Lnc-H19對非甾體類抗炎藥腸病作用機制的研究

楊偉林 張爍

包括阿司匹林等在內(nèi)的非甾體類抗炎藥（NSAIDs）是臨床上使用極為廣泛的藥物，對于治療冠心病及預(yù)防心腦血管不良事件具有十分重要的作用。然而伴隨藥物大量應(yīng)用的同時，引起消化道損傷事件也日益受到重視。據(jù)美國ARAMIS統(tǒng)計，全美每年因NSAIDs導(dǎo)致胃腸道不良反應(yīng)而住院的患者約為10.7萬人，僅在關(guān)節(jié)炎患者中因NSAIDs導(dǎo)致死亡有16500人，同艾滋病導(dǎo)致死亡人數(shù)幾乎相同，占全美死亡原因的第15位［1］。英國發(fā)表的一項研究表明，每年全英有2000人因NSAIDs所致消化道副反應(yīng)而死亡［2］。我國目前尚無NSAIDs不良事件的具體資料，但因我國人口基數(shù)較大，且存在NSAIDs使用欠規(guī)范的情況，推測可能是世界上使用該類藥物最多的國家。

1 非甾體類抗炎藥腸病（NSAIDs腸?。?/h2>

NSAIDs能夠引起腸道的特征性損傷，已在多個物種研究中得到了證實。而對于大鼠，這種損傷最為嚴重，在大鼠皮下注射吲哚美辛后，其腸道即會出現(xiàn)較為嚴重的炎癥表現(xiàn)并伴隨明顯出血及穿孔，常＜72h死亡［3］。人NSAIDs腸病一般表現(xiàn)為腸黏膜損傷、糜爛，而伴隨疾病發(fā)展，有出血甚至穿孔的風(fēng)險，由此導(dǎo)致的住院率及病死率也較高。同時因NSAIDs引起的腸黏膜糜爛、出血，甚至狹窄及小腸隔膜而導(dǎo)致的死亡相較胃及十二指腸偏高［4］。前期研究通過膠囊內(nèi)鏡發(fā)現(xiàn)健康志愿者口服NSAIDs二周后，71.4%的受檢者出現(xiàn)空腸或回腸黏膜損傷［5］。

然而目前NSAIDs腸病機制仍不十分明確。有學(xué)者認為NSAIDs抑制前列腺素（PG）合成是NSAIDs腸病發(fā)生的機制，長期使用NSAIDs致使PG合成不足削弱了黏膜的抵抗力導(dǎo)致小腸黏膜損傷［6］。然而，另有學(xué)者指出外源性PGs并不能阻斷NSAIDs誘導(dǎo)的小腸損傷［7］。亦有學(xué)者認為是NSAIDs溶解黏膜表面的磷脂，從而直接損傷上皮細胞的線粒體；而線粒體損傷減少細胞間的能量傳遞，導(dǎo)致鈣外流觸發(fā)細胞凋亡的發(fā)生，還可通過誘發(fā)自由基的產(chǎn)生導(dǎo)致細胞間連接斷裂［8］。此外，還包括心理壓力及糖皮質(zhì)激素受體信號通路激活［9］、腸道微環(huán)境失調(diào)［10］等作用機制，而腸道微環(huán)境也是近來研究的熱點。但隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)腸黏膜機械屏障受損在NSAIDs腸病發(fā)病中具有重要作用，而腸黏膜屏障的完整對于腸道微環(huán)境及預(yù)防腸道細菌異位極為重要。因此明確腸黏膜損傷機制對于研究NSAIDs腸病尤為重要。

2 腸黏膜屏障

腸黏膜屏障實質(zhì)是由腸上皮分泌的黏液、腸上皮細胞及其緊密連接等組成的防御性組織單層，在防止腸黏膜損傷方面起重要作用［11-12］。包括創(chuàng)傷、局部缺血、炎癥性腸病（IBD）、全胃腸外營養(yǎng)（TPN）及腸梗阻等在內(nèi)的病理生理改變均能引起腸黏膜屏障急性或慢性損傷［13］。已有研究證實腸黏膜屏障損傷能夠增加腸道通透性，而這通常伴隨包括敗血癥、多器官功能衰竭在內(nèi)的危重疾病，導(dǎo)致較高的發(fā)病率及病死率［14］。

在Blackler等［13］研究中發(fā)現(xiàn)腸黏膜屏障的損傷對于NSAIDs腸病發(fā)病具有重要作用。然而腸黏膜屏障損傷機制則不十分明確。通常在包括出血、創(chuàng)傷等病理生理改變情況下，腸上皮細胞內(nèi)基因表達模式需作出快速調(diào)整以適應(yīng)外部環(huán)境改變，雖然控制腸黏膜屏障完整性的基因表達程序在轉(zhuǎn)錄水平上會受到一定的影響，但由此誘發(fā)的能夠影響腸黏膜屏障的轉(zhuǎn)錄后事件已經(jīng)得到越來越多的認識［15］。如前期研究［16-18］在證實腸黏膜屏障功能障礙是NSAIDs腸病發(fā)展和加重的基本病理基礎(chǔ)的同時，也發(fā)現(xiàn)NSAIDs可激活腸上皮細胞的PAR-2，后者通過激活ERK1/2途徑以下調(diào)細胞連接蛋白（ZO-1、claudin-1和occludin）及細胞骨架相關(guān)蛋白（角蛋白、微管蛋白），導(dǎo)致腸上皮的通透性增加，引發(fā)腸道損傷，進而導(dǎo)致NSAIDs腸病的發(fā)生。除此之外，mRNA的穩(wěn)定性及翻譯模式的調(diào)節(jié)對于腸黏膜動態(tài)平衡也具有重要作用［19］，而其穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)錄則由包括Lnc-H19在內(nèi)的LcnRNA等ncRNA調(diào)控［20］。因此明確Lnc-H19對于腸黏膜屏障損傷的機制，對于NSAIDs腸病發(fā)病機制研究十分必要。

3 長鏈非編碼RNA-H19（Lnc-H19）

LncRNA是長度＞200個核苷酸的，不具備蛋白編碼能力的轉(zhuǎn)錄RNA，最初被視為轉(zhuǎn)錄過程中的“暗物質(zhì)”而不被重視。與表觀特征良好的RNAs不同，其與mRNA具有較多相似特征，比如均具有5'-甲基鳥苷酸帽和3'-聚腺嘌呤尾［21］。越來越多的研究證明LncRNA能夠通過調(diào)控基因表達水平而參與細胞及機體的病理生理過程。同時也有LncRNA具有調(diào)節(jié)染色質(zhì)重塑，轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控及蛋白質(zhì)代謝進程的功能。雖然在腸上皮中僅鑒定出較少的具有功能性及特異性的LncRNA，但其卻顯示出對于腸黏膜屏障的調(diào)節(jié)功能，對于維持腸上皮的完整性十分重要［22］。

Lnc-H19是一種2.3-kb的具有帽、剪接及多聚腺嘌呤尾結(jié)構(gòu)的ncRNA，是Bartolomei等學(xué)者［23］于1991年發(fā)現(xiàn)的，其由定位于11p5.5染色體上的保守印記的H-19/igf2基因簇轉(zhuǎn)錄合成。H-19的表達在胚胎期顯著增加，出生后下降。其在細胞增殖、分化級浸潤等過程中均有重要作用［24］。多項研究證實，Lnc-H19能夠通過調(diào)控其下游miRNA的表達以實現(xiàn)對細胞過程的調(diào)節(jié)［25］。而最近研究發(fā)現(xiàn)，Lnc-H19過表達能夠影響下游miRNA的穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)錄過程，進而實現(xiàn)對腸黏膜屏障的調(diào)控。

4 Lnc-H19與腸黏膜屏障

Keniry等學(xué)者［25］發(fā)現(xiàn)Lnc-H19能夠通過調(diào)控其下游miRNA以實現(xiàn)對腸黏膜屏障的調(diào)節(jié)，而因其下游miRNA數(shù)量及功能的多樣，故Lnc-H19對于腸黏膜屏障的調(diào)控可能存在多種機制。

4.1 調(diào)控細胞連接（1）抑制TJ ZO-1、AJ E-鈣粘蛋白表達：包括緊密連接（TJ）及粘著連接（AJ）在內(nèi)的細胞連接復(fù)合物，例如腸、腎臟及肺的細胞連接復(fù)合物，存在于胞間的分支狀封閉索網(wǎng)絡(luò)，是抵御多種有毒物質(zhì)的重要屏障［26］。TJs和AJs間具有動態(tài)平衡，且組成胞間連接復(fù)合物的蛋白質(zhì)也在胞外和胞內(nèi)因子調(diào)控下進行重塑和流轉(zhuǎn)。兩者間的動態(tài)平衡對于維持腸上皮的功能至關(guān)重要，兩者或兩者間的動態(tài)平衡破壞，均能夠?qū)е履c黏膜屏障的損傷。Zou等［27］研究發(fā)現(xiàn)Lnc-H19具有調(diào)控腸黏膜屏障的作用，且證明Lnc-H19能夠通過增加miR-675的表達水平以破壞具有表達TJ ZO-1及AJ E-鈣粘蛋白作用的mRNAs的穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)錄功能，進而實現(xiàn)對腸黏膜屏障的調(diào)控。

具有多種作用的RNA相關(guān)蛋白HUR對于調(diào)控腸黏膜屏障具有十分重要的作用。最近研究發(fā)現(xiàn)其與Lnc-H19具有相關(guān)性，而后續(xù)的研究則發(fā)現(xiàn)HUR能夠與Lnc-H19直接綁定，進而實現(xiàn)對腸黏膜屏障的調(diào)控［26，28］。而在Zou等的研究中則證明HUR能夠抑制miR-675引起的TJ ZO-1及AJ E-鈣粘蛋白相關(guān)的mRNAs表達的減少，且能夠緩解由Lnc-H19過表達引起腸黏膜屏障的損傷。因此作者認為Lnc-H19能夠通過抑制細胞連接相關(guān)蛋白的合成，進而造成腸黏膜屏障的損傷。而RNA相關(guān)蛋白HUR，對于研究改善由Lnc-H19引起的腸黏膜屏障損傷，提供新的思路。（2）促進AQP3表達：水通道蛋白（AQPs）是一種小型（30kDa/單體）疏水性整合膜蛋白，隸屬于MIP（主要內(nèi)在蛋白）特殊超家族膜整合蛋白，大量研究表明，液體及電解質(zhì)的轉(zhuǎn)運與AQPs密切相關(guān)［29］。AQP3主要存在于人類小腸及結(jié)腸的上皮細胞，對于維持腸道正常功能具有重要作用。而即使在反滲透梯度情況下，腸道黏膜仍能夠吸收或分泌大量水分，從而維持人體生理條件下的體液平衡。Zhang等研究發(fā)現(xiàn)敲除AQP3后的Caco-2細胞株出現(xiàn)因細胞緊密連接開放而導(dǎo)致的細胞通透性增高，而這可能與其影響細胞緊密連接蛋白的表達有關(guān)，但具體機制仍不明確［30］。同時Zhi等研究也發(fā)現(xiàn)在Caco-2細胞株中，miR-874能夠通過與AQP3 Mrna的3'UTR綁定進而抑制AQP3的表達［31］，而生物信息學(xué)研究則揭示Lnc-H19中存在與miR-874結(jié)合的7-聚體結(jié)合基序結(jié)合位點，并能夠與miR-874相互作用，同時證明在敲除Lnc-H19后的Caco-2細胞株中存在miR-874的上調(diào)及AQP3的下調(diào)，而Lnc-H19過表達的細胞株中則出現(xiàn)相反的結(jié)果。因此作者認為Lnc-H19能夠通過與miR-874相互作用以促進AQP3的表達，而過表達的AQP3則能夠降低腸黏膜細胞通透性，具有保護腸黏膜屏障的作用。然而這便與上述Zou等［27］的研究結(jié)果相悖，作者認為這可能是Lnc-H19靶點不同所導(dǎo)致的，因此對于Lnc-H19靶點的研究仍需進一步完善。

4.2 抑制維生素D受體（VDR）表達 VDR是介導(dǎo)人體內(nèi)具有多種功能的1，25（OH）2D3的核受體，其對于多種組織類型的炎癥及腫瘤的形成具有重要作用［32］。研究發(fā)現(xiàn)VDR與包括潰瘍性結(jié)腸炎等在內(nèi)的諸多疾病相關(guān)［33］。近年來大量研究證實1，25（OH）2D3對于腸黏膜屏障避免多種損傷介質(zhì)對其造成的損傷具有重要作用［34］。Chen等［35］研究發(fā)現(xiàn)在潰瘍性結(jié)腸炎患者中VDR表達普遍降低，而Lnc-H19的表達則與其成負相關(guān)關(guān)系，而在Caco-2細胞株的實驗研究中，則發(fā)現(xiàn)過表達的Lnc-H19能夠通過上調(diào)miR-675-5p抑制VDR的表達，而這種效應(yīng)能夠部分被miR-675-5p抑制劑所削弱。因此作者認為Lnc-H19尚能夠通過抑制VDR表達對腸黏膜屏障造成損傷，而實驗中提到miR-675-5p只能實現(xiàn)Lnc-H19部分的作用，因此同上述對于Lnc-H19靶點的研究仍需進一步完善。

5 小結(jié)

關(guān)于NSAIDs腸病發(fā)病機制的假設(shè)學(xué)說較多，但具體機制仍不清楚。消化疾病中關(guān)于Lnc-H19的研究雖然有一定數(shù)量，然而更多的只是初步研究，關(guān)乎NSAIDs腸病的研究資料則更少，甚至存在不同中心間結(jié)果矛盾的現(xiàn)象，這也提示Lnc-H19對于NSAIDs腸病等的調(diào)控機制是多樣的，即存在多靶點調(diào)控的現(xiàn)象。因此，關(guān)于Lnc-H19對NSAIDs腸病的作用機制仍需要大量且深入的實驗或臨床研究進一步闡明，而隨著研究的不斷深入，Lnc-H19可能將作為NSAIDs腸病診斷及治療的新希望。

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