非編碼RNA在藥理學(xué)研究中的應(yīng)用

張 釗，陳乃宏，2

（1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所&神經(jīng)科學(xué)中心，北京100050；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410208）

非編碼RNA在藥理學(xué)研究中的應(yīng)用

張 釗1，陳乃宏1，2

（1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所&神經(jīng)科學(xué)中心，北京100050；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410208）

陳乃宏，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所研究員，博士生導(dǎo)師；中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)中心副主任，中國(guó)藥理學(xué)會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)，中國(guó)藥理學(xué)會(huì)補(bǔ)益藥藥理專業(yè)委員會(huì)主任委員，中國(guó)藥理學(xué)會(huì)神經(jīng)精神藥理專業(yè)委員會(huì)副主任委員，北京市藥理學(xué)會(huì)神經(jīng)精神藥理專業(yè)委員會(huì)主任委員，《神經(jīng)藥理學(xué)報(bào)》副主編。主要從事神經(jīng)精神藥理學(xué)、神經(jīng)分子生物學(xué)、中藥藥理學(xué)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病及炎癥相關(guān)疾病的創(chuàng)新藥物開(kāi)發(fā)及機(jī)制研究。近年來(lái)主持和參與國(guó)內(nèi)外科研項(xiàng)目10余項(xiàng)。已發(fā)表SCI論文百余篇，主編和參與出版學(xué)術(shù)專著12部，申請(qǐng)專利10項(xiàng)。獲得2010年和2012年中華醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2011年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和2012年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

近10年來(lái)，非編碼RNA（ncRNA）研究使RNA的研究格局發(fā)生了變化。很多證據(jù)表明，RNA不僅作為信使聯(lián)系DNA和蛋白質(zhì)，還可以作為基因組結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)者參與基因表達(dá)的調(diào)控，且這種調(diào)節(jié)功能在越高等動(dòng)物中越復(fù)雜。ncRNA在生理病理情況下均發(fā)揮著重要作用。本文綜述了ncRNA在藥理學(xué)研究中的應(yīng)用，如作為分子標(biāo)志物或者藥物靶標(biāo)等。另外，還對(duì)ncRNA在耐藥和藥物成癮等方面的功能進(jìn)行了闡述，以期闡明其在藥理學(xué)研究中的應(yīng)用價(jià)值。

非編碼RNA；小RNA；長(zhǎng)鏈非編碼RNA；藥理學(xué)；藥物

哺乳動(dòng)物基因組編碼蛋白質(zhì)及翻譯調(diào)控序列在基因組中所占比例不足3%，但龐大的基因組中至少有75%可被轉(zhuǎn)錄［1］。提示人類(lèi)基因組序列保留下來(lái)的非編碼區(qū)遠(yuǎn)大于編碼區(qū)。以往學(xué)者認(rèn)為，生物的奧秘存在于編碼區(qū)。但近年的研究表明，低等生物與高等生物編碼蛋白質(zhì)的基因差別并不大，且越高等生物其非編碼區(qū)所占的比例越高。由此表明，高等生物進(jìn)化的高度復(fù)雜性可能蘊(yùn)藏在這些看似余雜物的非編碼區(qū)。

非編碼RNA（noncoding RNA，ncRNA）是對(duì)一類(lèi)能轉(zhuǎn)錄但不編碼蛋白質(zhì)且具有特定功能的RNA小分子的統(tǒng)稱。其種類(lèi)繁多，以至于產(chǎn)生了“RNA世界”的概念。除轉(zhuǎn)運(yùn)RNA和核糖體RNA外，還包括核小RNA、核仁小RNA、核糖核酸酶P-RNA、端粒酶RNA、微RNA（microRNA，miRNA）和小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）等。依據(jù)長(zhǎng)度，ncRNA分為短鏈ncRNA和長(zhǎng)鏈ncRNA（lncRNA）。短鏈ncRNA一般指長(zhǎng)度<200 nt的ncRNA，如miRNA，siRNA，Piwi作用RNA（Piwi-interacting RNA，piRNA）和核仁小RNA等。長(zhǎng)鏈ncRNA指長(zhǎng)度>200 nt的ncRNA，稱為lncRNA。ncRNA主要參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控、RNA剪切修飾、信使RNA（messenger RNA，mRNA）的穩(wěn)定和翻譯、蛋白質(zhì)的穩(wěn)定及轉(zhuǎn)運(yùn)、染色體的形成及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等。

1 miRNA家族

miRNA是內(nèi)源性的小非編碼RNA，約22個(gè)核苷酸，可與位于mRNA 3’-UTR的互補(bǔ)區(qū)結(jié)合，再與RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體結(jié)合，調(diào)控靶基因的表達(dá)。miRNA家族對(duì)于生理病理的調(diào)控至關(guān)重要，可調(diào)控至少半數(shù)的轉(zhuǎn)錄組，并參與協(xié)調(diào)許多常規(guī)蛋白質(zhì)介導(dǎo)的反應(yīng)。隨著miRNA生物信息學(xué)及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的迅猛發(fā)展，其發(fā)現(xiàn)速度明顯提升。目前已經(jīng)公布了包括140個(gè)物種的15 000個(gè)miRNA基因座，及17 000個(gè)成熟的miRNA序列。許多miRNA都是組織特異性及發(fā)育階段特異性表達(dá)的。miRNA主要通過(guò)調(diào)控信使RNA的翻譯而發(fā)揮作用。一個(gè)miRNA可調(diào)控多個(gè)信使RNA，而一個(gè)信使RNA上又可有多個(gè)miRNA的調(diào)控位點(diǎn)。一系列相關(guān)的miRNA可能在不同的水平影響一整套通路，從而形成復(fù)雜的miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，miRNA在藥理學(xué)和藥物開(kāi)發(fā)等方面的研究主要集中在以下幾個(gè)方面。

1.1 生物標(biāo)志物

許多miRNA的表達(dá)具有組織特異性及發(fā)育階段特異性。將miRNA表達(dá)特性與疾病的特異性亞型、不同的發(fā)展階段以及不同的惡化程度相關(guān)聯(lián)，使其成為極具潛力的診斷標(biāo)志物、治療靶位及預(yù)后標(biāo)志物。這在癌癥、心血管疾病和神經(jīng)退行性疾病等方面尤為重要［1］。研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)直腸癌的不同發(fā)展階段存在多種miRNA表達(dá)的特異性改變，如在腫瘤發(fā)生期miR-17，miR-143，miR-34，miR-101和miR-124表達(dá)降低；腫瘤生長(zhǎng)和存活期miR-145，miR-34和miR-126表達(dá)降低，miR-21表達(dá)增加；血管生成期miR-126表達(dá)降低；腫瘤轉(zhuǎn)移期miR-200c，miR-141和miR-34表達(dá)降低，miR-21表達(dá)增加［2］。以此形成了疾病發(fā)生發(fā)展的特異性miRNA表達(dá)譜，進(jìn)而根據(jù)特異的miRNA表達(dá)可以確定不同的疾病進(jìn)程。此外研究還發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者血清中miR-21的水平與復(fù)發(fā)和死亡有關(guān)，提示miR-21不能成為臨床上很好的腫瘤預(yù)后標(biāo)志物［3］。在1項(xiàng)慢性粒細(xì)胞白血病9號(hào)染色體9q34.1缺失患者對(duì)伊馬替尼抗性的臨床試驗(yàn)中，15例（44.11%）患者表現(xiàn)出對(duì)伊馬替尼的抗性，而miR-199b在這些伊馬替尼抗性患者中表達(dá)明顯降低，提示其可能成為預(yù)后及藥物治療效果的重要標(biāo)志物［4］。

1.2 作用靶標(biāo)

miRNA主要通過(guò)對(duì)mRNA的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控發(fā)揮作用。研究表明，人類(lèi)編碼基因中60%以上在其3’-UTR區(qū)都存在miRNA調(diào)控位點(diǎn)。據(jù)此推測(cè)miRNA在生理和病理中的作用舉足輕重。已知miR-107直接靶向抑制β-淀粉蛋白剪切酶（β-amy? loid cleavage enzyme，BACE1）的表達(dá)，而miR-107在阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）早期表達(dá)下調(diào)，加速了AD的發(fā)生發(fā)展［5］。提示miR-107一方面可以作為AD早期診斷的標(biāo)志物，另一方面可以作為藥物干預(yù)的靶標(biāo)，如在AD早期患者中選擇性過(guò)表達(dá)miR-107或其擬似物或可改善病情。

miR-122在肝中表達(dá)，其與丙肝病毒的復(fù)制、穩(wěn)定性傳播、膽固醇調(diào)節(jié)和脂代謝均密切相關(guān)。Mira?virsen（SPC3649）為靶向miR-122的特異性抑制劑，該藥物目前已進(jìn)入丙肝病毒治療的Ⅱ期臨床研究階段［6］。

除miRNA自身外，miRNA的目標(biāo)分子及參與其成熟的作用因子都已成為藥物基因組學(xué)中尋求的靶標(biāo)，以期實(shí)現(xiàn)疾病的個(gè)性化治療。此外，針對(duì)復(fù)雜的miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)展開(kāi)特異性的表達(dá)干預(yù)也可能產(chǎn)生多靶點(diǎn)效應(yīng)。

1.3 對(duì)藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和核受體等編碼基因的影響

許多基因藥理學(xué)的研究主要集中于藥理相關(guān)基因的外顯子、內(nèi)含子和啟動(dòng)子區(qū)的變化等方面。這些基因包括編碼藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和核受體等蛋白的基因。研究表明，miR-27b可直接調(diào)控細(xì)胞色素酶（cytochrome P450，CYP）3A4的表達(dá)，而miR-148則可通過(guò)調(diào)控孕烷受體間接調(diào)控CYP3A4的表達(dá)［7］；硫酸基轉(zhuǎn)移酶1A1可直接被miR-631調(diào)控［8］。由此提示，一些特異性miRNA表達(dá)的改變可影響機(jī)體對(duì)藥物的反應(yīng)，產(chǎn)生藥物治療效果的差異，使機(jī)體應(yīng)對(duì)藥物治療的個(gè)體差異及對(duì)藥物（如抗癌藥物）耐藥性的改變等有了更為合理的解釋。據(jù)此，可以通過(guò)抗藥細(xì)胞模型篩選使機(jī)體對(duì)藥物產(chǎn)生抗性的特異性miRNA，進(jìn)而通過(guò)對(duì)此類(lèi)miRNA進(jìn)行干擾，研制出針對(duì)特異性腫瘤提高抗癌藥物效能的新型治療藥物。

1.4 對(duì)學(xué)習(xí)記憶可塑性和藥物成癮的影響

神經(jīng)可塑性與學(xué)習(xí)記憶能力密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，miR-132可激活Rho蛋白，促進(jìn)樹(shù)突棘的生長(zhǎng)及未成熟神經(jīng)元樹(shù)突的成熟［9］。而miR-138可抑制乙酰蛋白硫酯酶，負(fù)調(diào)樹(shù)突棘的形成［9］。miR-34c和miR-134可抑制脫乙酰酶sirtuin1（SIRT1）和腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子的表達(dá)，降低學(xué)習(xí)記憶能力［10-11］。

長(zhǎng)期使用藥物導(dǎo)致腦內(nèi)相關(guān)核團(tuán)（額前皮質(zhì)、伏隔核、杏仁核及腹側(cè)被蓋區(qū)等）神經(jīng)元及神經(jīng)元突觸可塑性發(fā)生明顯地變化。而研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在伏隔核調(diào)控眾多與藥物成癮相關(guān)基因如腦源性神經(jīng)神經(jīng)生長(zhǎng)因子、甲基CpG結(jié)合蛋白2及環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白等的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，成癮后表達(dá)上調(diào)的miRNA報(bào)道最多的為miR-124a，miR-18a，miR-181a，miR-27b，miR-324-3p及miR-451等，并發(fā)現(xiàn)不同藥物成癮具有miRNA表達(dá)特異性［12］。采用慢病毒介導(dǎo)神經(jīng)元高表達(dá)miR-124和Let-7d后，可增加多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體（dopamine transporter，DAT）蛋白表達(dá)，減少可卡因的條件性位置偏愛(ài)。相反，慢病毒介導(dǎo)神經(jīng)元高表達(dá)miR-181a可降低DAT蛋白表達(dá)，增強(qiáng)對(duì)可卡因條件性位置偏愛(ài)的影響。大鼠可卡因長(zhǎng)時(shí)程自身給藥后其背側(cè)紋狀體中高表達(dá)或低表達(dá)miR-212可分別增強(qiáng)或減少自身給藥行為，提示miR-212可促使可卡因成癮。此外，研究還表明，前額皮質(zhì)miR-206表達(dá)增加，能夠增強(qiáng)大鼠乙醇的攝入量和獎(jiǎng)賞效應(yīng)［13］。而小鼠長(zhǎng)期注射尼古丁后，在其海馬、額前皮質(zhì)、邊緣前腦和中腦等成癮相關(guān)腦區(qū)也發(fā)現(xiàn)多種miRNA的表達(dá)增加。對(duì)其調(diào)控的靶基因進(jìn)行生物信息學(xué)預(yù)測(cè)，可能為研究尼古丁成癮的遺傳易感性提供新的思路及靶位。

1.5 表觀遺傳學(xué)調(diào)控

表觀遺傳調(diào)控雖不引起DNA序列的改變，但在許多生理、病理?xiàng)l件下及藥物給予等情況下對(duì)基因表達(dá)調(diào)控起重要作用。例如，長(zhǎng)期給予精神興奮劑可使大腦獎(jiǎng)賞途徑在表觀遺傳調(diào)控的組蛋白修飾、DNA甲基化及ncRNA調(diào)節(jié)均發(fā)生改變［14］。ncRNA的調(diào)節(jié)為表觀遺傳機(jī)制的重要組成部分。研究表明，組蛋白去乙?；?（histone deacetylase 4，HDAC4）/Sp1/miR-200a調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可導(dǎo)致miR-200a表達(dá)降低、HDAC4表達(dá)增加及異常的組蛋白乙?；＿^(guò)表達(dá)miR-200a可修復(fù)肝癌中異常的組蛋白乙?；?，逆轉(zhuǎn)肝癌細(xì)胞的惡性表型，抑制肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，表明HDAC4/Sp1/miR-200a調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可作為肝癌治療的潛在靶點(diǎn)［15］。

1.6 miRNA臨床藥物轉(zhuǎn)化面臨的挑戰(zhàn)

雖然研究表明miRNA擁有廣闊的應(yīng)用前景，但目前研究還主要集中于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的生物功能的測(cè)定層面，而實(shí)現(xiàn)臨床藥物的轉(zhuǎn)化依然面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。①隨著miRNA劑量增加，脫靶現(xiàn)象加重；②miRNA在機(jī)體易被降解，目前多通過(guò)化學(xué)修飾來(lái)增加其結(jié)合親和力、核酸酶耐受力以及細(xì)胞的吸收能力；③缺乏有效的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)以突破機(jī)體屏障，難以達(dá)到特異性的作用部位；④缺乏可靠的臨床前研究模型來(lái)評(píng)估其效能等。

此外，任何事物都有其雙面性。由于miRNA參與形成復(fù)雜的miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)，故產(chǎn)生多靶點(diǎn)效應(yīng)的同時(shí)，也可能由于對(duì)單個(gè)miRNA干預(yù)產(chǎn)生較為廣泛的效應(yīng)，加之上述提到的脫靶現(xiàn)象，很可能對(duì)正常組織的其他生理功能產(chǎn)生影響。因此，miRNA的治療必須配備合適的靶向機(jī)制，如特異的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)或是局部注射。

2 lncRNA

lncRNA是長(zhǎng)度>200 nt，不編碼蛋白的轉(zhuǎn)錄本。有些lncRNA在蛋白編碼基因上游啟動(dòng)子區(qū)起始轉(zhuǎn)錄，干擾下游基因的表達(dá)。大多l(xiāng)ncRNA可通過(guò)作為支架，與DNA、RNA以及蛋白質(zhì)形成二元或三元復(fù)合物發(fā)揮生物功能。lncRNA可通過(guò)順式或反式作用調(diào)控轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后RNA編輯、翻譯、DNA甲基化以及染色質(zhì)重構(gòu)等［16-20］，其作用方式如下：①與蛋白質(zhì)相互作用調(diào)控蛋白質(zhì)活性或改變蛋白質(zhì)定位；②與染色質(zhì)相互作用誘導(dǎo)染色質(zhì)重構(gòu)及組蛋白修飾［21-22］，實(shí)現(xiàn)表觀遺傳調(diào)控；③與mRNA特定位點(diǎn)互補(bǔ)，調(diào)控剪切和翻譯；④與Dicer酶作用，產(chǎn)生內(nèi)源性的siRNA，調(diào)控mRNA降解；⑤與miRNAs作用阻斷其功能，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。lncRNA的表達(dá)主要通過(guò)基因芯片及RNA測(cè)序技術(shù)（RNA-Seq）檢測(cè)，由于lncRNA研究起步較miRNA晚，其在藥理方面的應(yīng)用仍主要處于藥物靶標(biāo)及生物標(biāo)志物的探索層面。

2.1 藥物靶標(biāo)和生物標(biāo)志物

lncRNA生物學(xué)功能廣泛，其表達(dá)具有組織特異性和時(shí)空特異性。lncRNA大量分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，推測(cè)可能由于腦的高度復(fù)雜性，維持腦的正常發(fā)育及神經(jīng)功能需要更多數(shù)量的調(diào)節(jié)型RNA來(lái)調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，在老年動(dòng)物及中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂患者的神經(jīng)系統(tǒng)中，lncRNA出現(xiàn)異常表達(dá)。

Sox2OT是包含有Sox2基因的lncRNA，二者轉(zhuǎn)錄方向一致，其在胚胎干細(xì)胞及胚胎細(xì)胞分化時(shí)期的表達(dá)受動(dòng)態(tài)調(diào)控。Arisi等［23］通過(guò)生物信息學(xué)的分析發(fā)現(xiàn)，其有可能成為神經(jīng)退行性病變的生物標(biāo)志物。

BACE1-AS是由BACE1基因的反義鏈轉(zhuǎn)錄而來(lái)的lncRNA，其高表達(dá)于AD患者的腦內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，在Aβ1-42等細(xì)胞外界刺激作用下，BACE1-AS表達(dá)明顯升高［24］。BACE1-AS通過(guò)占據(jù)miR-485-5p在BACE1 mRNA上的結(jié)合位點(diǎn)，干擾miR-485-5p對(duì)BACE1 mRNA的抑制作用［25］，進(jìn)而增加BACE1 mRNA的穩(wěn)定性，產(chǎn)生更多Aβ，使AD患者腦內(nèi)老年斑增多，加重病情的進(jìn)展［24］。

研究報(bào)道，與帕金森病密切相關(guān)的SNP rs356219定位于轉(zhuǎn)錄因子YY1（Yin Yang 1）的結(jié)合位點(diǎn)，調(diào)控位于α-突觸核蛋白基因SNCA 3’-UTR的反義lncRNA RP11-115D19.1的表達(dá)，而RP11-115D19.1可負(fù)調(diào)SNCA表達(dá)［26］。

Johnson等［27］通過(guò)對(duì)亨廷頓舞蹈癥（Huntington disease，HD）患者腦組織表達(dá)譜的研究，發(fā)現(xiàn)RE1沉默轉(zhuǎn)錄因子通過(guò)特異的DNA調(diào)控元件定位于lncRNA人類(lèi)加速區(qū)1（human accelerated region 1，HAR1）的基因座，抑制HAR1轉(zhuǎn)錄，使HAR1在紋狀體中表達(dá)明顯降低，加重病理?yè)p傷。

lncRNA NEAT1_2（nuclear-enriched abun?dant transcript 1_2）是細(xì)胞核亞結(jié)構(gòu)旁斑（para?speckles）的重要組成成分。臨床數(shù)據(jù)顯示，NEAT1_2在正常人運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中幾乎不表達(dá)，而在肌萎縮性側(cè)索硬化癥（amyotrophic lateral scle?rosis，ALS）早期患者的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中高表達(dá)，提示其可能作為ALS檢測(cè)的標(biāo)志物。此外，NEAT1_2在細(xì)胞核中作為RNA與骨架多型性蛋白的骨架，調(diào)控FUS/TLS（fused in sarcoma/translated in lipo?sarcoma）及TDP43（TAR DNA-binding domain protein 43）的功能，參與了ALS的病理進(jìn)程［28］。

Cd247基因編碼對(duì)T淋巴細(xì)胞表面的TCR/ CD3復(fù)合物表達(dá)及組裝起重要作用的跨膜蛋白。下調(diào)Cd247導(dǎo)致系統(tǒng)自身免疫功能障礙，且與NOD鼠的1型糖尿病有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，與1型糖尿病密切相關(guān)的23個(gè)SNP中，有17個(gè)包含在Cd247第1個(gè)內(nèi)含子區(qū)來(lái)源的lncRNA中［29］。

2.2 藥物成癮

對(duì)大鼠可卡因條件性位置偏愛(ài)模型進(jìn)行芯片檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)764個(gè)mRNA及603個(gè)lncRNA表達(dá)異常，并發(fā)現(xiàn)48個(gè)匹配的mRNA-lncRNA靶對(duì)，表明可卡因誘導(dǎo)伏隔核mRNA的表達(dá)改變與lncRNA有密切關(guān)系，且可能與可卡因引起的神經(jīng)可塑性及復(fù)吸相關(guān)［30］。Michelhaugh等［31］在海洛因成癮患者相關(guān)腦區(qū)檢測(cè)到23個(gè)lncRNA表達(dá)的改變，其伏隔核可以檢測(cè)到MIAT，MEG3，NEAT1和NEAT2的表達(dá)增加。對(duì)酒精成癮者尸檢發(fā)現(xiàn)，MALAT-1在小腦、海馬和腦干中表達(dá)增加；生物信息學(xué)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，MALAT-1可能通過(guò)調(diào)控神經(jīng)蛋白1（neuroligin 1）及絲氨酸/精氨酸蛋白調(diào)控酒精戒斷癥狀［32］。

2.3 耐藥性調(diào)控

表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epider?mal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibi?tors，EGFR-TKI）被批準(zhǔn)用于治療復(fù)發(fā)性非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）患者。EGFR-TKI治療NSCLC受天然及獲得免疫的調(diào)控。研究報(bào)道，lncRNA生長(zhǎng)停滯特異性轉(zhuǎn)錄因子5（growth arrest-specific transcript 5，GAS5）可能與EGFR-TKI抗性有關(guān)，GAS5在肺癌組織中的表達(dá)與癌旁相比明顯降低，EGFR-TKI敏感的細(xì)胞系中GAS5的表達(dá)明顯高于抗性細(xì)胞，在人肺腺癌細(xì)胞A549中高表達(dá)GAS5能夠逆轉(zhuǎn)EGFR通路及胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF-1R）蛋白的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的死亡［33］。此外也有研究表明，lncRNA AK126698通過(guò)靶向NSCLC耐藥細(xì)胞中高表達(dá)的Wnt/β-鏈蛋白信號(hào)通路受體FZD8，有效降低NSCLC細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性［34-35］。

舒尼替尼（Sunitinib）藥物抵抗是目前晚期腎細(xì)胞癌（renal cell carcinoma，RCC）治療的主要問(wèn)題。王紅陽(yáng)課題組研究發(fā)現(xiàn)，舒尼替尼的臨床治療效果與lncARSR（lncRNA activated in RCC with sunitinib resistance）有關(guān)。lncARSR一方面通過(guò)結(jié)合miR-34/miR-449，促進(jìn)AXL及c-MET在RCC細(xì)胞中表達(dá)，發(fā)揮舒尼替尼抵抗作用。另一方面，具有生物活性的lncARSR能夠整合到外泌體，被運(yùn)送到舒尼替尼敏感細(xì)胞，使其脫敏，起到傳遞舒尼替尼抗性的作用。對(duì)舒尼替尼抗性的RCC用靶向lncARSR的鎖核酸（locked nucleic acids）或AXL/c-MET抑制劑處理后可恢復(fù)舒尼替尼抗性，表明lncARSR為舒尼替尼抗性治療的潛在靶點(diǎn)［36］。

2.4 表觀遺傳學(xué)調(diào)控

在lncRNA的研究中也發(fā)現(xiàn)，lncRNA磷脂酰肌醇蛋白聚糖3反義轉(zhuǎn)錄1（glypican 3 antisense transcript 1，GPC3-AS1）通過(guò)表觀調(diào)控GPC3，增加GPC3表達(dá)，促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖和遷移［37］。

2.5 lncRNA臨床應(yīng)用及局限

lncRNA存在于體液中且與疾病的病理密切相關(guān)表明其為臨床理想的診斷候選物，尤其是病理位點(diǎn)難以進(jìn)入的神經(jīng)退行性疾病等［38］。已有研究報(bào)道，前列腺癌特異性高表達(dá)的lncRNA前列腺癌抗原3（prostate cancer antigen 3，PCA3），可用于前列腺癌癥的臨床診斷［39］，提示lncRNA具有作為生物標(biāo)志物用于疾病的診斷和預(yù)后的可能性。

此外，治療性靶向lncRNA的研究也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。針對(duì)有益的lncRNA，可利用其表達(dá)的時(shí)空特異性，輔助治療藥物對(duì)靶器官的特異性投遞。如Mizrahi等［40］根據(jù)lncRNA H19在卵巢癌高表達(dá)的特性，在載體上將白喉毒素的表達(dá)序列置于H19啟動(dòng)子下游，導(dǎo)入機(jī)體后可使卵巢癌組織特異性地高表達(dá)白喉毒素，在提高療效的同時(shí)降低對(duì)機(jī)體正常組織的損傷。

而針對(duì)有害的lncRNA，主要采用以下方式阻斷其功能：①利用RNAi沉默lncRNA；②利用反義核苷酸封閉lncRNA活性；③利用RNA酶誘導(dǎo)lncRNA降解；④利用小分子抑制劑封閉lncRNA與相互作用蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，阻礙其功能；⑤利用小分子抑制劑結(jié)合lncRNA，影響其正確折疊，使其構(gòu)象發(fā)生改變。

現(xiàn)在對(duì)lncRNA的認(rèn)識(shí)十分局限，嚴(yán)重限制了lncRNA的臨床應(yīng)用。如現(xiàn)在并不清楚到底是ln?cRNA的改變導(dǎo)致了疾病的發(fā)生，還是疾病的發(fā)展導(dǎo)致了lncRNA的改變。除此之外，lncRNA的穩(wěn)定性也有待進(jìn)一步的考證，疾病發(fā)展的不同階段其穩(wěn)定性是否相同，如果不同，其調(diào)控機(jī)制又是怎樣的；在基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化中應(yīng)該采取何種手段才能合理有效地干預(yù)lncRNA；外源分子在機(jī)體的投遞系統(tǒng)如何建立等都待探索。

3 其他

除上述2種主要的ncRNA外，其他一些ncRNA研究近年來(lái)也相繼進(jìn)入了活躍期。如環(huán)形RNA（circular RNA，circRNA）等，雖然目前其機(jī)制研究不如上述二者清楚，但是實(shí)驗(yàn)表明，它們?cè)诩膊〉陌l(fā)生發(fā)展中也起了重要作用，有可能成為新的研究方向。不同種類(lèi)的RNA之間由于競(jìng)爭(zhēng)或協(xié)同構(gòu)成了相互調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮生理、病理作用。研究表明，受轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β活化的lncRNA（lncRNA-activated by transforming growth factor-β，lncRNAATB）可競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-200家族，上調(diào)ZEB1和ZEB2，誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)分化，促進(jìn)肝癌細(xì)胞的侵襲；且lncRNA-ATB還可結(jié)合白細(xì)胞介素11 mRNA，增加白細(xì)胞介素11 mRNA的穩(wěn)定性，上調(diào)其表達(dá)，促進(jìn)其分泌，從而改變腫瘤微環(huán)境，顯著促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移［41-42］。因此，對(duì)RNA網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深入研究可以更好地了解人類(lèi)發(fā)育過(guò)程及疾病的進(jìn)程，對(duì)藥物靶標(biāo)的確定及藥物開(kāi)發(fā)意義重大。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，ncRNA相關(guān)的藥理學(xué)研究發(fā)展迅猛，然而目前已知ncRNA的功能及其藥理功效依然知之甚少，尚處于理論階段，由實(shí)驗(yàn)室研究轉(zhuǎn)向臨床藥物開(kāi)發(fā)是其研究的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。盡管如此，對(duì)ncRNA的深入研究無(wú)疑將藥物研發(fā)帶入了一個(gè)新的更為廣闊的領(lǐng)域，了解其特異性的功能可能引導(dǎo)人們進(jìn)入全新的個(gè)性化治療的新時(shí)期。

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Noncoding RNA in research of pharmacology

ZHANG Zhao1,CHEN Nai-hong1，2
（1.Institute of Materia Medica&Neuroscience Center,Chinese Academy of Medical Sciences,Beijing 100050,China;2.College of Pharmacy,Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410208,China）

Discovery of noncoding RNA（ncRNA）over the past decade has reflected a paradigm shift of traditional RNA research.There is evidence that RNA can function not only as a messenger between DNA and protein，but as a regulator of genome organization and gene expression，which is increasingly elaborate in complex organisms.ncRNA seems to operate at many levels，however，in?cluding the physiological and pathological status.The research of ncRNA in pharmacology has not been summarized before.Here，we reviewed the emergence of the ncRNA in the research of pharma?cology，such as acting as biomarkers and medical targets.Besides，we mentioned their role in drug resistance and drug addiction in order to highlight the significant role of ncRNA in pharmacology.

noncoding RNA;microRNA;lncRNA;pharmacology;drug

CHEN Nai-hong，E-mail：chennh@imm.ac.cn

R966

A

1000-3002-（2016）12-1282-08

10.3867/j.issn.1000-3002.2016.12.007

Foundation item：The project supported by National Natural Science Foundation of China（U1402221）；National Natural Science Foundation of China（81373997）；National Natural Science Foundation of China（81573640）；National Natural Science Foundation of China（81573636）；National Natural Science Foundation of China（81603315）；National Natural Science Foundation of China（81603316）；CAMS Innovation Fund for Medical Sciences（CIFMS，2016-12M-1-004）；Key Research and Development Project of Hunan Province（2015SK2029-1）；and Scientific Research Foundation of the Higher Education Institutions of Hunan Province（15K091）

2016-10-10接受日期：2016-12-26）

（本文編輯：齊春會(huì)）

國(guó)家自然科學(xué)基金（U1402221）；國(guó)家自然科學(xué)基金（81373997）；國(guó)家自然科學(xué)基金（81573640）；國(guó)家自然科學(xué)基金（81573636）；國(guó)家自然科學(xué)基金（81603315）；國(guó)家自然科學(xué)基金（81603316）；中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（2016-12M-1-004）；湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2015SK2029-1）；湖南省教育廳高校科研經(jīng)費(fèi)開(kāi)放基金項(xiàng)目（15K091）

陳乃宏，E-mail：chennh@imm.ac.cn