心肌梗死長鏈非編碼RNA-相關(guān)轉(zhuǎn)錄本基因與心血管疾病研究進(jìn)展

馬如超 閆波

心血管疾?。╟ardiovascular disease，CVD）目前已成為影響人類健康的主要疾病之一，每年因CVD導(dǎo)致患者死亡的例數(shù)逐年增加，尤其是老年人［1］。CVD的主要危險因素包括吸煙、高血脂、高血壓、糖尿?。╠iabetesmellitus，DM）、肥胖等非遺傳因素［1］以及遺傳易感性［2］，GWAS 分析發(fā)現(xiàn)，CVD與基因異常表達(dá)存在密切的關(guān)系，但分子機(jī)制仍不甚清楚。長鏈非編碼RNA（long no coding RNA，LncRNA）是長度 ＞200bp的轉(zhuǎn)錄本，從表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后翻譯等多個層面參與基因表達(dá)調(diào)控，研究發(fā)現(xiàn)其與多種疾病如冠心病（coronary heart disease，CHD）、DM、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等有關(guān)，因而成為目前研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，如ANRIL與CVD存在著明顯的相關(guān)性［3］。心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本（myocardial infarction association transcript，MIAT）作為一種重要的心臟相關(guān)lncRNA，盡管MIAT特異性表達(dá)于神經(jīng)系統(tǒng)，但在心臟相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯、翻譯后調(diào)控起著重要的作用，因而本文將對LncRNA-MIAT在心血管疾病的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1.長鏈非編碼RNA的分類及特點(diǎn)

隨著對基因相關(guān)轉(zhuǎn)錄本的認(rèn)識，對RNA也有了重新的認(rèn)識，目前根據(jù)其是否編碼蛋白分為編碼RNA和非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）。ncRNA又根據(jù)長度大小分為LncRNA和短鏈非編碼RNA，但目前對兩者的界定不甚嚴(yán)格，通常情況下將大于200bp的RNA歸為LncRNA。LncRNA根據(jù)轉(zhuǎn)錄的位置又將其分為為同義LncRNA、反義LncRNA、雙向 LncRNA、內(nèi)含子 LncRNA、基因間 LncRNA［4］。MIAT是基因間LncRNA的一種，2006年Ishii團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行大規(guī)模病例對照研究中發(fā)現(xiàn)染色體22q12.1是MI的易感位點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)了一個新的與MI存在密切關(guān)聯(lián)的基因?qū)⑵涿麨镸IAT［5］，另外有學(xué)者發(fā)現(xiàn)其與其他疾病相關(guān)又將其命名為RNCR2、AK028326、GOMAFU。MIAT通過不同的途徑參與疾病的調(diào)節(jié)，已研究發(fā)現(xiàn)其與 MI［6］、DM［7］、胃癌［8］、小細(xì)胞肺癌［9］、神經(jīng)內(nèi)分泌性前列腺癌［10］等存在明顯的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)MIAT是大腦特異性的相關(guān)轉(zhuǎn)錄本，其幾乎不在或很少在其他組織如心肌、肝臟等中表達(dá)［11］，盡管如此，但多項(xiàng)研究都表明其與CVD發(fā)病存在著密切的關(guān)系［5-6］。

2.研究方法

隨著對lncRNA與疾病的認(rèn)識，目前采用了多種生物學(xué)方法去探討lncRNA在疾病發(fā)生發(fā)展中的具體機(jī)制。目前常用的研究方法包括微矩陣、RNA-seq、Northem-blot、qRT-PCR、PCR技術(shù)、熒光原位雜交、RNA干擾和RIP等［12］。微矩陣、RNA-seq主要用于lncRNA表達(dá)情況的分析，其主要用于病例對照研究，通過測定病例組與對照組之間lncRNA表達(dá)水平，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法推斷其與疾病之間的相關(guān)性。Northemblot、qRT-PCR等技術(shù)主要為證實(shí)上述高通量分析的真實(shí)性，RIP、RIP-CHIP等技術(shù)對其進(jìn)行功能分析。動物實(shí)驗(yàn)可為研究基因與疾病相關(guān)性提供直接證據(jù)，如常見的動物實(shí)驗(yàn)—基因敲除動物模型。另隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，可通過其快速、高效的推斷LncRNA與疾病的相關(guān)性。目前對lncRNA的研究主要是利用qRT-PCR對其進(jìn)行定量分析，研究其在疾病中的差異性表達(dá)，初步分析兩者之間的相關(guān)性；另高通量測序分析LncRNA疾病相關(guān)SNP位點(diǎn)。盡管已有大量研究發(fā)現(xiàn)MIAT與CVD存在著明顯的相關(guān)性，但對于MIAT在CVD中的發(fā)病機(jī)制仍需進(jìn)一步借助于上述研究方法進(jìn)一步深入研究。

3.心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)調(diào)控

（1）心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本表達(dá)的上游調(diào)控 Ishii等［5］研究發(fā)現(xiàn)，在MIAT中存在多個SNP位點(diǎn)與MI的發(fā)生存在密切的關(guān)系，這些SNP位點(diǎn)可以改變MIAT的分子結(jié)構(gòu)，參與疾病的發(fā)生，但具體的機(jī)制仍不甚清楚。日本科學(xué)家Ishizuka等［13］在研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)敲除Celf3時MIAT表達(dá)下調(diào)，他們觀察到在不同細(xì)胞株中MIAT受不同啟動子的控制，但總體上都表現(xiàn)為MIAT表達(dá)下調(diào)，但具體的機(jī)制不清。qRt-PCR定量分析發(fā)現(xiàn)在動脈粥樣硬化患者外周血中MIAT表達(dá)增加，研究人員推測氧化性低密度脂蛋白（ox-LDL）可誘導(dǎo)MIAT的表達(dá)，為了證實(shí)此推定，他們在平滑肌細(xì)胞試驗(yàn)中用不同劑量的ox-LDL刺激細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)MIAT隨著ox-LDL的增加而增加［14］。

（2）心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本表達(dá)的下游調(diào)控 大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)MIAT通過不同的信號通路影響著下游基因的表達(dá)。在ox-LDL誘導(dǎo)的泡沫細(xì)胞模型中，MIAT通過miR-181b/STAT3通路促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞自噬。Zhong等在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，MIAT可海綿樣miR-181b促進(jìn)STAT3的表達(dá)，在動脈粥樣硬化的進(jìn)展中起促進(jìn)作用［14］。CVD與DM密切相關(guān)，Yan等［7］在DM視網(wǎng)膜性疾病中發(fā)現(xiàn)，MIAT對內(nèi)皮細(xì)胞自噬、血管炎癥蛋白的生成以及血管的完整性起著重要的作用，在對其機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，MIAT具有miRNA-150-5p的海綿樣作用，參與了血管內(nèi)皮生長因子VEGF的表達(dá)。他們分別在有miRNA-150-5p和無miRNA-150-5p的內(nèi)皮細(xì)胞中逐漸增加MIAT的量，發(fā)現(xiàn)miRNA-150-5p組VEGF的表達(dá)與MIAT呈負(fù)相關(guān)，但隨著MIAT量的逐漸增加這種VEGF的表達(dá)量趨于一個穩(wěn)定值；另分別在有MIAT和無MIAT的內(nèi)皮細(xì)胞中逐漸增加miRNA-150-5p的量，MIAT組VEGF的表達(dá)與MIAT首先呈正相關(guān)性，但繼續(xù)增加miRNA-150-5p的量，這種正相關(guān)性反而轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)相關(guān)，因而可以說明MIAT對miRNA-150-5p的海綿樣作用在血管內(nèi)皮生長中起到重要的調(diào)節(jié)作用。Tsuiji等［11］對MIAT序列分析發(fā)現(xiàn)，其末端存在TACTAAC重復(fù)序列，可以與SF1剪接因子結(jié)合，改變細(xì)胞核內(nèi)SF1的濃度影響，影響mRNA的剪接。MIAT除了調(diào)節(jié)血管相關(guān)基因的表達(dá)，MIAT還參與了肥厚性心肌病的調(diào)節(jié)，Li等［15］研究表明，MIAT可以調(diào)節(jié)miR-93/TLR-4軸，改善由血管緊張素II引起的心肌肥厚。Zhou等［16］在兔糖尿病心肌病模型中發(fā)現(xiàn)MIAT作為一種內(nèi)源性RNA可海綿樣miR-22-3p，上調(diào)DAPK2的表達(dá)，參與糖尿病心肌病的病理生理過程。MIAT可海綿樣miR-150，調(diào)節(jié)鋅指E-BOX/homeobox 1表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖［9］；還可海綿樣 miR-214，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖［17］，也有發(fā)現(xiàn)其可激活基質(zhì)金屬蛋白酶9調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖［18］。

4.診斷價值

已有大量證據(jù)顯示miRNA可作為疾病診斷的分子生物學(xué)標(biāo)記，現(xiàn)隨著對LncRNA的發(fā)現(xiàn)，其也可做為疾病診斷的分子生物學(xué)標(biāo)記。Melanie Vausort等［6］對實(shí)施PCI手術(shù)的MI患者外周血LncRNA分析中發(fā)現(xiàn)，aHIF，KCNQ1OT1和MALAT1在心?；颊呙黠@增高，ANRIL在心梗患者中表達(dá)降低；在ST段抬高型MI和非ST段抬高型MI比較中，ST段抬高型 MI的 MIAT表達(dá)下調(diào)；提出了 ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT、MALAT1可作為左心室功能預(yù)測的因子。Arslan等［19］在分析冠狀動脈粥樣斑塊中LncRNA的表達(dá)時發(fā)現(xiàn)MIAT的水平明顯增高。隨著對MIAT在CVD中的進(jìn)一步認(rèn)識，其或?qū)⒊蔀橐环N新型的MI診斷的分子生物學(xué)標(biāo)記。

5.治療

LncRNA在調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)中起關(guān)鍵的作用，有關(guān)lcRNA靶向藥物治療相關(guān)研究是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)。目前已經(jīng)開發(fā)出各種抑制劑或激活劑調(diào)節(jié)lncRNA表達(dá)，改變疾病發(fā)展過程中的信號通路，達(dá)到對疾病的治療或緩解［20］。但目前對MIAT的靶向治療還未有相關(guān)研究，但隨著MIAT與CVD之間相關(guān)性研究的深入，靶向治療將成為CVD治療的新思路。

6.結(jié)語

CVD已是全世界關(guān)注的重點(diǎn)，全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，CVD與遺傳易感性存在著明顯的相關(guān)性［21］。目前對lnRNA研究主要集中于其對下游基因表達(dá)調(diào)控的影響，但在上游信號通路研究相對較少，因而可作為今后研究的新方向。隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，在今后的研究中可以采用生物信息學(xué)的方法初步預(yù)測lnRNA的相應(yīng)功能，然后通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證，這不僅可節(jié)省大量的時間，而且可以做到事倍功半。lnRNA是一種最新發(fā)現(xiàn)的生物學(xué)標(biāo)記，MIAT在心肌梗死中是否可以作為一種新的生物學(xué)標(biāo)記仍需大樣本臨床試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。研究lncRNA與疾病的相關(guān)性，最終目的是為了臨床診斷及治療，目前已有部分lncRNA的激活劑或抑制劑進(jìn)入二期臨床試驗(yàn)［16］，MIAT靶向藥物的研制也是今后研究的重點(diǎn)。盡管如此，但在目前的研究中過分的關(guān)注lncRNA與某種特定疾病的研究，然而lncRNA的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)是一個復(fù)雜的過程，在理順單一的信號通路的基礎(chǔ)上需要注重整個信號通路的研究，這是臨床轉(zhuǎn)化需要考慮的問題。