陳翰霆 洪 瑋 高 咪

廣州醫(yī)科大學(xué)－中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院聯(lián)合生命科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 511436

氣道炎癥作為人體較為常見的疾病，其中較為嚴(yán)重的有哮喘和慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）。COPD目前居全球死亡原因的第4位，僅在國內(nèi)總患病人數(shù)就高達(dá)9990萬例。在世界范圍內(nèi)，哮喘影響超過3.34億人口。呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）作為新生兒最常見的呼吸道感染病原體，引發(fā)的毛細(xì)支氣管炎、肺炎每年造成5～20萬例兒童的死亡[1]?？梢姎獾姥装Y對人類的生命與財產(chǎn)造成了很大的壓力，尋找有效可靠的新療法刻不容緩。近年來，隨著分子生物學(xué)的深入以及實驗技術(shù)的發(fā)展，長鏈非編碼核糖核酸（Long non-coding RNA，LncRNA）在研究中受到了越來越多的關(guān)注。目前，LncRNA已被證明可以在基因組印記、多樣性、細(xì)胞分化、免疫反應(yīng)等領(lǐng)域發(fā)揮功能，幾乎成為了所有細(xì)胞功能與調(diào)控的重要參與者。介于其存在的調(diào)控功能和與細(xì)胞生理過程的相關(guān)性，LncRNA具有巨大的研究前景，能夠促進(jìn)人們對疾病過程的理解和提供治療的新思路。在未來，LncRNA有望以指示物或藥物靶點等身份參與氣道炎癥疾病的調(diào)節(jié)、預(yù)前和預(yù)后等治療步驟，成為解決這些難以攻克疾病的新方法。

1 LncRNA簡介

在生物體中，有大量的脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）并沒有編碼蛋白質(zhì)的功能，但其中的一部分又會轉(zhuǎn)錄成核糖核酸（ribonucleic acid，RNA），這部分RNA被稱為非編碼核糖核酸（non-coding Ribonucleic Acid，ncRNA）。最初LncRNA被認(rèn)為只是轉(zhuǎn)錄過程中的噪聲，但顯然LncRNA在生物中扮演的角色遠(yuǎn)比想象中的復(fù)雜[2-3]。一般來說，ncRNA中長度大于兩百個堿基的被稱為LncRNA。在人體中，大約存在著5.8萬個LncRNA，多數(shù)都擁有與信使核糖核酸（messenger Ribonucleic Acid，mRNA）相似的5'端的帽子結(jié)構(gòu)，剪接體和3'端多聚腺苷酸尾巴[4]。LncRNA可以根據(jù)其基因的位置分為以下五種，正義LncRNA、反義LncRNA、雙向LncRNA、內(nèi)含子LncRNA以及基因間LncRNA[5]。由于其長度較長，LncRNA擁有莖環(huán)和發(fā)卡等常見的二級結(jié)構(gòu)[6]，由此LncRNA得以與蛋白質(zhì)等生物分子互作并廣泛的參與生命過程。LncRNA在多個水平參與了生命過程的調(diào)控，如轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控、表觀修飾水平調(diào)控與轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控[7]。

2 LncRNA的研究與疾病的聯(lián)系

在過去的幾年里，LncRNA一直都是研究熱點，隨著對小干擾核糖核酸（smallinterfering Ribonucleic Acid，siRNA）和微小核糖核酸（micro Ribonucleic Acid，miRNA）研究的深入，對LncRNA的研究也隨之增多。新的測序技術(shù)也為LncRNA的研究提供了良好的支持，因此LncRNA的分類與功能研究也得到了較快的發(fā)展。目前，較為常見的LncRNA研究方法有微陣列、轉(zhuǎn)錄組測序、Northern印跡、實時熒光定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)、熒光原位雜交、RNA干擾和RNA結(jié)合蛋白免疫沉淀等。較為前沿的研究方法則有在線快速預(yù)測RNA與蛋白質(zhì)相互作用的catRAPID、RNA純化的染色質(zhì)分離（Chromatin isolation by RNA purification，ChIRP）以及ncRNA沉默與定位分析技術(shù)（combined knockdown and localization analysis of non-coding RNAs，c-KLAN）[8]。

雖然生物體內(nèi)通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生了大量的LncRNA，但人們只對其中極少的一部分有著清晰的認(rèn)知。隨著研究的深入，研究人員發(fā)現(xiàn)這些LncRNA承擔(dān)著許多的功能，如信號分子、分子誘餌、通過與蛋白質(zhì)結(jié)合來指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成以及作為組裝生物分子的平臺[9]，一些結(jié)構(gòu)與mRNA相似的LncRNA已被證實了可以通過促進(jìn)表觀遺傳抑制因子介導(dǎo)基因沉默，或是驅(qū)動癌癥的發(fā)生，并且和許多人類的疾病都存在關(guān)聯(lián)[10]。并且，LncRNA參與腫瘤細(xì)胞的生長、凋亡、轉(zhuǎn)移、浸潤以及與其的耐藥有關(guān)[11-12]，在壓力誘導(dǎo)下LncRNA的表達(dá)會發(fā)生變化從而影響癌癥的發(fā)生[13]。如肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1），研究發(fā)現(xiàn)，MALAT1能特異性招募SR蛋白家族成員，并參與表觀遺傳調(diào)控以及細(xì)胞周期調(diào)控。MALAT1高表達(dá)于多種腫瘤中，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲[14]。不僅如此，還有研究表明，LncRNA可作為一種競爭性內(nèi)源性核糖核酸（Competitive endogenous RNA，CeRNA）與miRNA相互作用，參與靶基因的表達(dá)調(diào)控。與此同時，miRNA可通過RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RNA-induced silencing complex，RISC）調(diào)控LncRNA發(fā)揮生物學(xué)功能，兩者共同參與多種疾病的發(fā)生[15]?？梢奓ncRNA雖然不編碼蛋白質(zhì)，但還是和人類的健康息息相關(guān)，其在基因表達(dá)調(diào)控和跨膜信息轉(zhuǎn)導(dǎo)等方面扮演的角色對細(xì)胞乃至人體都至關(guān)重要[16]。

近幾年來，土木工程發(fā)展的速度非?？?，一些基礎(chǔ)性的建設(shè)也為人們的日常生活帶來了很大的便利。與此同時，也在一定程度上推動了整個社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。然而，在現(xiàn)實情況中，卻經(jīng)常出現(xiàn)土木工程建設(shè)過程中存在安全隱患的現(xiàn)象，嚴(yán)重地威脅到人們的生命財產(chǎn)安全和社會的穩(wěn)定。由此一來，就必須要從土木工程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，找出設(shè)計過程中所存在的問題，并采取有效措施進(jìn)行解決，從根本上保證設(shè)計的合理性，從而保證工程的建設(shè)質(zhì)量。

與COPD有關(guān)的LncRNA遠(yuǎn)不止這些，COPD患者與非COPD患者LncRNA的差異高達(dá)39 253條，其中有163條存在顯著的變化。在通過siRNA干擾了一條表達(dá)異常的LncRNA—LncRNA RP11-86H7.1后，研究人員發(fā)現(xiàn)人支氣管上皮細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥因子IL-6、IL-8表達(dá)均下降，NF-κB信號通路中的p65、Iκκβ、IκB-αmRNA表達(dá)水平以及p65、p-p65蛋白表達(dá)均下調(diào)，p65轉(zhuǎn)入胞核減少。說明TRAPM2.5刺激人支氣管上皮細(xì)胞后，可上調(diào)LncRNA RP11-86H7.1的表達(dá)，并激活NF-кB信號通路，從而促進(jìn)炎癥因子IL-6、IL-8的表達(dá)，導(dǎo)致氣道炎癥反應(yīng)。當(dāng)干擾LncRNA RP11-86H7.1后活化的NF-кB通路受到抑制，炎癥因子表達(dá)下降，這無疑證實了該LncRNA參與了炎癥因子的表達(dá)調(diào)控[26]。不僅病患與正常對照相比存在差異，不同階段的COPD患者外周血CD4+T細(xì)胞中LncRNA表達(dá)譜也發(fā)生了改變。ENST00000447867和NR-026690可能成為診斷COPD并區(qū)別慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）和慢性阻塞性肺疾病穩(wěn)定期（stable phase of chronic obstructive pulmonary disease，stable-COPD）的生物標(biāo)志物[27]。

3 LncRNA在氣道炎癥中的作用

除了COPD，在哮喘患者中同樣檢測出了190個LncRNA的異常表達(dá)，其中Lnc000127，RP11-408H1.3，OIP5-AS1與嗜酸性粒細(xì)胞型哮喘-Th2型炎癥通路相關(guān)基因共表達(dá)[29]。除此之外，LncRNA還與肺癌、肺纖維化以及急性肺損傷等呼吸道疾病有關(guān)[27]。LncRNA在炎癥反應(yīng)中的重要作用再加上其與肺部疾病的聯(lián)系，使得它擁有深厚的研究價值，對其深入研究對氣道炎癥的治療能提供良好的指導(dǎo)與幫助，為疾病的治療提供新思路。

近年來有許多報告都強(qiáng)調(diào)了LncRNA對疾病與癌癥的作用[17]，并且也有許多針對其特性的檢測方法出現(xiàn)。如上文所說的，LncRNA擁有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及互作關(guān)系[18]，LncRNA在發(fā)揮功能時通常需要與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合體來發(fā)揮功能，再加上其本身的長度就較長，可擁有較復(fù)雜的二級和三級結(jié)構(gòu)，給LncRNA的研究帶來一定的阻礙。但LncRNA在體內(nèi)大量存在，并且有證據(jù)表明其對人體健康存在確切的影響[19]，對其的研究還需要進(jìn)一步深入。

自2008年新一代高通量測序技術(shù)高速發(fā)展以來，LncRNA被大量的檢測與研究。其在基因表達(dá)調(diào)控中進(jìn)行的復(fù)雜且精確的工作對人們認(rèn)識基因的功能打開了新的窗口?；蛐酒夹g(shù)為LncRNA研究提供了穩(wěn)定成熟的方法，同時高通量測序的加入也使得LncRNA的研究能夠更好地展開，但是其龐大的數(shù)據(jù)量使得研究過程會變得更加復(fù)雜，需要更為專業(yè)的生物信息學(xué)分析方法。LncRNA在生物活動中可以發(fā)揮復(fù)雜的調(diào)控功能，如部分LncRNA與miRNA協(xié)同作用等[30-31]，且目前所能使用的生物信息學(xué)實驗技術(shù)無法對其高級結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，且LncRNA的數(shù)量巨大，很難確定哪一些LncRNA是與目標(biāo)疾病存在直接的相關(guān)關(guān)系。所以明確LncRNA的功能仍存在相當(dāng)大的困難。

LncRNA的“海綿”作用同樣參與了COPD的發(fā)生過程。被命名為nsv823469的常見拷貝數(shù)變異可以減少COPD疾病的風(fēng)險，且等位基因的缺失傾向于傳遞給健康的或者FEV1相對較高的后代。Nsv823469定位于6p22.1，且覆蓋了LncRNA及HLA。nsv823469拷貝數(shù)的減少明顯降低LncRNANAHCG4B及HLA-A的表達(dá)，且LncRNA HCG4B可能通過結(jié)合miRNA-122、miRNA-1352上調(diào)HLA-A的表達(dá)。該研究提示，LncRNA HCG4B及其“海綿”作用可能通過拷貝數(shù)變異參與COPD[28]。

近幾年的研究證實，非編碼RNA廣泛地參與了炎癥反應(yīng)的過程[20]，而LncRNA參與和影響疾病的形式也有許多，如LncIL7R。在人體內(nèi)，炎癥反應(yīng)為避免過度激活通常都存在一系列的調(diào)控機(jī)制，脂多糖可以快速介導(dǎo)LncIL7R的表達(dá)[21]。后者可以在負(fù)反饋調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用，防止炎癥反應(yīng)的過度發(fā)生。在有關(guān)氣道炎癥的研究中，有學(xué)者提出LncIL7R調(diào)節(jié)機(jī)制受損的個體，有更高的COPD急性加重的風(fēng)險[22]。同時，LncIL7R不僅在炎癥中起著相當(dāng)大的作用，還可以作為急性呼吸窘迫綜合征的預(yù)后生物標(biāo)志物[23]?？梢妼獾姥装Y來說，LncRNA有著極高的研究價值。介于LncRNA在炎癥反應(yīng)中的顯著表現(xiàn)，還有許多LncRNA都被學(xué)者證實了與COPD相關(guān)，如LncRNA meg3與miR155HG。前者的表達(dá)與患者吸入空氣中的顆粒物有關(guān)[24]，后者在不同階段的COPD患者體內(nèi)存在差異[25]。

4 總結(jié)與展望

礦區(qū)位于NE向的區(qū)域布格重力異常上(圖2)，一六鎢礦、梅子沖銀鉛鋅礦、赤佬頂銻礦等礦床和寶山巖體、高山巖體均分布在該北東向的重力異常帶上，說明上述礦床區(qū)域成礦構(gòu)造相同，推測其深部有隱伏巖體存在。赤佬頂?shù)貛Р几裰亓χ?-60×10-5 m/s2以上)較已出露的寶山和高山巖體(-64×10-5 m/s2左右)高約4×10-5 m/s2，是該區(qū)沉積巖地層增厚、隱伏巖體埋深變大所致。根據(jù)其東北測約4km地段于梅子沖銀鉛鋅礦區(qū)所施測的5線綜合物探剖面反映隱伏巖體埋深在-300m標(biāo)高以下，依據(jù)寶山巖體的側(cè)伏方向，推測赤佬頂銻礦區(qū)隱伏巖體埋深在-600m標(biāo)高以下。

目前在呼吸系統(tǒng)疾病關(guān)聯(lián)的LncRNA中，多數(shù)研究與肺癌等疾病相關(guān)，在COPD領(lǐng)域的研究還處于起步階段。COPD的致病因素復(fù)雜，與煙草氣體、環(huán)境污染、職業(yè)暴露等都有關(guān)系，發(fā)病機(jī)制也至今未明。COPD重要病理特征之一的氣道炎癥，包括炎癥細(xì)胞、細(xì)胞因子等病理變化與病程息息相關(guān)，但具體機(jī)制復(fù)雜，LncRNA是否參與其中仍有待研究，這無疑也給探究LncRNA在疾病中扮演的角色增加了難度。

就目前來說，可以確定的是LncRNA通過多種方式在體內(nèi)參與表達(dá)調(diào)控的過程。但由于其龐大的數(shù)據(jù)量以及復(fù)雜的發(fā)生機(jī)制，大部分LncRNA的研究只是確認(rèn)了其表達(dá)變化與疾病存在關(guān)系，這些LncRNA可作為部分疾病分期的指示物、預(yù)后標(biāo)志物等在治療中發(fā)揮功能，但是在目前的研究中尚未見LncRNA作為COPD生物標(biāo)志物的報道。COPD已有生物標(biāo)志物如白細(xì)胞介素，補(bǔ)體C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白5等。LncRNA作為一個新興的研究方向是否在成為生物標(biāo)志物上具有獨特的優(yōu)越性還有待討論。

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綜上所述:點P為任意△ABC內(nèi)的一點，∠A=α,∠B=β,∠C=γ，α+β+γ=180°.點P到△ABC三個頂點A、B、C的距離分別為a、b、c,且滿足條件asinα+csinγ>bsinβ、bsinβ+csinγ>asinα、asinα+bsinβ>csinγ.則△ABC的面積可以表示為：

COPD到目前為止都沒有很好的治療方法以及特效藥，LncRNA可能是一個突破口。在未來，通過飛速發(fā)展的生物信息學(xué)手段，探明LncRNA發(fā)揮作用的動態(tài)過程以及其具體的高級結(jié)構(gòu)，能夠提供一個以RNA為主體的角度理解疾病調(diào)控。雖然目前對LncRNA的研究還有所不足，但可以基于其上下游的基因和相關(guān)的蛋白質(zhì)開展對其調(diào)控機(jī)制的研究。如果能在上述的方面得到突破，LncRNA便可以在氣道炎癥的治療中提供新的治療視角，如新的指示物，或是靶向藥物的作用靶點，甚至能成為解開COPD病因謎題的關(guān)鍵鑰匙。