田燁楠 呂鶴群 馮瑤婷 彭擁軍

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，江蘇 南京210029

長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，Lnc RNA）通常被定義為一類轉(zhuǎn)錄文本長度＞200 個核苷酸的非編碼RNA，雖缺乏開放性閱讀框不能直接編碼翻譯蛋白質(zhì)，但可通過多種復(fù)雜的分子機制調(diào)控基因的表達，并廣泛參與機體的生理病理過程。LncRNA H19 作為最具特征性的Lnc RNA 之一，由位于人類11P15.5 染色體上的H19 基因轉(zhuǎn)錄而成，其在胚胎時期呈高表達進而促進胚胎發(fā)育和生長，出生后則在大多數(shù)組織表達中出現(xiàn)下調(diào)［1］。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)對人體生理功能活動起主導(dǎo)作用，與其他系統(tǒng)相比，神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能更復(fù)雜，發(fā)生疾病時往往更危險，有極高的致死率和致殘率。LncRNA 在大腦中呈相對高表達并具有特異性，在大腦發(fā)育、神經(jīng)元分化、突觸可塑性及神經(jīng)疾病中發(fā)揮重要作用［2］。研究證明LncRNA H19 是人腦灰質(zhì)和白質(zhì)中表達穩(wěn)定性最高的LncRNA 之一，且在人腦組織中高豐度表達［3］，提示LncRNA H19與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的關(guān)系密切，深入研究可加強對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的認(rèn)識并為其治療提供新思路。本文通過對LncRNA H19 在多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的功能及作用機制進行總結(jié)，旨在為其診斷、預(yù)后以及臨床治療提供參考。

1 LncRNA H19與神經(jīng)退行性病變

1.1 阿爾茨海默病阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）作為一種進行性神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，起病隱匿且多見于老年人［4］，臨床主要表現(xiàn)為進行性認(rèn)知功能障礙、行為損害以及神經(jīng)精神癥狀［5］。目前關(guān)于AD 的發(fā)病機制學(xué)說較多但不明確，其病理特征主要表現(xiàn)為β淀粉樣蛋白（amyloid β-protein，Aβ）聚集形成老年斑（senile plaque,SP）、tau 蛋白過度磷酸化形成神經(jīng)元纖維纏結(jié)［6］。近年來越來越多的研究證明LncRNA 與AD 形成、發(fā)展密切相關(guān)。研究表明，在AD 細(xì)胞模型中，敲低H19 可通過調(diào)控miR-129 和高遷移率族蛋白B1（high mobility group box-1 protein, HMGB1）促 進A β25-35誘 導(dǎo) 的PC12 細(xì)胞活力，加速細(xì)胞周期進程，抑制細(xì)胞凋亡以及降低氧化應(yīng)激［7］。基于此可為AD 的臨床治療提供新的思路，尋找新的診斷標(biāo)志物及治療藥物。

1.2 帕金森病帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）是繼AD 之后全世界第二大流行的神經(jīng)退行性疾病，顯著病理變化為中腦黑質(zhì)致密部（compact part of substantia nigra,SNpc）中多巴胺能神經(jīng)元的喪失、紋狀體多巴胺分泌的減少以及路易小體的存在［8-9］。最新資料顯示LncRNA H19 與PD 進展有關(guān)，Kraus等［10］通過對PD 中LncRNA 的表達水平進行全面分析，發(fā) 現(xiàn)5 種LncRNA（H19 上 游 保 守1 和2、lincRNA-p21、Malat1、SNHG1 和TncRNA）在PD 患者大腦前扣帶回神經(jīng)元中差異表達，其中H19 上游保守的顯著下調(diào)，其他4 種LncRNA 均在顯著上調(diào)，提示LncRNA H19 可作為PD 臨床治療的潛在新靶點。Zhang 等［11］研究發(fā)現(xiàn)H19 在1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶（MPTP）誘導(dǎo)的PD 小鼠的腦組織（體內(nèi)）中下調(diào)，LncRNA H19 可通過調(diào)節(jié)miR-585-3p/PIK3R3 減輕MPTP 誘導(dǎo)的PD 小鼠的神經(jīng)元凋亡。Jiang 等［12］采用六羥基多巴胺（6-OHDA）誘導(dǎo)PD 小鼠模型，發(fā)現(xiàn)過表達的lncRNA H19 可通過結(jié)合miR-301b-3p 靶向抑制次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶1（hypoxanthine phosphoribosyl transferase 1, HPRT1）表達激活Wnt/β-catenin 途徑，從而抑制多巴胺能神經(jīng)元的丟失，起到神經(jīng)保護的作用。基于以上研究結(jié)果可為靶向LncRNA H19 治療PD 提供潛在的理論依據(jù)。

2 LncRNA H19與顱內(nèi)腫瘤

2.1 膠質(zhì)瘤膠質(zhì)瘤是最常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性惡性腫瘤之一，發(fā)病機制極為復(fù)雜，有高度異質(zhì)性，臨床上治療難度大且預(yù)后不佳［13］。LncRNA H19 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中高表達并通過以下多種途徑參與膠質(zhì)瘤的生理病理過程，對其發(fā)生、發(fā)展發(fā)揮重要作用。

2.1.1 細(xì)胞自噬：Zhao 等［14］證實LncRNA H19 在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中高表達，過表達的LncRNA H19 抑制哺乳動物雷帕霉素靶標(biāo)（mammalian target of rapamycin, mTOR）磷酸化并誘導(dǎo)Unc-51 樣自噬激活激酶1（Unc-51 like autophagy activating kinase 1,ULK1）活化，通過調(diào)節(jié)mTOR/ULK1 通路促進膠質(zhì)瘤細(xì)胞的自噬、增殖以及遷移，加重缺血性腦卒中的神經(jīng)損傷。

2.1.2 細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移：Chen 等［15］證明H19通過負(fù)調(diào)節(jié)miR-152 表達促進膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖和侵襲。H19 可衍生miR-675 直接靶向鈣黏蛋白13（cadherin-13,CDH13）和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶6（cyclin-dependent kinase 6, CDK6）調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲［16］。此外，缺氧條件下缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）可直接結(jié)合H19 啟動子或間接上調(diào)特異性蛋白1（specificity protein 1,SP1）促進H19 的表達，參與膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移和侵襲［17］。同時，Zhao 等［18］研究發(fā)現(xiàn)LncRNA H19 通過負(fù)反饋靶向miR-140 正向調(diào)節(jié)p53 凋亡刺激蛋白抑制劑（inhibitory member of the ASPP family, iASPP）的表達，促進膠質(zhì)瘤的生長和轉(zhuǎn)移。下調(diào)H19 通過抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞中Wnt/β-catenin 的激活，抑制細(xì)胞增殖、侵襲和遷移，阻滯G0/G1 期的細(xì)胞周期進程，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［19］。Chen等［20］研究表明敲低H19 可通過上調(diào)miR-200a 和下調(diào)CDK6/ZEB1 抑制體內(nèi)膠質(zhì)瘤的發(fā)展。

2.1.3 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化：上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）是指上皮細(xì)胞通過特定程序轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細(xì)胞的生物學(xué)過程，在癌癥發(fā)生的過程中起關(guān)鍵性作用。研究發(fā)現(xiàn)，過表達的H19 作為競爭性內(nèi)源RNA，可海綿吸附miR-130a-3p，消除其對EMT 過程中關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子SOX4 的抑制，從而誘發(fā)膠質(zhì)瘤細(xì)胞惡性腫瘤形成和發(fā)展［19］。

2.1.4 血管生成：研究表明，H19 一方面通過結(jié)合miR-29a 增強血管抑制素2（vasohibin-2,VASH2）的表達［21］，另一方面可與miR-138 結(jié)合靶向HIF-1α誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達，進而調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和血管生成［22］。Zhou 等［23］研究證明H19 直接靶向miR-342 促進Wnt5a 表達并激活膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的β-catenin，促進膠質(zhì)瘤細(xì)胞血管生成、增殖和遷移，進而促進膠質(zhì)瘤生長。

2.1.5 干性：Li 等［24］研究發(fā)現(xiàn)在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系U87MG 和U251 中，siRNA 敲低H19 使替莫唑胺（temozolomide,TMZ）誘導(dǎo)下的細(xì)胞凋亡率增加，同時4 種癌癥干細(xì)胞標(biāo)志物（CD133、Nanog、Oct4、SOX2）的表達在H19 缺失的膠質(zhì)瘤細(xì)胞中下調(diào)，表明H19 在促進膠質(zhì)瘤惡性程度及維持其干性方面發(fā)揮重要作用。

2.2 垂體瘤垂體瘤（pituitary adenomas，PA）指起源于垂體組織的腺瘤，是常見的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤之一，約占顱內(nèi)原發(fā)腫瘤的15%，且絕大多數(shù)為良性腫瘤。臨床上可將其分為泌乳素細(xì)胞腺瘤、生長激素細(xì)胞腺瘤、促甲狀腺激素細(xì)胞腺瘤、促腎上腺皮質(zhì)激素細(xì)胞腺體瘤以及促性腺激素腺瘤。LncRNA H19 在垂體瘤中下調(diào)且調(diào)控H19 可抑制腫瘤進展。研究發(fā)現(xiàn)H19 可與4E-BP1 的TOS 基序結(jié)合并阻止其與Raptor 結(jié)合，抑制mTORC1 介導(dǎo)的4E-BP1磷酸化，從而控制腫瘤細(xì)胞的生長。此外，外泌體傳遞的H19 被轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，并通過抑制4E-BP1的磷酸化抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和生長，且外泌體H19與卡麥角林（cabergoline, CAB）具有協(xié)同作用［25］。雖H19在垂體瘤中低表達，但Wu等［26］發(fā)現(xiàn)H19 在多巴胺激動劑（dopamine agonist,DA）敏感的催乳素瘤中上調(diào)，通過抑制miR-93a 的表達，促進垂體瘤細(xì)胞中ATG7 的表達，從而增強垂體腺瘤的DA 敏感性。這一研究為泌乳素腺瘤DA 抵抗的分子機制提供了新的見解。另有研究發(fā)現(xiàn)，侵襲性生長激素型垂體腺瘤（growth hormone-secreting pituitary adenom,GHPA）患者體內(nèi)的H19 表達顯著高于非侵襲性GHPA 患者，提示H19 可能是GHPA 惡性腫瘤和患者預(yù)后的潛在標(biāo)志物［27］。

3 LncRNA H19與腦血管疾病

3.1 腦缺血缺血性腦卒中（ischemic stroke，IS）是腦血液循環(huán)障礙導(dǎo)致腦血管出現(xiàn)阻塞或狹窄性閉塞而引起的一種腦血管疾病，通常發(fā)病急、變化快并伴隨神經(jīng)功能損傷。研究顯示，lncRNA H19 可從細(xì)胞自噬、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、血管生成以及神經(jīng)修復(fù)等途徑參與缺血性腦卒中的致病過程。

3.1.1 細(xì)胞自噬：研究發(fā)現(xiàn)LncRNA H19 的表達在大鼠腦缺血-再灌注中上調(diào)，且在體外細(xì)胞中氧糖剝奪-再灌注（oxygen-glucose deprivation/reperfusion,OGD/R）上調(diào)，下調(diào)LncRNA H19 可通過上調(diào)DUSP5抑制ERK1/2 并抑制自噬激活保護細(xì)胞活性，減少細(xì)胞凋亡［28］。

3.1.2 炎癥反應(yīng)：Wang 等［29］研究表明H19 敲低阻斷了OGD 驅(qū)動的M1 小膠質(zhì)細(xì)胞極化，同時逆轉(zhuǎn)了OGD 誘導(dǎo)的組蛋白去乙?；?（histone deacetylase 1,HDAC1）上調(diào)、乙酰組蛋白H3 和乙酰組蛋白H4 的下調(diào)，H19 可通過驅(qū)動HDAC1 依賴的M1 小膠質(zhì)細(xì)胞極化促進神經(jīng)炎癥。H19 通過負(fù)反饋作用于miR-138-5p 間接調(diào)控p65 的表達，促進腦缺血-再灌注損傷和炎癥反應(yīng)［30］。此外，Li 等［31］發(fā)現(xiàn)H19 可海綿結(jié)合miR-29b 以增加腫瘤壞死因子6（C1QTNF6）的表達，促進白細(xì)胞中IL-1β和TNF-α的釋放，加重炎癥反應(yīng)，進一步加劇血-腦屏障破壞，加重腦缺血性損傷。

3.1.3 細(xì)胞凋亡：H19 競爭性結(jié)合miR-19a 可加強DNA 結(jié) 合 抑 制 因 子2（inhibitor of DNA binding 2,Id2）的表達，進而導(dǎo)致神經(jīng)損傷，通過H19-miR-19a-Id2 軸作用可調(diào)控缺氧/缺血誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡［32］。Gao 等［33］發(fā)現(xiàn)H19 通過海綿吸附抑制miR-19a-3p 的表達，從而上調(diào)PTEN，通過PTEN/Akt 信號通路加重I/R 或OGD/R 引起的氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡。另有研究表明H19 可能有助于缺血性腦卒中后的功能恢復(fù)。敲低H19 可增加p53 的水平，進而誘導(dǎo)促凋亡基因Bax 和Cleaved 鈣蛋白酶Ⅰ的表達，抑制抗凋亡基因，如Bcl-2 的表達，過表達的H19 通過調(diào)節(jié)p53 信號通路阻止缺血性卒中后的神經(jīng)發(fā)生，同時可促進內(nèi)源性神經(jīng)干/祖細(xì)胞（neural stem/progenitor cells, NSPCs）增殖、細(xì)胞周期進程和分化，并保護其免受OGD/R 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［34］。

3.1.4 血管生成：抗酒石酸酸性磷酸酶5（tartrateresistant acid phosphatase 5, ACP5）在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vein endothelial cells, HUVECs）中表達。研究證明ACP5 是H19 的直接靶標(biāo)，H19過表達上調(diào)ACP5 蛋白水平，影響內(nèi)皮血管細(xì)胞的增殖和凋亡，引起動脈粥樣硬化，進而增加缺血性腦卒中的發(fā)病風(fēng)險［35］。

3.1.5 神經(jīng)修復(fù)：Fan 等［36］研究發(fā)現(xiàn)H19 是局灶性腦缺血大鼠腦室下區(qū)（subventricular zone,SVZ）神經(jīng)干細(xì)胞（neural stem cells, NSCs）中上調(diào)最高的LncRNA，敲低H19 則抑制神經(jīng)干細(xì)胞的增殖并阻斷其分化，從而抑制腦缺血后的神經(jīng)發(fā)生。同時，研究發(fā)現(xiàn)缺血性腦卒中后OGD 誘導(dǎo)LncRNA H19上調(diào)，通過競爭性結(jié)合miR-423-5p 調(diào)控NOD 樣受體蛋 白3（NOD-like receptor protein 3, NLRP3）促 進NSCs 凋亡，進而影響其神經(jīng)發(fā)生能力［32］。Hu 等［37］研究證明抑制LncRNA H19 增加了胰島素樣生長因子1 受體（insulin-like growth factor 1,IGF1R）的表達并激活其介導(dǎo)的mTOR 通路，促進缺血性腦卒中后的軸突萌芽以及功能恢復(fù)。同時，lncRNA H19 可通過外泌體從神經(jīng)元轉(zhuǎn)運到星形膠質(zhì)細(xì)胞，通過let-7a 調(diào)控IGF1R 的表達［28］。

3.2 腦出血雖腦出血（intracerebral hemorrhage,ICH）占腦卒中比例不高，但其具有極高的病死率及嚴(yán)重神經(jīng)功能缺損，臨床上根據(jù)出血原因?qū)⑵浞譃樵l(fā)性和繼發(fā)性。Chen 等［38］的研究首次表明LncRNA H19 表達在體外ICH 細(xì)胞模型中上調(diào)，發(fā)現(xiàn)敲低H19 可通過結(jié)合miR-106b-5p 直接靶向ACSL4 參與ICH 損傷的調(diào)控，抑制腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞（brain microvascular endothelial cell,BMVEC）增殖并促進鐵死亡，進而防止腦出血發(fā)生。Mao 等［39］以體內(nèi)實驗作為重點，證明LncRNA H19 在ICH 大鼠的腦組織中高表達，同時證明H19 可通過激活核因子-κB（nuclear factor kappa-B,NF-κB）通路導(dǎo)致神經(jīng)損傷，釋放炎癥因子，加劇氧化應(yīng)激，進一步加重ICH 大鼠腦損傷。對于H19 通過調(diào)控何種途徑激活NF-κB 通路尚需進一步研究闡明。

3.3 缺氧缺血性腦病缺氧缺血性腦病（hypoxic-ischemicencephalopathy，HIE）又稱缺氧缺血性腦損傷，是指一種新生兒期大腦缺氧引起的腦損傷，也是引起一系列新生兒神經(jīng)系統(tǒng)殘疾及死亡的主要原因。Zhu 等［40］研究發(fā)現(xiàn)過表達的H19 作為miR-29b 的海綿分子，可通過正向調(diào)控Akt3/mTOR通路改善新生缺氧缺血性腦病大鼠腦組織，減輕神經(jīng)損傷。研究發(fā)現(xiàn)H19 過表達下調(diào)miR-107，一方面促進VEGF 表達，減少神經(jīng)元凋亡并改善缺氧缺血性腦病的認(rèn)知功能障礙［41］，另一方面促進Wnt/β-catenin 和PI3K/Akt 通路的活化，從而減輕缺氧誘導(dǎo)的神經(jīng)干細(xì)胞損傷［42］。相反，有研究證明H19 可通過海綿吸附miR-130a-3p促進死亡相關(guān)蛋白激酶1（death-associated protein kinase 1, DAPK1）的表達，從而加重缺氧缺血性腦損傷［43］。

4 LncRNA H19與脊髓損傷

脊髓損傷（spinal cord injury,SCI）是一種嚴(yán)重的神經(jīng)破壞性疾病，可導(dǎo)致感覺、運動和自主神經(jīng)的功能障礙［44］。H19 被證明在脊髓損傷中高表達。Li等［45］研 究 證 明，抑 制LncRNA H19 可 通 過 上 調(diào)miR-370-3p 阻斷NF-κB 通路，減輕脊髓神經(jīng)元凋亡。另一項研究發(fā)現(xiàn)抑制H19 可減輕OGD 對細(xì)胞活力和凋亡的影響，同時下調(diào)EZH2 和Notch 相關(guān)因子的表達，促使脊髓損傷大鼠康復(fù)［46］。Gu等［47］發(fā)現(xiàn)敲低H19 通過靶向miR-325-3p 調(diào)控NEUROD4 的表達，進而減輕脊髓損傷后脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞凋亡和炎癥。Li等［48］研究表明下調(diào)H19 競爭性結(jié)合miR-1-3p 抑制趨化因子（C-C motif ligand 2，CCL2）的表達，減弱了LPS 刺激對星形膠質(zhì)細(xì)胞增殖和活化的促進作用，促進了脊髓損傷的修復(fù)。Guo 等［49］發(fā)現(xiàn)敲低H19 通過上調(diào)miR-181a-5p 靶向HMGB1 減輕脊髓缺血/再灌注損傷（spinal cord ischemia-reperfusion injury, SCI/R）誘導(dǎo)的病理損傷、凋亡以及炎癥。多項研究強調(diào)了H19 在脊髓損傷中的重要作用，可為治療脊髓損傷提供新靶點。

5 LncRNA H19與癲癇

癲癇是一種由多原因引起的大腦神經(jīng)元異常放電導(dǎo)致的反復(fù)發(fā)作性神經(jīng)系統(tǒng)疾病［50］。癲癇的病因繁多、發(fā)病機制復(fù)雜多樣，目前研究尚未明確其發(fā)病機制。最近研究發(fā)現(xiàn)LncRNA H19 在癲癇發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。Xie 等［51］研究提示下調(diào)H19 通過海綿吸附miR-29a-3p 及NF-κB 信號通路調(diào)節(jié)P-糖蛋白（P-glycoprotein,P-gp）的表達，減輕癲癇持續(xù)狀態(tài)（status epilepticus,SE）大鼠海馬的神經(jīng)損傷。李華曉等［52］研究發(fā)現(xiàn)敲低LncRNA H19 可能通過激活PI3K/Akt 通路抑制癲癇海馬神經(jīng)細(xì)胞的自噬，從而改善癲癇神經(jīng)元損傷。顳葉癲癇（temporal lobe epilepsy,TLE）作為一種常見的局灶性癲癇，以海馬硬化及海馬神經(jīng)元損傷為特征。Han 等［53］研究發(fā)現(xiàn)H19 在顳葉癲癇潛伏期顯著上調(diào)，加重SE誘導(dǎo)海馬神經(jīng)元的損傷和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化，進一步表明H19 可能作為競爭性內(nèi)源RNA 海綿結(jié)合miRNA let-7b，既可通過調(diào)控Casp3 表達SE 誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元丟失和細(xì)胞凋亡，又可通過靶向Stat3誘導(dǎo)海馬膠質(zhì)細(xì)胞活化和炎癥反應(yīng)，進一步加重癲癇發(fā)作、記憶障礙和苔蘚纖維出芽。

6 總結(jié)與展望

隨著研究的不斷進展，LncRNA H19 被證實與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系。本文對H19 在多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用機制進行總結(jié)，證明H19 可從多種途徑參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的細(xì)胞自噬、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖遷移、細(xì)胞凋亡以及血管生成等一系列生理病理過程。LncRNA H19 可作為一種潛在的診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物，為臨床治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供新靶點和思路，但LncRNA H19 與中樞神經(jīng)病理性疼痛、腦炎、多發(fā)性硬化等其他常見中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用關(guān)系還尚待明確，仍需繼續(xù)深入研究。