徐嬌 陳利鋒 張傳成 尚桂蓮★
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis,RA)是臨床常見的慢性炎癥性自身免疫性疾病,其特征是持續(xù)性滑膜炎癥和關(guān)節(jié)破壞。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制尚不明確,而近年來成纖維樣滑膜細(xì)胞(Fibroblast-like Synovial Cells,F(xiàn)LSs)被認(rèn)為是RA發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵參與者[1]。研究發(fā)現(xiàn),類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細(xì)胞(Rheumatoid Arthritis-fibroblast-like Synovial Cells,RA-FLSs)可以產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,因環(huán)境的變化而變化,表現(xiàn)出異常增殖與抗調(diào)亡的特性,從而導(dǎo)致滑膜增生、關(guān)節(jié)軟骨及骨的破壞[2]。長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,LncRNA)的異常表達(dá)及功能與人類疾病休戚相關(guān),包括自身免疫性疾病、癌癥、精神疾病等[3-4]。越來越多的證據(jù)表明,LncRNAs參與了RA-FLSs 的激活,在RA 的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用。本文就LncRNAs對RA-FLSs 增殖、遷移、侵襲、調(diào)亡及滑膜炎癥等的作用進(jìn)行系統(tǒng)綜述。
FLSs 又稱B 型滑膜細(xì)胞,是關(guān)節(jié)滑膜處主要的細(xì)胞類型。正常的滑膜組織主要由FLSs 和巨噬細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞(Macrophage-like synovial cells,MLSs)組成,而前者占所有滑膜細(xì)胞的2/3,是滑膜組織的主要功能細(xì)胞[5]。生理狀態(tài)下,F(xiàn)LSs 在關(guān)節(jié)穩(wěn)態(tài)中起著平衡關(guān)節(jié)、調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)滑液量、調(diào)控關(guān)節(jié)正常炎性反應(yīng)及修復(fù)關(guān)節(jié)囊等作用[6]。病理狀態(tài)下,F(xiàn)LSs 同樣參與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的早期發(fā)病與疾病進(jìn)展。
首先,RA-FLSs 可通過分泌炎性因子及趨化因子促進(jìn)炎癥反應(yīng),分泌基質(zhì)金屬蛋白酶降解軟骨、刺激破骨細(xì)胞分化侵襲關(guān)節(jié)骨從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)破壞[7-8]。其次,RA-FLSs 與免疫和非免疫細(xì)胞的互相作用可能參與了RA 的發(fā)病過程。RA-FLSs可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子來刺激T 細(xì)胞分化[9],同時(shí)T 細(xì)胞也能夠激活FLSs,并刺激它們分泌炎癥介質(zhì),如白細(xì)胞介素6(Interleukin-6,IL-6)、白細(xì)胞介素8(Interleukin-8,IL-8)和前列腺素E2 等[7]。抗環(huán)瓜氨酸抗體、類風(fēng)濕因子等自身抗體提示B細(xì)胞參與了RA 的發(fā)病過程,而局部滑膜組織是產(chǎn)生這些抗體的主要部位,也是B 細(xì)胞活化、成熟和分化的地方。此外,B 細(xì)胞分化和成熟的兩個(gè)重要因子-B 細(xì)胞活化因子和增殖誘導(dǎo)配體也主要是通過TLR3 刺激RA-FLSs 產(chǎn)生[10]。腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白細(xì)胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)主要來源于巨噬細(xì)胞,而RA-FLSs 被認(rèn)為是產(chǎn)生IL-6、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)等 的 主 要 來源[11]。MLSs 和FLSs 之間相互作用以及IL-8、IL-6和GM-CSF 的釋放是啟動(dòng)和維持RA 患者炎癥和關(guān)節(jié)損害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[12]。最后,表觀遺傳學(xué)改變,如DNA 甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA等,被認(rèn)為與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病密切相關(guān),其可能通過調(diào)控成纖維樣滑膜細(xì)胞影響RA[13]。所以了解LncRNA對RA-FLSs 的作用對認(rèn)識(shí)RA的發(fā)生發(fā)展的機(jī)制非常重要,也為RA 的治療提供新的思路。
LncRNA是指長度大于200 個(gè)核苷酸,不具有蛋白編碼能力的RNA[14]。依據(jù)NONCODE 2021數(shù)據(jù)庫可知,目前人類和小鼠中分別有17957 和13197 個(gè)LncRNA基因[15],而且越來越多的新的LncRNA正在不斷被發(fā)現(xiàn)。LncRNA數(shù)目眾多,尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)前常見的一個(gè)分類方法是根據(jù)其與鄰近編碼序列的位置關(guān)系來分為以下5類[16]:①基因間LncRNAs:由蛋白質(zhì)編碼基因之間的基因間區(qū)獨(dú)立轉(zhuǎn)錄而來;②正義LncRNAs:由蛋白質(zhì)編碼基因的正義鏈轉(zhuǎn)錄而來,并可能與編碼蛋白質(zhì)序列的部分或全部序列重疊;③反義LncRNAs:由蛋白質(zhì)編碼基因相對應(yīng)的反義鏈轉(zhuǎn)錄而來;④內(nèi)含子LncRNAs:由基因外顯子之間的內(nèi)含子區(qū)域轉(zhuǎn)錄而來;⑤雙向LncRNAs:從轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的正義和反義方向轉(zhuǎn)錄而來。
LncRNA是RNA 聚合酶II 轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物,既往被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的“噪音”,不具有生物學(xué)功能。但近年來研究發(fā)現(xiàn),LncRNA廣泛參與DNA甲基化、組蛋白修飾、細(xì)胞周期、細(xì)胞分化等生物學(xué)過程,能夠直接與DNA、RNA、蛋白質(zhì)、染色質(zhì)等相互作用,分別在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后以及表觀遺傳水平上對靶基因表達(dá)發(fā)揮調(diào)控作用[13]。一些LncRNA還可以翻譯成具有重要生物學(xué)功能的小肽[17]。由此可見,LncRNA以不同的功能形式,直接或間接地參與機(jī)體的生命活動(dòng),總結(jié)起來有以下幾種作用機(jī)制[18]:①競爭內(nèi)源性RNA(Competes for endogenous RNA,CeRNA)機(jī)制:LncRNAs與mRNA 競爭結(jié)合miRNAs,從而解除miRNAs 對靶基因mRNA 表達(dá)的抑制作用;②信號(hào)分子機(jī)制:作為信號(hào)分子直接調(diào)節(jié)其他基因的轉(zhuǎn)錄;③誘餌機(jī)制:通過影響與轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)DNA 的結(jié)合間接調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄過程;④向?qū)C(jī)制:LncRNA與蛋白結(jié)合,然后將其定位到特定的基因序列上;⑤支架機(jī)制:形成高級構(gòu)象,組成可結(jié)合蛋白或其他效應(yīng)分子的多個(gè)結(jié)構(gòu)域發(fā)揮調(diào)節(jié)作用;⑥miRNA 加工機(jī)制:一些LncRNA,如線粒體動(dòng)態(tài)相關(guān)LncRNA、與miRNA 加工相關(guān)的LncRNA等,可以通過調(diào)節(jié)miRNA 的加工來發(fā)揮作用;⑦其他機(jī)制:包括但不限于啟動(dòng)子完成、染色質(zhì)富集、選擇性剪接等。
FLSs 的增殖和炎癥反應(yīng)在RA 的發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用。LncRNA NEAT1位于染色體11q13.1位點(diǎn)上,有6 個(gè)轉(zhuǎn)錄本,與多種癌癥的發(fā)生緊密相關(guān)[19]。研究發(fā)現(xiàn),RA 患者外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)中NEAT1表達(dá)顯著上調(diào),且PBMCs 來源的外泌體通過傳遞NEAT1進(jìn)而調(diào)節(jié)MDM2/SIRT6 軸促進(jìn)FLSs 增殖和炎癥反應(yīng)[20-21]。絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)及MAPK/ERK 信號(hào)通路參與了RA 炎癥反應(yīng)和RA-FLSs 增殖[22-23]。Chen 等[24]發(fā)現(xiàn),沉默NEAT1可使miR-129 和miR-204 的表達(dá)增加,進(jìn)而調(diào)控MAPK/ERK 通路抑制FLSs 增殖和滑膜炎癥。研究顯示,LINC00152在RA-FLSs 中的表達(dá)水平明顯高于對照組。過表達(dá)LINC00152可通過激活Wnt/β-catenin 信號(hào)通路來促進(jìn)RA-FLSs 的增殖。此外,叉頭框蛋白M1(Forkhead box protein M1,F(xiàn)OXM1)是LINC00152的上游調(diào)控因子,在轉(zhuǎn)錄水平上激活了LINC00152的表達(dá),導(dǎo)致Wnt 信號(hào)的激活,而LINC00152又可作為CeRNA,通過miR-1270正向調(diào)節(jié)FOXM1 的表達(dá)。 因此FOXM1/LINC00152 反饋環(huán)在調(diào)節(jié)RA-FLSs 中的作用對我們研究RA 具有重要指導(dǎo)意義[25]。RP11-83J16.1是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的LncRNA,與RA 患者的炎癥和疾病活動(dòng)增加相關(guān)[26]。過表達(dá)RP11-83J16.1可通過激活URI1 和β-catenin 信號(hào)通路,促進(jìn)RA-FLSs 的增殖和侵襲及促炎因子分泌,這提示RP11-83J16.1可能是RA 患者的一個(gè)新的有價(jià)值的治療靶點(diǎn)[27]。綜上所述,LncRNAs在影響RA 患者滑膜增殖及滑膜炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著十分重要的作用。
在RA 發(fā)展過程中,F(xiàn)LSs 的表型發(fā)生了改變,其侵襲性及遷移能力增強(qiáng),導(dǎo)致滑膜增生及血管翳的形成,從而引起關(guān)節(jié)軟骨及骨的破壞。
LncRNA ZFAS1在多種人類疾病中異常表達(dá),包括RA。ZFAS1敲低可抑制RA-FLSs 遷移、侵襲,甚至抑制RA-FLSs 增殖和炎性因子的產(chǎn)生[28]。深入研究發(fā)現(xiàn),ZFAS1可直接作用于miR-27a,使miR-27a 的表達(dá)下調(diào),進(jìn)而抑制RA-FLSs 侵襲及遷移[29]。同樣,LncRNA SNHG1在RA-FLSs 中表達(dá)上調(diào),通過調(diào)控多聚嘧啶道結(jié)合蛋白1(polypyrimidine tract-binding protein 1,PTBP1)來 調(diào) 節(jié)RAFLSs 的侵襲和增殖[30]。早期研究發(fā)現(xiàn),LncRNA PICSAR與皮膚鱗狀細(xì)胞癌密切相關(guān)[31]。與健康人相比,RA 患者滑膜細(xì)胞和滑液中PICSAR表達(dá)明顯升高。上調(diào)PICSAR可促進(jìn)滑膜浸潤和關(guān)節(jié)破壞,而下調(diào)PICSAR表達(dá)可抑制FLS 的增殖、遷移、侵襲和促炎因子的釋放。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),PICSAR可通過競爭結(jié)合miRNA-4701-5p 促進(jìn)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[32]。因此,LncRNA PICSAR可能是RA 有價(jià)值的的生物標(biāo)志物,為RA 的發(fā)病機(jī)制提供新的認(rèn)識(shí)。
凋亡是除了增殖以外,控制細(xì)胞數(shù)量以應(yīng)對DNA 損傷的另一種機(jī)制。RA-FLSs 的線粒體凋亡途徑發(fā)生了明顯變化,表現(xiàn)為對凋亡的顯著抵抗[33]。
RA 患者PBMCs 及滑膜細(xì)胞中ENST000006 19282的表達(dá)明顯增高[34]。過表達(dá)ENST000006 19282可降低促凋亡蛋白和促炎因子的表達(dá)水平,提高抗凋亡蛋白和抗炎因子水平。雷公藤在臨床中被普遍用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的治療,研究證實(shí)其可通過下調(diào)ENST00000619282的表達(dá)來促進(jìn)RA-FLSs 凋亡并減輕炎癥反應(yīng)[35]。Li 等發(fā)現(xiàn),LncRNA GAS5在RA 患者滑膜組織和細(xì)胞中表達(dá)顯著降低,丹參酮IIA 可通過上調(diào)GAS5促進(jìn)RA-FLSs 凋亡減輕滑膜炎癥反應(yīng)[36]。此外,GAS5上調(diào)還可通過增強(qiáng)caspase-3 和caspase-9 的表達(dá),并激活PI3K/AKT 信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。LncRNA PVT1是一個(gè)公認(rèn)的癌癥風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn),與晚期腫瘤分級和分期相關(guān)[37]。已證實(shí),PVT1上調(diào)可誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞凋亡[38]。基因敲除PVT1可以減輕滑膜炎癥反應(yīng)并可能通過調(diào)控依賴miR-543 的SCUBE2 蛋白表達(dá)來誘導(dǎo)RA-FLSs 凋亡[39]。此外,SCUBE2 還可通過調(diào)節(jié)滑膜血管生成發(fā)揮抗風(fēng)濕作用[40]。
綜上所述,在類風(fēng)關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展過程中,F(xiàn)LSs 表現(xiàn)出腫瘤樣生物學(xué)行為—增殖異常、抗凋亡、遷移性及侵襲性增加,引起關(guān)節(jié)滑膜增生、骨和軟骨破壞,從而導(dǎo)致RA 患者關(guān)節(jié)畸形,活動(dòng)障礙甚至功能喪失。許多研究已證實(shí),LncRNAs在基因調(diào)控中具有重要作用,參與了多種生物學(xué)過程和途徑,并與不同疾病的病理機(jī)制關(guān)系密切。LncRNAs對RA-FLSs 的調(diào)控并不是單一方面的,而是多方面協(xié)同作用共同影響類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展。目前,除少數(shù)LncRNAs在RA 發(fā)病機(jī)制中的作用已被闡明外,大多數(shù)LncRNAs在RA發(fā)病中的作用和機(jī)制尚不清楚。因此,深入研究LncRNAs對RA-FLSs 的調(diào)控作用對闡明RA 發(fā)病機(jī)制具有非常重要的意義,也為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的治療提供新思路。