心血管等疾病的風險。

在另一項研究中發(fā)現(xiàn)，高脂喂養(yǎng)ApoE-/-小鼠斑塊中l(wèi)incRNA-p21顯著下調，且發(fā)現(xiàn)在平滑肌細胞和單核巨噬細胞中，lincRNA-p21可促進二者凋亡、抑制增殖[21]；研究其機制顯示，lincRNA-p21通過p53通路調控平滑肌細胞增殖，可直接與小鼠雙微體2結合，抑制其對p53的降解作用，同時也促進p300乙?；せ頿53，上調p53的活性[21]。另一項關于p53通路的研究發(fā)現(xiàn)，采用ox-LDL處理人動脈血管平滑肌細胞后，MEG3的表達量下調，從而上調細胞周期相關蛋白表達，促進細胞增殖與遷移，抑制凋亡；此外，用黃芩苷處理后逆轉了這些影響，并激活了p53信號通路且促進p53從胞質到胞核的表達與轉運[22]。Bai等[23]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA MEG3也可通過競爭性結合miR-26a，進而影響Smad1表達，調節(jié)AS中血管平滑肌細胞的增殖/凋亡平衡。

Bell等[24]通過對人冠狀動脈平滑肌細胞進行RNA測序發(fā)現(xiàn)了31個未被注釋的lncRNA，包括血管細胞富集到的lncRNA，我們稱為平滑肌和內皮細胞富集的遷移/分化相關的長鏈非編碼RNA(smooth muscle and endothelial cell enriched migration/differentiation-associated long non-coding RNA，SENCR)，敲低SENCR后發(fā)現(xiàn)，心肌素以及許多平滑肌收縮相關基因表達量降低，促遷移基因表達量上調，SENCR似乎可穩(wěn)定平滑肌細胞的收縮表型。Zou等[25]研究發(fā)現(xiàn)，當上調叉頭框轉錄因子O1(forkhead box O1，F(xiàn)OXO1)和瞬時受體電位陽離子通道蛋白6(transient receptor potential cation channel 6，TRPC6)表達時，SENCR表達量下調，從而促進db/db小鼠平滑肌細胞的增殖和遷移。

2.3 lncRNA對單核細胞/巨噬細胞及炎癥反應的影響

普遍認為，AS的本質是脂質誘導的慢性炎癥反應，其中ox-LDL表達升高是AS的主要風險因素之一，ox-LDL活化后內皮細胞粘附力增強，粘附單核細胞并遷移至內膜，分化成巨噬細胞，誘導AS病變發(fā)生。

Wang等[26]的研究表明，在人髓系白血病單核細胞(THP-1)中，敲低核富集轉錄體1(nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1)顯著抑制了白細胞介素(interleukin，IL)-6和-1β、腫瘤壞死因子α等蛋白的翻譯水平；經生物信息學預測發(fā)現(xiàn)，miR-342-3p為NEAT1的下游靶標，過表達miR-342-3p可極大地抑制THP-1細胞中的炎癥反應，提示我們可通過調節(jié)人巨噬細胞的miR-342-3p來阻遏NEAT1，進而控制炎癥反應。Chen等[27]同樣揭示了在Raw264.7細胞系中，敲低NEAT1通過競爭性結合miR-128，抑制了泡沫細胞形成，同時還抑制了活性氧和丙二醛的表達水平，提高了細胞中超氧化物歧化酶的活性。綜上，NEAT1的促AS作用應引起人們的重視，以為治療AS提供一種策略。

有研究者將健康人與AS患者相比，發(fā)現(xiàn)健康人的血液樣本中的H19表達量較AS患者低；采用ox-LDL刺激巨噬細胞系Raw264.7，可檢測到H19的表達上調，敲低H19后促炎因子(腫瘤壞死因子α、IL-1β)表達量下調，并上調了抗炎因子(IL-4、IL-10)的水平[28]。另有學者指出，在Raw264.7細胞系中，H19可以通過作為let-7a microRNA的競爭性內源RNA，誘導其下游基因IL-6的轉錄[29]。提示H19作為促AS因子，很有可能成為治療AS的新靶點。

Hu等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在THP-1巨噬細胞衍生的泡沫細胞中，lncRNA RP5-833A20.1可通過序列互補作用競爭性結合hsa-miR-382-5p，降低核因子IA的表達，進而減少IL-1β、IL-6、腫瘤壞死因子α等炎癥細胞因子的循環(huán)。此外，MALAT1和MEG3也參與了ox-LDL誘導的巨噬細胞的炎癥反應[31-32](圖2)。

2.4 lncRNA對脂質代謝的影響

脂質代謝異常也是AS的重要危險因素之一，已報道的lncRNA也在AS脂質代謝中起關鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，在ApoE-/-小鼠中THP-1巨噬細胞衍生的泡沫細胞中，ox-LDL能夠使lincRNA-DYNLRB2-2的表達水平顯著升高，并通過胰高血糖素樣肽1受體信號通路上調G蛋白偶聯(lián)受體119(G protein-coupled receptor 119，GPR119)和三磷酸腺苷結合盒轉運體A1(adenosine triphosphate binding cassette transporter A1，ABCA1)的表達，促進泡沫細胞中的膽固醇流出。另外也有研究顯示，lincRNA-DYNLRB2-2還可通過下調巨噬細胞中Toll樣受體2的表達，促進膽固醇外流[33]。同樣，Li等[34]研究發(fā)現(xiàn)，在斑塊組織和THP-1巨噬細胞衍生的泡沫細胞中，lncRNA細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2B反義RNA1(cyclin-dependent kinase inhibitor 2B antisense RNA 1，CDKN2B-AS1)可與DNA甲基轉移酶1(DNA methyltransferase 1，DNMT1)結合，進而增強解整合素金屬蛋白酶10(a disintegrin and metalloprotease 10，ADAM10)啟動子的甲基化，從而減少脂質的積累并促進膽固醇的外流。

另外，Cai等[35]研究表明，在血管平滑肌細胞中l(wèi)ncRNA ENST00000602558.1通過與p56結合來調節(jié)三磷酸腺苷結合盒轉運體G1(adenosine triphosphate binding cassette transporter G1，ABCG1)的表達水平，在介導膽固醇從血管平滑肌細胞外流至高密度脂蛋白中起關鍵作用。此外，也有研究顯示，lncRNA NEAT1可通過調節(jié)THP-1細胞中miR-342-3p的表達來阻斷NEAT1，進而抑制細胞中脂質的攝取[26]。揭示lncRNA可能為治療AS提供了一種有效的策略。

NLRP3：NOD樣受體蛋白3；SOCS1：細胞因子信號轉導抑制因子1；CCND1：周期蛋白D1；PTEN：第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因；RhoB：Ras同源物基因家族成員B；miR：微小RNA；MALAT1：肺腺癌轉移相關轉錄本1；ATB：被腫瘤生長因子β活化的lncRNA；UCA1：尿路上皮癌胚抗原1；MEG3：母系表達基因3；HOTTIP：lncRNA HOXA末端轉錄本反義RNA；ANRIL：細胞周期激酶抑制因子4(INK4)基因座中反義非編碼RNA；SNP：單核苷酸多態(tài)；CDKN2A，2B：細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A和2B；MDM2：小鼠雙微體2；SENCER：平滑肌和內皮細胞富集的遷移/分化相關的長鏈非編碼RNA；FOXO1： 叉頭框轉錄因子O1；TRPC6：瞬時受體電位陽離子通道蛋白6；SOD：超氧化物歧化酶；ROS：活性氧；MDA：丙二醛；IL：白細胞介素；TNF-α：腫瘤壞死因子α；NEAT1：核富集轉錄體1；NFIA：核因子IA；與AS相關的lncRNA通路，焦亡、管生成表示該通路通過影響內皮細胞焦亡與微血管的生成進而影響AS的發(fā)生與發(fā)展

3 小結

人類大多數的基因都可轉錄為RNA，然而只有一小部分可翻譯成蛋白質，從而發(fā)揮功能。從表面上來看，這些非編碼RNA似乎沒有功能，但實際上研究發(fā)現(xiàn)，非編碼RNA在各個方面都調控著基因的表達。非編碼RNA主要成員有l(wèi)ncRNA、miRNA、circRNA等，其中l(wèi)ncRNA與AS的關系逐漸成為近年研究熱點。如文中MALAT1、ATB、UCA1、MEG3等lncRNA影響了內皮細胞的增殖與遷移、焦亡、炎癥等功能；ANRIL、lincRNA-p21、SENCR等lncRNA調控平滑肌細胞的增殖、凋亡與遷移；lncRNA在巨噬細胞中的主要作用為引發(fā)炎癥等。然而隨著越來越多的lncRNA被發(fā)現(xiàn)以及l(fā)ncRNA的靶點眾多，人們對于AS相關lncRNA及其機制的研究還不全面，亟待人們去探索發(fā)現(xiàn)。

利益沖突：無