臧小棟,馬思雨,胡擎暉,浦祎瑋,莫緒明*
1南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院心胸外科,江蘇 南京 211166;2中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院兒科,安徽 合肥 230001
腦缺血再灌注損傷可誘發(fā)氧化應(yīng)激[1]、鈣超載[2]、谷氨酸興奮毒性[3]、神經(jīng)炎癥[4]和細(xì)胞凋亡[5]等一系列病理反應(yīng)。越來越多的證據(jù)表明自噬可能是治療缺血再灌注損傷中的新靶點(diǎn)。在單側(cè)頸動(dòng)脈結(jié)扎構(gòu)建的缺氧缺血小鼠模型中,與囊泡延伸和成熟密切相關(guān)的微管相關(guān)蛋白1輕鏈3?11(LC3?11)蛋白的表達(dá)水平明顯增加,首次揭示了自噬參與了遲發(fā)性神經(jīng)元細(xì)胞死亡[6]。此外,通過構(gòu)建ATG7基因敲除小鼠,抑制神經(jīng)元細(xì)胞自噬水平,證實(shí)了自噬在腦缺血再灌注腦損傷中具有重要的調(diào)節(jié)功能[7]。自噬是一種進(jìn)化上保守的、自我降解的吞噬過程,涉及蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和細(xì)胞器的降解和循環(huán),屬于不依賴半胱氨酸蛋白酶的程序性死亡[8]。哺乳動(dòng)物的自噬一般分為3種類型:巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬。一般而言,自噬是指巨自噬,即內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體的單層或雙層膜結(jié)構(gòu)包裹可溶性大分子物質(zhì)或受損的細(xì)胞器形成自噬囊泡,與溶酶體融合形成自噬溶酶體,以內(nèi)含的水解酶來降解相應(yīng)底物,維持細(xì)胞在缺乏營養(yǎng)素的情況下的細(xì)胞活力。微自噬是一種溶酶體膜自身發(fā)生內(nèi)陷,直接包裹和吞噬細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞器或細(xì)胞核,形成自噬體并在溶酶體中降解。分子伴侶介導(dǎo)的自噬:通過選擇性識(shí)別并結(jié)合帶有特定氨基酸序列的可溶性蛋白質(zhì),例如,分子伴侶HSC70 識(shí)別具有KFERQ 序列的可溶性胞漿蛋白底物,再經(jīng)溶酶體膜上的受體Lamp2a轉(zhuǎn)運(yùn)到溶酶體內(nèi)并被水解酶降解。其中巨自噬與腦缺血再灌注損傷的關(guān)系研究最為廣泛[9-10]。本文著重綜述巨自噬在腦缺血再灌注損傷中的作用及相關(guān)分子靶點(diǎn)。
巨自噬經(jīng)歷了自噬誘導(dǎo)、囊泡成核、自噬體的延伸和成熟、自噬溶酶體的融合和降解等多個(gè)階段,這些過程中涉及到多個(gè)自噬相關(guān)基因和復(fù)雜的信號(hào)通路的調(diào)控。ATG1復(fù)合物(包括ATG1/ULK1、ATG13和ATG17/FIP200)和mTORC1的抑制目前被認(rèn)為參與了自噬的誘導(dǎo)[11]。Vps34(PI3K)?ATG6(Beclin?1)?ATG14 形成三聚體,持續(xù)募集自噬相關(guān)蛋白,并與ULK1/ATG1復(fù)合物一起促進(jìn)自噬體的形成[12-13]。自噬體的延伸階段主要依賴于兩個(gè)泛素化系統(tǒng),包括ATG12?ATG5 復(fù)合物和MAP1?LC3/LC3/ATG8 復(fù)合物[14]。在ATG4 的作用下,LC3 的前體被加工成胞漿可溶性LC3?1,后者在ATG7 和ATG3 的作用下形成脂溶性LC3?PE(LC3?11),參與自噬體的延伸直至形成自噬溶酶體。LC3?11 位于自噬體膜上,是自噬體形成的生物標(biāo)記物。p62/SQSTM 蛋白與LC3 特異性結(jié)合,并將泛素化蛋白聚集體或其他細(xì)胞組分募集到自噬小體中,然后在自噬溶酶體內(nèi)降解[15]。這些自噬相關(guān)基因是腦缺血再灌注損傷中調(diào)控的關(guān)鍵靶點(diǎn)。然而,自噬對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的作用效應(yīng)具有“雙刃劍”的特性,對(duì)其確切的作用仍存在爭議。在腦缺血再灌注早期,自噬可以通過清除受損的細(xì)胞器發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[16-18]。然而,過度自噬會(huì)吞噬正常的蛋白質(zhì)或細(xì)胞器,加重缺血再灌注期間的神經(jīng)損傷[19-21]。因此,尋求有效的干預(yù)靶點(diǎn)尤為重要。近年來,已經(jīng)觀察到長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,lncRNA)在自噬形成過程中起著重要作用。
人類基因組中大約75%的基因可以被轉(zhuǎn)錄為RNA,但其中大部分被轉(zhuǎn)錄成無蛋白質(zhì)編碼能力的非編碼RNA[22]。lncRNA是長度超過200個(gè)堿基,具有多種調(diào)控功能的一類RNA分子。目前對(duì)lncRNA分類存在多種方式,其中根據(jù)其作用機(jī)制的不同可分為4 類:①信號(hào)分子作用,lncRNA 可以作為信號(hào)分子傳遞通路信息[23];②引導(dǎo)分子作用,lncRNA可以通過染色質(zhì)修飾酶幫助蛋白酶復(fù)合體找到順勢(shì)和反式調(diào)控位點(diǎn)[24];③誘導(dǎo)分子作用,lncRNA 可以間接調(diào)控相關(guān)靶基因的轉(zhuǎn)錄相關(guān)過程[25];④支架作用,lncRNA 可以在表觀遺傳水平上修飾調(diào)節(jié)靶基因[26]。其中l(wèi)ncRNA 作為一種競爭性內(nèi)源性RNA,與相應(yīng)微小RNA(microRNA,miRNA)互作結(jié)合,是目前l(fā)ncRNA 介導(dǎo)自噬在腦缺血再灌注損傷中最主要的分子機(jī)制。同時(shí),這些lncRNA 在自噬信號(hào)的誘導(dǎo)、囊泡成核、自噬體的延伸和成熟、自噬溶酶體的融合和降解等過程中參與了眾多關(guān)鍵分子靶點(diǎn)和信號(hào)通路的調(diào)控。
哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是在疾病條件下感知細(xì)胞外營養(yǎng)、能量以及分泌因子等信號(hào)變化的一種絲/蘇氨酸蛋白激酶[27]。在腦缺血再灌注損傷早期階段,當(dāng)細(xì)胞處于饑餓狀態(tài)時(shí),mTOR活性受到抑制,這是真核生物自噬誘導(dǎo)過程中的關(guān)鍵步驟[28]。mTOR,包括mTORC1(雷帕霉素敏感)和mTORC2(雷帕霉素不敏感),其中mTORC1 是主要的調(diào)控靶點(diǎn)[29]。在氧糖剝奪或使用雷帕霉素(mTOR 抑制劑)情況下,mTORC1 的激酶活性受到抑制,從而促進(jìn)自噬的發(fā)生[30-31]。同時(shí),mTORC1 的激酶活性受到上游磷脂酰肌醇3 激酶(phosphatidylinositol 3?kinases,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)的影響[32-33]。
許多證據(jù)表明,多條lncRNA 可以通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路來調(diào)節(jié)自噬。lncRNA?RMRP(RNA component of mitochondrial RNA pro?cessing endoribonuclease,RMRP)首次在胃癌中發(fā)現(xiàn)可以作為”海綿”吸附miR?206 促進(jìn)胃癌的發(fā)?。?4]。氧糖剝奪/復(fù)氧(oxygen?glucose deprivation/reoxygen?ation,OGD/R)處理可顯著增加SH?SY5Y 細(xì)胞中RMRP的表達(dá)。免疫熒光和蛋白免疫印跡顯示RMRP沉默可以顯著降低OGD/R 誘導(dǎo)的LC3?11 蛋白表達(dá)而增加p62 的表達(dá)水平。沉默RMRP 還可抑制PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路的激活,降低促凋亡Bax的表達(dá),促進(jìn)抗凋亡Bcl?2的表達(dá)。這表明RMRP沉默可以有效抑制PI3K/Akt/mTOR介導(dǎo)的自噬和細(xì)胞凋亡來改善OGD/R誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷[19]。
lncRNA?MEG3(maternally expressed gene 3,MEG3)是位于人類染色體14q32的母系遺傳的印記基因[35]。MEG3 已被證明參與細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié),尤其在神經(jīng)細(xì)胞中[36-37],通常充當(dāng)競爭性內(nèi)源RNA直接與相應(yīng)的miRNA 相互作用來調(diào)控mRNA 表達(dá)。例如,它可以阻止miR?19a 和miR?93 與其靶mRNA的相互作用,增加PTEN 和PHLPP2 的表達(dá)水平,進(jìn)而抑制PI3K/Akt/mTOR 通路[38]。大腦中動(dòng)脈阻塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)大鼠模型中,MEG3 的表達(dá)水平顯著升高。沉默MEG3 能抑制神經(jīng)元凋亡,防止MCAO 誘導(dǎo)的缺血性腦損傷,改善整體神經(jīng)元功能。同時(shí),MCAO 能夠顯著降低PI3K、Akt和mTOR蛋白的磷酸化水平;而抑制MEG3可以激活PI3K/Akt/mTOR通路,從而抑制神經(jīng)細(xì)胞的自噬,減輕缺血性損傷[21]。圖1中顯示了MEG3特異性結(jié)合miR?378,上調(diào)GRB2 的表達(dá),進(jìn)而抑制Akt/mTOR通路的分子機(jī)制路線圖。而在新生兒缺血缺氧模型中,雷帕霉素可以通過激活PI3K/Akt 信號(hào)通路抑制p70S6K 的磷酸化,誘導(dǎo)自噬,降低細(xì)胞凋亡水平,發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[39]。以上研究結(jié)果表明所涉及的lncRNA 通過PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)通路調(diào)控自噬,可能是腦缺血再灌注損傷的新靶標(biāo)。然而,PI3K/Akt對(duì)不同動(dòng)物缺血模型的mTOR信號(hào)的調(diào)節(jié)作用及其對(duì)自噬的影響并不一致的,其機(jī)制有待進(jìn)一步探討。
圖1 lncRNA調(diào)控神經(jīng)元細(xì)胞自噬過程中的相關(guān)分子靶點(diǎn)Figure 1 Target genes in Inc?RNA?mediated neuronal cell autophage
同時(shí),叉頭框蛋白O 類(forkhead box protein O,F(xiàn)OXO)3轉(zhuǎn)錄因子是PI3K/Akt信號(hào)通路下游的重要靶蛋白之一[10],能促進(jìn)應(yīng)激條件下的細(xì)胞自噬反應(yīng),并且與自噬相關(guān)基因如LC3、Beclin?1、ATG7和ATG12 的啟動(dòng)子結(jié)合來激活自噬[40]。lncRNA?KCNQ1OT1(KCNQ1 opposite strand/antisense tran?script 1,KCNQ1OT1)是位于11p15.5印記基因簇,具有調(diào)節(jié)功能的非編碼反義RNA,能夠調(diào)控表觀遺傳基因沉默。在短暫性大腦中動(dòng)脈閉塞(temporary middle cerebral artery occlusion,tMCAO)腦組織中,KCNQ1OT1 表達(dá)水平顯著增加。沉默KCNQ1OT1減少了小鼠的腦梗死體積并改善神經(jīng)功能障礙。抑制KCNQ1OT1可減少對(duì)miR?200a的“海綿”吸附,增強(qiáng)其對(duì)FOXO3 靶基因的負(fù)性調(diào)控作用,降低FOXO3的表達(dá)水平;并進(jìn)一步抑制ATG7轉(zhuǎn)錄,從而降低了OGD/R 誘導(dǎo)的細(xì)胞自噬水平,增加細(xì)胞活力,促進(jìn)神經(jīng)元存活[41]。類似研究發(fā)現(xiàn),在小鼠海馬神經(jīng)元HT22 細(xì)胞中,lncRNA?SNHG12(small nu?cleolar RNA host gene 12,SNHG12)和FOXO3 在糖氧剝奪模型中表達(dá)水平明顯上調(diào)。抑制SNHG12可以減少OGD/R 誘導(dǎo)的氧自由基和丙二醛的釋放。從機(jī)制上講,SNHG12 可以抑制SIRT1/FOXO3 通路介導(dǎo)的自噬,增強(qiáng)細(xì)胞活性,抑制氧化應(yīng)激,改善腦缺血再灌注損傷[42]??傊?,lncRNA參與了自噬誘導(dǎo)過程,包括PI3K/Akt信號(hào)的激活以及FOXO3轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)。因此,在自噬體形成的早期階段,靶向自噬途徑可能是lncRNA 治療腦缺血再灌注損傷的重要靶點(diǎn)。
細(xì)胞接受自噬誘導(dǎo)信號(hào)后,囊泡成核是自噬體形成的第一步。它們主要由Beclin?1、ATG1、ATG9和p150 介導(dǎo),其中Beclin?1 起關(guān)鍵作用。Beclin?1(酵母ATG6同源物)是自噬體形成過程中所需的重要的自噬相關(guān)蛋白,可強(qiáng)烈誘導(dǎo)自噬形成,并可在腦缺血再灌注過程中影響神經(jīng)元的存活[43-44]。激活Beclin?1途徑可加劇皮層神經(jīng)元的死亡[45]。有報(bào)道表明,lncRNA可通過靶向miRNA調(diào)控Beclin?1基因表達(dá)來調(diào)控自噬的形成。lncRNA?MALAT1(metas?tasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)是一種在哺乳細(xì)胞中廣泛表達(dá)的長鏈非編碼RNA,位于染色體11q13,在多種癌癥的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[46]。MALAT1在MCAO小鼠模型中明顯高度表達(dá)[44,47]。將慢病毒sh?MALAT1顯微注射到大腦皮層中可以顯著降低腦梗死體積。在機(jī)制上,lncRNA?MALAT1可以作為miR?30a的分子海綿,負(fù)性調(diào)節(jié)靶基因Beclin?1 的表達(dá),抑制自噬,從而減輕神經(jīng)元細(xì)胞的死亡[44]。然而,其他研究表明,Beclin?1 途徑的激活對(duì)缺血性腦損傷具有神經(jīng)保護(hù)作用。lncRNA?SNHG12 位于染色體1p35.3 區(qū)域,含有1 867 個(gè)堿基,與肝癌、乳腺癌和胃癌的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)[48-49]。MCAO 小鼠模型中,qRT?PCR 檢測(cè)結(jié)果顯示缺血后小鼠腦組織中SNHG12的表達(dá)水平明顯高于假手術(shù)組。SNHG12 的過表達(dá)可以顯著促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞中LC3?1 的修飾和Beclin?1 的表達(dá)。提示SNHG12 可能通過促進(jìn)自噬,調(diào)節(jié)囊泡成核和激活Beclin?1 通路發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[17]。
自噬體的延伸階段主要依賴于兩種泛素樣偶聯(lián)物,它們分別存在于ATG5?ATG12 系統(tǒng)和LC3 系統(tǒng)[50]。在前一種情況下,首先ATG7作為類E1泛素活化酶激活A(yù)TG12,ATG12 傳遞給ATG10,然后ATG12與ATG5結(jié)合形成復(fù)合物,之后復(fù)合物進(jìn)一步與ATG16L結(jié)合形成ATG12?ATG5?ATG16L復(fù)合物,最終定位于自噬體的外膜[51]。LC?3 經(jīng)歷了ATG?4介導(dǎo)的蛋白水解和裂解,形成了胞漿可溶形式的LC3?1,隨后與自噬體膜表面的底物PE 偶聯(lián),從而生成LC?3II。后者經(jīng)過加工的形式通過ATG12?ATG5 系統(tǒng)與吞噬膜接合,并負(fù)責(zé)膜末端之間的融合[52]。在這些研究中,泛素活化酶ATG7 是目前正在研究的重要分子靶點(diǎn)。根據(jù)Wang等[7]的研究,敲除ATG7 基因可以抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡,減少腦梗死體積,改善缺血/再灌注引起的急性腦損傷。因此,靶向調(diào)控ATG7 蛋白表達(dá)可能是治療腦缺血再灌注損傷的重要靶點(diǎn)。
在tMCAO 小鼠模型中,lncRNA?KCNQ1OT1 的表達(dá)顯著上調(diào)。沉默KCNQ1OT1 可顯著降低腦梗死體積,發(fā)揮腦保護(hù)作用。抑制KCNQ1OT1可通過增強(qiáng)miR?200a對(duì)靶基因的負(fù)性調(diào)控作用,降低轉(zhuǎn)錄因子FOXO3 的表達(dá)水平降低,抑制ATG7 轉(zhuǎn)錄和抑制細(xì)胞自噬發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[41]。類似研究發(fā)現(xiàn),在tMCAO 小鼠模型和OGD/R 細(xì)胞模型中,lncRNA?SNHG3(small nucleolar RNA host gene 3,SNHG3)的表達(dá)水平在tMCAO 小鼠模型和OGD/R 細(xì)胞模型中顯著增加。在此基礎(chǔ)上,熒光素酶報(bào)告基因證實(shí)了SNHG3、miR?485、Atg7的之間的相互關(guān)系。此外,3?甲基腺嘌呤(3?methyladenine,3?MA)能顯著抑制OGD/R 誘導(dǎo)的LC3?11 和Beclin?1 蛋白的表達(dá),而轉(zhuǎn)染pcDNA?SNHG3 可激活細(xì)胞自噬水平。機(jī)制上,SNHG3 過表達(dá)顯著降低miR?485 的表達(dá),通過上調(diào)ATG7 水平促進(jìn)自噬,加劇組織缺血再灌注損傷[53]。上述結(jié)果表明,lncRNA 可以通過調(diào)控ATG7 的表達(dá)來影響自噬過程。
在囊泡延伸和成熟過程中,LC3 是公認(rèn)的自噬標(biāo)志物。其中,LC3?11的表達(dá)以及LC3?1向LC3?11的轉(zhuǎn)化是評(píng)估自噬水平的重要指標(biāo)[54]。在顱腦損傷大鼠模型中,lncRNA?CRNDE(colorectal neoplasia differentially expressed,CRNDE)在大鼠血清和海馬組織中顯著高表達(dá)。抑制CRNDE 可顯著降低了LC3?11/LC3?1比值和LC3?11的表達(dá),從而抑制神經(jīng)元細(xì)胞自噬,減少炎癥因子的釋放,促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)[55]。然而,與結(jié)果不一致的研究顯示,在新生大鼠缺氧缺血性腦損傷模型中,lncRNA?CRNDE 表達(dá)水平顯著升高。抑制CRNDE 能促進(jìn)LC3?11 蛋白表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞自噬,抑制細(xì)胞凋亡,發(fā)揮了神經(jīng)保護(hù)作用[18]。這些差異的結(jié)果表明,細(xì)胞自噬的確切作用可能因不同的動(dòng)物模型、缺血時(shí)間和強(qiáng)度而改變。
由成熟的自噬體與溶酶體融合形成的自噬溶酶體被認(rèn)為是最準(zhǔn)確的自噬標(biāo)志物之一[56]。自噬體和自噬溶酶體的結(jié)構(gòu)和數(shù)量可以通過利用電子顯微鏡觀察。成熟的自噬體是雙膜限制的空泡,其中含有未分級(jí)的細(xì)胞質(zhì),如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和線粒體,但不含溶酶體蛋白[57]。lncRNA 可以通過阻斷自噬體與溶酶體的融合抑制自噬的活性,阻止自噬的發(fā)生。
lncRNA?NKILA(NF?kappaB interacting lncRNA,NKILA)被認(rèn)為是NF?κB信號(hào)通路的負(fù)調(diào)節(jié)劑,既往研究表明在腫瘤轉(zhuǎn)移的過程中起著重要作用[58]。在Ⅳ型膠原酶構(gòu)建的大鼠腦出血模型中,NKILA 在神經(jīng)元中的表達(dá)顯著增加。此外,在腦出血后神經(jīng)元細(xì)胞中,電子顯微鏡下可以看到較多完整的雙層膜結(jié)構(gòu)的囊泡。抑制NKILA 可降低LC3?11/LC3?1 比率和Beclin?1的表達(dá)水平,顯著減少了自噬體數(shù)量,抑制自噬水平,減少炎癥因子的釋放,發(fā)揮了神經(jīng)保護(hù)作用[16]。在缺血性腦卒中的神經(jīng)元細(xì)胞中,使用透射電子顯微鏡可以觀察到受損的細(xì)胞器的周圍出現(xiàn)大量的空泡狀雙層膜樣結(jié)構(gòu)。同時(shí),用mRFP?GFP?LC3 腺病毒感染細(xì)胞以監(jiān)測(cè)自噬通量。在早期自噬體中觀察到GFP(綠色熒光蛋白)和RFP(紅色熒光蛋白)共定位,顯示出黃色斑點(diǎn);當(dāng)自噬體和溶酶體融合形成自噬溶酶體時(shí),GFP 在酸性環(huán)境中被降解,僅留下RFP,提示自噬通量水平增多。在OGD/R細(xì)胞模型中,lncRNA?KCNQ1OT1沉默組中黃、紅斑點(diǎn)的熒光密度和強(qiáng)度明顯低于對(duì)照組[41],提示KCNQ1OT1可以介導(dǎo)自噬體與溶酶體融合,調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬水平發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。
p62 是一種泛素化蛋白,在降解過程中起關(guān)鍵作用。p62 的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分別在C 端和N 端與泛素化蛋白和LC3?11結(jié)合形成復(fù)合物,最終在自噬體中降解[59]。H19 是H19 基因的轉(zhuǎn)錄本,最早在腫瘤中被發(fā)現(xiàn)的lncRNA之一[60]。研究表明,H19可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元自噬和小膠質(zhì)細(xì)胞極化來誘導(dǎo)缺血性中風(fēng)[61]。此外,缺血性卒中患者外周血中H19的水平與神經(jīng)功能缺損的長期恢復(fù)呈明顯負(fù)相關(guān)[62]。H19的表達(dá)水平在MCAO 小鼠模型和OGD/R 細(xì)胞模型中的顯著上調(diào)。蛋白質(zhì)印跡實(shí)驗(yàn)表明,OGD/R可以增強(qiáng)LC3?11的表達(dá)并降低p62蛋白的水平,而沉默H19 可以提高p62 蛋白的表達(dá)。這表明H19 可以調(diào)節(jié)自噬體的降解來保護(hù)細(xì)胞免受缺血再灌注損傷[63]。另外一項(xiàng)研究表明,lncRNA?CRNDE在OGD/R細(xì)胞模型中的表達(dá)水平顯著升高。OGD/R顯著增加了LC3?11/1 比率和Beclin?1 的蛋白質(zhì)水平,但顯著降低了p62 蛋白質(zhì)水平。抑制CRNDE 能抑制自噬,表現(xiàn)為LC3?11/1比率降低,p62水平升高,從而減輕OGD/R誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元細(xì)胞損傷[18]。因此,上述證據(jù)表明,lncRNA可以調(diào)節(jié)p62水平來調(diào)節(jié)自噬體的降解,對(duì)缺血再灌注損傷發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。
本文從自噬角度系統(tǒng)性地回顧了相關(guān)lncRNA在腦缺血再灌注損傷過程中的調(diào)控靶點(diǎn)。圖1顯示了相關(guān)lncRNA 在自噬各階段中調(diào)控的重要分子、靶基因以及它們之間的相互關(guān)系。結(jié)果表明ln?cRNA可以影響自噬體信號(hào)的誘導(dǎo)、囊泡成核、延伸和成熟、自噬溶酶體的形成和降解等各個(gè)階段。同時(shí),研究表明lncRNA 調(diào)控自噬對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的作用具有雙重效應(yīng),其激活或抑制都會(huì)影響腦缺血再灌注損傷中神經(jīng)元細(xì)胞的命運(yùn)。具體而言,在再灌注的前幾個(gè)小時(shí)內(nèi),自噬的形成有助于清除受損的細(xì)胞器,促進(jìn)物質(zhì)和能量的代謝和循環(huán),其機(jī)制可能與清除受損的細(xì)胞器和減少細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激有關(guān)。相關(guān)lncRNA 在早期誘導(dǎo)自噬激活對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞具有積極保護(hù)作用。然而,過度的細(xì)胞自噬會(huì)消化正常生命活動(dòng)必需的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器,導(dǎo)致包括凋亡在內(nèi)的自噬細(xì)胞死亡。同樣,也可以通過相關(guān)lncRNA 調(diào)控相關(guān)的自噬基因降低細(xì)胞自噬水平發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。這些具有爭議的研究結(jié)果提示不同的lncRNA 對(duì)自噬的調(diào)控作用并不完全一致,其中與動(dòng)物模型、缺血方式、缺血時(shí)間以及缺血?再灌注的檢測(cè)時(shí)間有關(guān)。
隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,在腦缺血再灌注損傷中,越來越多差異表達(dá)的lncRNA 被發(fā)現(xiàn)。然而,只有少數(shù)lncRNA 在自噬過程中表達(dá)出明顯特征,大部分lncRNA 在自噬過程中的具體功能和機(jī)制尚不清楚,可作為臨床生物標(biāo)記物的lncRNA 也屈指可數(shù)。同時(shí),目前對(duì)自噬相關(guān)lncRNA 的研究大多局限于細(xì)胞表型的檢測(cè),很少有研究能深入探索lncRNA 和自噬相關(guān)蛋白特定功能位點(diǎn)。因此,未來需要更多的研究從分子水平闡明lncRNA 在腦缺血再灌注損傷中調(diào)控自噬的的具體分子機(jī)制,并將其應(yīng)用于臨床防治的指導(dǎo)。