汪貝貝張文波蔣鵬程

(江蘇大學(xué)附屬人民醫(yī)院普外科,江蘇 鎮(zhèn)江 212002)

細(xì)胞死亡在機(jī)體的生長發(fā)育過程中不可或缺,可按照意外因素或體內(nèi)的分子調(diào)節(jié)機(jī)制的不同,分為意外細(xì)胞死亡和調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡(regulated cell death,RCD),在生理條件下,RCD 又被稱為細(xì)胞程序性死亡(programmed cell death,PCD),根據(jù)發(fā)生機(jī)制及生化形態(tài)特征,PCD 包含凋亡(apoptosis)、壞死性凋亡(necroptosis)、鐵死亡(ferroptosis)、焦亡(pyroptosis)、自噬(autophagy)等多種形式[1]。 而根據(jù)細(xì)胞是否發(fā)生破裂,也可分為溶解性細(xì)胞死亡和非溶解性細(xì)胞死亡兩類[2]。 不少研究表明PCD 可顯著調(diào)控炎癥、腫瘤等疾病的發(fā)生發(fā)展,而作為下游因子,PCD 在分子水平、蛋白水平、葡萄糖水平、線粒體功能等方面可受諸多因子調(diào)控,其中長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是關(guān)鍵的上游調(diào)控分子之一[3]。

長鏈非編碼RNA 是轉(zhuǎn)錄物長于200 nt 的RNA,曾經(jīng)被認(rèn)為是“轉(zhuǎn)錄噪音”序列、RNA 聚合酶II 的副產(chǎn)物。 盡管無法翻譯成蛋白質(zhì),但lncRNA從作為基因表達(dá)的調(diào)節(jié)器,到將遺傳密碼子翻譯成蛋白質(zhì)序列,都扮演著功能分子的角色,其在細(xì)胞核內(nèi)參與遺傳、轉(zhuǎn)錄的調(diào)控,在細(xì)胞質(zhì)中可充當(dāng)miRNA 的競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)影響mRNA 翻譯,并參與mRNA 后續(xù)的穩(wěn)定以及降解過程的調(diào)節(jié)[4]。 lncRNA 在細(xì)胞的增值、遷移等多種生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用,同時PCD 作為研究的熱點(diǎn)問題,近年來有較多l(xiāng)ncRNA 參與其調(diào)控的研究報道,但目前尚缺乏歸納總結(jié),本文就相應(yīng)問題的最新研究展開綜述,以期為細(xì)胞程序性死亡的調(diào)控和lncRNA 的功能研究提供新的思路。

1 lncRNA 與凋亡

凋亡是在一系列酶的參與下、受基因調(diào)控的主動且有序的過程,具有不同于壞死的形態(tài)學(xué)變化的一類PCD,細(xì)胞凋亡及其失調(diào)是許多疾病的病理生理過程的基礎(chǔ),包括細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)、組織重塑和腫瘤發(fā)生[5]。 凋亡主要包含線粒體途徑和死亡受體途徑兩類經(jīng)典途徑。

線粒體途徑中,在細(xì)胞應(yīng)激或發(fā)育信號作用下,Bcl-2 家族蛋白的表達(dá)或功能受到相應(yīng)調(diào)節(jié),3種促進(jìn)凋亡的Bcl-2 效應(yīng)蛋白——Bax、Bak 和Bok可直接引起線粒體外膜通透性(MOMP)增加,從而將線粒體膜間隙蛋白釋放到細(xì)胞質(zhì)中,啟動凋亡;而抑制凋亡的Bcl-2 蛋白包括Bcl-2、Bcl-xl、Mcl-1 和BFL/A1 等,及單個BH 區(qū)的BH3 蛋白Bid、Bim、Bad和Noxa 等則產(chǎn)生相反的效應(yīng)[6]。 細(xì)胞中Bcl-2 蛋白的特異性和動態(tài)相互作用決定了MOMP 的發(fā)生與否。 而在死亡受體途徑中,腫瘤壞死因子受體(TNFR) 與腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)、Fas 配體(Fas L)等配體結(jié)合后,由細(xì)胞凋亡抑制因子(cellular inhibitor of apoptosis protein,cIAP)1 和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(tumor necrosis factor receptor-associated factor,TRAF)2 對受體相互作用蛋白激酶(receptor interacting serine/threonine protein kinase, RIPK)1 來進(jìn)行了泛素化標(biāo)記,再經(jīng)去泛素化酶(cylindromatosis,CYLD)作用,形成腫瘤壞死因子受體相關(guān)死亡域蛋白(TNFRassociated death domain,TRADD)/凋亡促進(jìn)蛋白(Fas-associated protein with death domain,FADD)/半胱氨酸-天冬氨酸蛋白酶(caspase)8/RIPK1/RIPK3和TRADD/FADD/caspase-8 兩種復(fù)合體,當(dāng)前者中caspase-8 激活時,使得caspase-3/7 成熟,或水解Bid,促進(jìn)細(xì)胞凋亡,而后者可通過FADD 直接使得caspase-8 成熟,導(dǎo)致凋亡[7]。

lncRNA 可以通過影響凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá),參與線粒體途徑的調(diào)控。 有研究用高糖處理lncRNA CA7-4 和si-CA7-4 轉(zhuǎn)染后的血管內(nèi)皮細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)CA7-4 升高了Bax 和裂解的多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1(poly ADP-ribose polymerase-1,PARP1)的水平,促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡[8]。 此外,Li 等[9]研究發(fā)現(xiàn)miR-296-5p 直接結(jié)合Bax mRNA 的3’非翻譯區(qū),在mRNA 和蛋白質(zhì)水平上抑制Bax 表達(dá),而lncRNA KCNQ1OT1 作為一種有效的細(xì)胞凋亡促進(jìn)因子,通過使miR-296-5p 海綿化,上調(diào)Bax,促進(jìn)了神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞凋亡。

lncRNA 亦可通過死亡受體途徑調(diào)節(jié)凋亡的發(fā)生發(fā)展。 He 等[10]發(fā)現(xiàn)lncRNA GAS5 的過表達(dá)顯著上調(diào)caspase-3 蛋白表達(dá)水平、促進(jìn)平滑肌細(xì)胞凋亡且抑制其增殖,減少了平滑肌細(xì)胞的數(shù)量,從而參與調(diào)控腹主動脈瘤的形成。

lncRNA 還可以通過各種其它機(jī)制調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡,如Jiang 等[11]發(fā)現(xiàn)高水平的lncRNA RP11-468E2.5 表達(dá)可通過抑制JAK/STAT 信號通路來負(fù)調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和STAT5/6 的表達(dá),從而抑制了大腸癌細(xì)胞的增殖并促進(jìn)其凋亡。

2 lncRNA 與壞死性凋亡

壞死性凋亡是由RIPK1、RIPK3 和人混合系列蛋白激酶樣結(jié)構(gòu)域(mixed lineage kinase domain like protein,MLKL)介導(dǎo)的一種受調(diào)控的壞死細(xì)胞死亡形式,在凋亡缺乏的條件下可被激活[12]。

在TNFR1 參與的信號通路的研究中,TNFα 與TNFR1 的結(jié)合會觸發(fā)如NF-κB 通路、細(xì)胞凋亡和壞死性凋亡的激活,亦會招募TRADD、TRAF2/5、RIPK1、cIAP1 組成復(fù)合體I。 cIAP1 對RIPK1 的多聚泛素化所募集的復(fù)合物TAK1(TAK1、TAB1 和TAB2),可解離激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB[13],而CYLD對RIPK1 去泛素化作用或抗壞死蛋白(A20)泛素編輯復(fù)合物抑制NF-κB 活化,并形成Necrosome 復(fù)合體,包 含caspase-8、 TRADD、 RIPK1、 RIPK3 和FADD[14]。 caspase-8 的活性對于確定細(xì)胞的命運(yùn)至關(guān)重要,當(dāng)缺失或被抑制時,RIPK1 和RIPK3 會互相激活磷酸化,進(jìn)一步活化Necrosome 復(fù)合體,激活下游的MLKL 蛋白,致使膜通透性增強(qiáng),損傷相關(guān)分子模式( damage associated molecular patterns,DAMPs)滲出;此外還會造成線粒體內(nèi)活性氧(reactive oxygen species,ROS)累積,線粒體分裂,細(xì)胞發(fā)生壞死性凋亡[15-16]。 而當(dāng)caspase-8 激活的情況下,caspase-8 會抑制RIPK1 和RIPK3 的磷酸化,Necrosome 復(fù)合體失活,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

有研究表明,在敲低lncRNA TRINGS 或缺乏葡萄糖所誘導(dǎo)的死亡細(xì)胞內(nèi)ATP 水平顯著降低,高遷移率族蛋白B1 和乳酸脫氫酶的釋放顯著增加,表明TRINGS 低表達(dá)導(dǎo)致缺糖下的壞死性細(xì)胞死亡,且在形態(tài)學(xué)觀察中,發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜破壞的壞死性凋亡表型的細(xì)胞,證明了這一結(jié)果[17-18]。 在缺乏葡萄糖時,p53 激活lncRNA TRINGS,上調(diào)的TRINGS與糖原合酶激酶-3β(GSK3β)競爭性地結(jié)合絲氨酸-蘇氨酸激酶受體相關(guān)蛋白(STRAP),從而減弱了STRAP 和GSK3β 之間的相互作用,TRINGS 通過抑制STRAP/GSK3β/NF-κB 信號傳導(dǎo)途徑,使癌細(xì)胞免于壞死。

隨著lncRNA 上的miRNA 識別元件的發(fā)現(xiàn),miRNA-lncRNA 的相互作用增加了多方面轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控的復(fù)雜性[19]。 報道較多的為lncRNA 作為ceRNA 與 miRNA 相 互 作 用。 為 了 研 究lncRNA3037/miR-15a 軸在壞死性凋亡中的作用,Li等[20]發(fā)現(xiàn)敲除lncRNA 3037 顯著提高了RIPK1、RIPK3、p-MLKL、Bax 和caspase-3 的表達(dá),降低了miR-15a 靶基因抗凋亡蛋白(BCL2)和抗壞死蛋白(A20)的表達(dá)從而增加細(xì)胞凋亡率和壞死率。 同樣的, lncRNA107053293 可 作 為 miR-148a-3p 的ceRNA,調(diào)控靶基因Fas 相關(guān)分子1 的表達(dá),介導(dǎo)下游基因RIPK1 和RIPK3 的表達(dá),誘導(dǎo)氣管細(xì)胞發(fā)生壞死性凋亡[21]。 研究表明,敲除在肝細(xì)胞癌中高表達(dá)的lncRNA00176 時,會使腫瘤抑制因子miR-9 和miR-185 釋放,從而影響細(xì)胞周期,造成肝癌細(xì)胞壞死性凋亡[22]。

MiRNA 和lncRNA 作為兩種主要的調(diào)節(jié)性非編碼RNA,不僅可以彼此相互作用,還可以作用于多種細(xì)胞內(nèi)成分,參與細(xì)胞凋亡和壞死等PCD 調(diào)節(jié)[23],lncRNA 是否通過與其它的ncRNAs 的相互作用從而參與調(diào)控壞死性凋亡,有待進(jìn)一步探索。

3 lncRNA 與鐵死亡

2012 年Dixon 等[24]首次提出一種鐵依賴性的調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡模式,通過不同的信號傳導(dǎo)通路,最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部脂質(zhì)ROS 物質(zhì)的積累、脂質(zhì)過氧化,從而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡,被定義為鐵死亡。

在較成熟的還原性谷胱甘肽(glutathione,GSH)/谷胱甘肽過氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)調(diào)節(jié)通路中,胱氨酸通過細(xì)胞膜表面的胱氨酸-谷氨酸反轉(zhuǎn)運(yùn)受體(System Xc)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞內(nèi),進(jìn)一步形成GSH,再經(jīng)GPX4 形成氧化型谷胱甘肽。 這個過程會輔助GPX4 去除多不飽和脂肪酸的過氧化,從而抑制鐵死亡的發(fā)生[25]。 循環(huán)鐵與轉(zhuǎn)鐵蛋白以三價鐵的形式結(jié)合,然后通過轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1(TFR1)進(jìn)入細(xì)胞,通過還原及脫蛋白,形成二價鐵離子,再經(jīng)芬頓反應(yīng),產(chǎn)生大量羥自由基,最終造成ROS 的累積,促進(jìn)鐵死亡的發(fā)生。 此外,腫瘤抑制蛋白p53 可以通過抑制System Xc 攝取胱氨酸,從而影響GPX4 的活性,導(dǎo)致細(xì)胞抗氧化能力下降、脂質(zhì)ROS 積累和鐵死亡[26]。 而Erastin 不僅可以通過抑制System Xc 攝取胱氨酸,還可以激活p53、影響脂質(zhì)代謝等形式參與鐵死亡的調(diào)控[27-28]。

在鐵死亡中l(wèi)ncRNA 可以扮演ceRNA 的角色,Wang 等[29]證明在肺癌中l(wèi)ncRNA LINC00336 的過表達(dá)降低了鐵濃度、脂質(zhì)ROS 和線粒體超氧化物的表達(dá),并增加了線粒體膜電位。 淋巴特異性解旋酶(LSH)通過失活p53 誘導(dǎo)類似胚胎致死性異常視覺基因的 RNA 結(jié)合蛋白1 表達(dá), 后者通過與LINC00336 相互作用的轉(zhuǎn)錄調(diào)控提高了LINC00336的表達(dá)水平。 總之,LINC00336 吸收miR-6852 作為ceRNA,從而增加胱硫醚β 合成酶(cystathionineβsynthase,CBS;轉(zhuǎn)硫途徑活性的標(biāo)志)的mRNA 水平,刺激細(xì)胞增殖,集落形成和腫瘤形成,并抑制肺癌細(xì)胞的鐵死亡。 同樣,Lu 等[30]發(fā)現(xiàn)miR-214 可以與lncRNA PVT1、p53 和TFR1 結(jié)合,miR-214 既可通過降低p53 水平從而抑制鐵死亡的發(fā)生,亦可與TFR1 的3’UTR 結(jié)合,部分地通過TFR1 調(diào)節(jié)鐵進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),參與鐵死亡的調(diào)控。 研究結(jié)果表明,lncRNA PVT1 作為miR-214 的海綿,通過miR-214介導(dǎo)的p53 和TFR1 途徑調(diào)節(jié)腦缺血再灌注中鐵死亡的發(fā)生發(fā)展。

鐵死亡還可以與其他類型的程序性死亡緊密相關(guān)。 LINC00618 通過上調(diào)Bax 蛋白和裂解的caspase-3 蛋白表達(dá)水平來促進(jìn)細(xì)胞凋亡。 敲除LINC00618 顯著降低了脂質(zhì)ROS 水平,敲除組細(xì)胞在經(jīng)長春新堿(VCR)和caspase 抑制劑VAD 處理后,較對照組細(xì)胞的脂質(zhì)ROS 水平顯著升高。 然而,當(dāng)VCR 和Erastin 加入這些細(xì)胞時,它們對VCR誘導(dǎo)的鐵死亡沒有顯著影響,表明鐵死亡激活劑不會改變VCR 誘導(dǎo)的鐵死亡和凋亡,而LINC00618 誘發(fā)的鐵死亡依賴于VCR 誘發(fā)的凋亡。 過表達(dá)LINC00618 的細(xì)胞中LSH 和溶質(zhì)載體家族7 成員11(SLC7A11)的表達(dá)水平均降低,LSH 與SLC7A11的啟動子區(qū)域結(jié)合,增強(qiáng)SLC7A11 的轉(zhuǎn)錄,表明LINC00618 可抑制LSH 誘導(dǎo)的SLC7A11 的表達(dá),促進(jìn)依賴于細(xì)胞凋亡的鐵死亡發(fā)生[31]。

4 lncRNA 與焦亡

2001 年Cookson 等[32]觀察到一種caspase-1 依賴性的死亡的現(xiàn)象出現(xiàn)在被感染的巨噬細(xì)胞中,將其命名為細(xì)胞焦亡,不同于細(xì)胞凋亡,焦亡的形態(tài)學(xué)變化在體外沒有DNA 片段化,但存在細(xì)胞核凝聚和細(xì)胞腫脹,最終破裂。

細(xì)胞焦亡有經(jīng)由NOD 樣受體的經(jīng)典途徑及通過JAK/STAT1 的非經(jīng)典途徑兩類,在細(xì)胞在受到病原體或者外部損傷后,會分別激活JAK 和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor pyrin, NLRP;NOD 樣受體蛋白)/凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(apoptosisassociated speck-like protein containing CARD,ASC)/Pro-caspase-1 復(fù)合體。 后者水解形成為成熟的caspase-1,而JAK 則傳遞到下游的STAT1,形成STAT1 二聚體,入核激活caspase-4/11 的轉(zhuǎn)錄,成熟的caspase-1 或者caspase-4/11 和caspase-5 的復(fù)合體,水解Gasdermin D(GSDMD),生成的GSDMDPFD 可以在膜上形成多聚體管孔,引起細(xì)胞內(nèi)滲透壓的變化、大量的DAMPs 分子涌出、細(xì)胞腫脹而破裂死亡[33]。 在缺乏GSDMD 的情況下,caspase-1 可以裂解并激活半胱氨酸蛋白酶,并且還可以裂解并激活Bid 以參與MOMP。 因此,在沒有GSDMD 的情況下,caspase-1 激活會導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[34]。

近年來,lncRNA 參與焦亡過程調(diào)控的研究報道很多,Yang 等[35]發(fā)現(xiàn)lncRNA KCNQ1OT1 可以作為miR-214-3p 的 ceRNA, 增強(qiáng)糖尿病心肌病中caspase-1 的表達(dá)來加速高糖誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞的焦亡;且在抑制KCNQ1OT1 后,GSDMD-N 蛋白表達(dá)水平發(fā)生逆轉(zhuǎn)而呈嚴(yán)重下降趨勢。 類似的調(diào)控方式在糖尿病性角膜內(nèi)皮功能障礙中被報道[36]。 除此之外,最新研究發(fā)現(xiàn)lncRNA MIAT 可與CASP1 競爭結(jié)合miR-342-3p,從而減輕對miR-342-3p 靶基因CASP1 表達(dá)的抑制作用,從而促進(jìn)caspase-1 介導(dǎo)的人視網(wǎng)膜外膜細(xì)胞焦亡[37]。 無獨(dú)有偶,Liang 等[38]發(fā)現(xiàn)lncRNA MEG3 通過海綿吸附miR-485 抑制黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM2)的表達(dá),缺乏MEG3 可抑制caspase-1 信號轉(zhuǎn)導(dǎo),降低AIM2、ASC、裂解的caspase-1 和GSDMD-N 的表達(dá),敲除MEG3 可抑制氧糖剝奪后再復(fù)糖復(fù)氧所誘導(dǎo)的焦亡和炎癥反應(yīng)。

lncRNA 還可以通過介導(dǎo)NLRP 的表達(dá)參與焦亡的調(diào)控過程。 在缺氧心肌細(xì)胞中,人間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的lncRNA KLF3-AS1 通過作為ceRNA 與miR-138-5p 結(jié)合,促進(jìn)沉默信息調(diào)節(jié)因子1(Sirt1)的表達(dá),后者可以抑制NLRP3 炎癥小體的激活,從而下調(diào)焦亡的表達(dá)[39]。 Wan 等[40]報道了過表達(dá)的lncRNA H19 與程序性細(xì)胞死亡因子4 競爭miR-21,形成ceRNA 網(wǎng)絡(luò),H19 介導(dǎo)其觸發(fā)了NLRP3/NLRP6 炎性小體的相互激活,募集活化的caspase-1來切割GSDMD,從而引發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡。 而lncRNA GAS5 既參與凋亡的調(diào)控,GAS5 的DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶1 甲基化通過影響NLRP3 軸也參與調(diào)控心肌成纖維細(xì)胞焦亡[41]。

另外還有其他的方式參與焦亡的調(diào)控,如Toll樣受體4 在脊髓損傷后被激活,進(jìn)一步磷酸化STAT1 并促進(jìn)了lncRNA-F630028O10Rik 的表達(dá),該lncRNA 充當(dāng)miR-1231-5p/Col1a1 軸的ceRNA,并通過激活PI3K/ AKT 途徑增強(qiáng)脊髓損傷后的小膠質(zhì)細(xì)胞焦亡[42]。

5 lncRNA 與自噬

自噬是指在病原體因素、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激下真核細(xì)胞通過形成雙膜限制的自噬小體,將受損或多余的物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)中隔離出來,并與溶酶體融合,分解的物質(zhì)可以再利用,以完成自身代謝需要、細(xì)胞器的更新、維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的過程[43]。

在哺乳動物中,巨自噬是研究最為廣泛的一種經(jīng)典類型,另外還有微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬。 不同的自噬相關(guān)基因(autophagy related genes,ATG)蛋白組成復(fù)合物,作為自噬機(jī)制的調(diào)節(jié)核心,負(fù)責(zé)自噬的誘導(dǎo)、自噬小體的形成、運(yùn)輸以及與溶酶體的融合[44]。 自噬的啟動始于UNC-51 樣激酶-1(UNC-51-like kinase 1,ULK1)復(fù)合物的激活,當(dāng)雷帕霉素復(fù)合物1(mammalian target of rapamycin1,mTORC1)的活性受抑制,ATG13 的快速去磷酸化作用可以促進(jìn)自身與ULK-1、粘著斑激酶家族相互作用蛋白和ATG101 之間形成穩(wěn)定的復(fù)合物。 該復(fù)合物調(diào)節(jié)PI3K 復(fù)合物向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的轉(zhuǎn)運(yùn),從而促進(jìn)隔離膜的成核和組裝;ATG12-ATG5-ATG16L1 復(fù)合物移至噬菌體裝配位點(diǎn),并使微管相關(guān)蛋白1-輕鏈3(亦被稱為ATG 8 或LC3) 與磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)結(jié)合形成ATG 8-PE復(fù)合物,這促進(jìn)了自噬體膜的伸長并形成自噬體,隨后與溶酶體融合而發(fā)育成熟[45-46]。 自噬在細(xì)胞生存和死亡中均扮演著重要角色,且與凋亡存在Beclin1、p53、ROS 等共同的調(diào)節(jié)因子。 自噬不僅能夠促進(jìn)或抑制凋亡,甚至可與凋亡同時發(fā)生,或在特定情況下相互轉(zhuǎn)化或協(xié)同作用[47]。 下文中我們將主要探討lncRNA 參與自噬樣死亡的調(diào)控。

部分 lncRNA 通過影響雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)的表達(dá),參與自噬過程的調(diào)控。 lncRNA FA2H-2 通過在轉(zhuǎn)錄水平抑制了MLKL 的表達(dá),從而抑制了mTOR 依賴性信號通路的激活促進(jìn)動脈粥樣硬化中自噬的發(fā)生發(fā)展[48]。 P53 作為常見的抑癌基因,通過激活mTOR 的上游因子,參與自噬的調(diào)節(jié),Liu 等[49]研究發(fā)現(xiàn),lncRNA CAIF 通過與p53 蛋白直接相結(jié)合,阻斷其介導(dǎo)的心肌素轉(zhuǎn)錄,下調(diào)心肌素的表達(dá)水平,抑制了p53-心肌素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的心肌細(xì)胞自噬。

某些lncRNA 通過介導(dǎo)自噬小體的形成參與自噬的調(diào)控。 Li 等[50]發(fā)現(xiàn)lncRNA ZNNT1 的過表達(dá)顯著增加了葡萄膜黑色素瘤細(xì)胞中LC3-I 到LC3-II的轉(zhuǎn)化以及自噬底物受體SQSTM1(又稱p62)的降解,促進(jìn)細(xì)胞自噬。 相反, Zhang 等[51]報道了lncRNA CRNDE 下調(diào)LC3-II 的表達(dá)顯著抑制胃癌細(xì)胞自噬。 除了針對LC3 之外,一些lncRNA 還介導(dǎo)了ATG 的表達(dá),有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA PVT1 通過上調(diào)LC3-II 的表達(dá)水平而減少p62 的含量,而消耗ATG14 可以恢復(fù)胰腺癌細(xì)胞中的這些影響,最終表明PVT1/miR-619-5p 軸通過調(diào)節(jié)ATG14 促進(jìn)自噬活性[52];類似的,lncRNA EIF3J-DT 通過直接結(jié)合來增強(qiáng)ATG14 mRNA 的穩(wěn)定性,并通過與miR-188-3p競爭性結(jié)合來阻止ATG14 mRNA 的降解,從而上調(diào)ATG14 的表達(dá),促進(jìn)自噬[53]。

除此之外一些研究者證實lncRNA H19 通過抑制了DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶 (DNA methyltransferase,DNMT) 3B 直接與Beclin1(參與形成PI3K 復(fù)合體)啟動子的區(qū)域結(jié)合,上調(diào)了Beclin1 的表達(dá)水平并促進(jìn)了自噬[54]。

6 其它類型的細(xì)胞程序性死亡

除上文所述之外還有報道較少的RCD[1]。 如依賴性細(xì)胞死亡(parthanatos)、內(nèi)在性細(xì)胞死亡(entotic cell death)、網(wǎng)織狀細(xì)胞死亡(netotic cell death)、溶酶體依賴性細(xì)胞死亡(lysosome-dependent cell death,LCD)、自噬依賴性細(xì)胞死亡(autophagydependent cell death)、堿死亡(alkaliptosis)和氧自由基誘導(dǎo)死亡(oxeiptosis)。 這些PCD 的具體機(jī)制尚在研究中,目前雖未有l(wèi)ncRNA 參與其調(diào)控的報道,但不同類型PCD 之間存在關(guān)聯(lián),如溶酶體膜透化不僅發(fā)生在LCD 中,還可以在細(xì)胞凋亡、鐵死亡等其它PCD 中放大細(xì)胞死亡信號傳導(dǎo),使得細(xì)胞死亡途徑變得更加復(fù)雜[55]。 臨床方面如堿死亡在胰腺癌中的作用被開始挖掘[56],近幾年來一種新概念PANoptosis 出現(xiàn)在研究的視野中,它是一種獨(dú)特的、生理相關(guān)的炎癥性程序性細(xì)胞死亡途徑,由特定的觸發(fā)因子激活,結(jié)合了凋亡、壞死性凋亡、焦亡三種類型PCD 的關(guān)鍵因子,在免疫領(lǐng)域發(fā)揮了相應(yīng)的臨床價值[57]。 相信陸續(xù)會有更多的相關(guān)報道,這些細(xì)胞程序性死亡與lncRNA 的相互作用機(jī)制也未嘗不可作為新的研究方向。

7 總結(jié)與展望

PCD 作為近年來研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域,在炎癥、腫瘤等方面均有著突破性的進(jìn)展,而lncRNA 不僅在基因的表達(dá)過程中充當(dāng)調(diào)節(jié)因子,同樣也參與了PCD 的調(diào)控,本文綜述了近年來lncRNA 與幾種常見的PCD 相互作用的研究進(jìn)展(見表1),這對研究lncRNA 參與調(diào)控PCD 的機(jī)制的進(jìn)一步探索以及發(fā)掘新的研究方向有一定的意義。 同一種的lncRNA,如MEG3、H19 等參與不同類別的PCD。 不同類型的PCD 之間亦存在相互作用、有些存在類似的調(diào)節(jié)因子,如鐵死亡被認(rèn)為依賴于自噬的發(fā)生,兩者之間存在p53、STAT3、GPX4 等近10 種共有的調(diào)節(jié)蛋白;ROS 誘導(dǎo)既可以參與壞死性凋亡,也介導(dǎo)鐵死亡的發(fā)生,但目前未見有l(wèi)ncRNA 直接或間接參與調(diào)控此類關(guān)鍵因子,從而串聯(lián)多種PCD 的研究報道。 同時lncRNA 作為腫瘤診斷及治療的潛在靶點(diǎn)被相繼報道,而另一些如lncRNA ZNNT1 既誘導(dǎo)自噬又抑制了腫瘤的發(fā)生,lncRNA 通過一種或是多種PCD 在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的具體機(jī)制,仍需深入研究。 lncRNA 與PCD 的關(guān)系或?qū)槟[瘤及其它疾病的診療提供新的思路。

表1 lncRNA 在細(xì)胞程序性死亡中的作用Table 1 Role of lncRNA in programmed cell death