長(zhǎng)鏈非編碼RNA調(diào)控缺血性腦卒中后血管新生的研究進(jìn)展

李瀟，周爽，趙琛

缺血性腦卒中是由短暫或永久性的局部腦血流減少引起的腦血管病，是導(dǎo)致成人殘疾的主要原因之一，從細(xì)胞和分子層面揭示腦卒中的病理生理過(guò)程一直是對(duì)該病研究的熱點(diǎn)［1-2］。研究表明，血管新生可能是治療腦卒中的重要靶點(diǎn)之一［3-4］。長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）與腫瘤、心血管病、腦卒中等疾病密切相關(guān)。大量在缺血性腦卒中中異常表達(dá)的lncRNAs 被篩選出來(lái)［5］。最近研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可能在生理和病理情況下介導(dǎo)血管新生［6］。本文對(duì)lncRNA 調(diào)控腦卒中后血管新生的分子生物學(xué)機(jī)制進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為缺血性腦卒中發(fā)病機(jī)制的研究、診斷及治療提供新的思路。

1 lncRNA概述

lncRNA 是一類(lèi)長(zhǎng)度大于200 nt 的調(diào)節(jié)性非編碼RNA，分布在胞核和胞質(zhì)中，主要參與蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程的調(diào)控及靶向運(yùn)輸，與其他非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）相比，lncRNA 種類(lèi)更多，功能更復(fù)雜［3，6-7］。lncRNA 與其他分子之間的相互作用是其發(fā)揮生物學(xué)功能的基礎(chǔ)，其自身二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)以及結(jié)合位點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化使其能夠與DNA、其他RNA 和蛋白質(zhì)相互作用［8］。根據(jù)其分子機(jī)制，lncRNA被分為4種類(lèi)型：（1）信號(hào)lncRNA，作為信號(hào)傳導(dǎo)分子參與特殊信號(hào)通路的傳導(dǎo)。（2）誘餌lncRNA，通過(guò)直接結(jié)合miRNA，阻斷其作用和信號(hào)通路，充當(dāng)miRNA 海綿。（3）引導(dǎo)lncRNA，將核糖核蛋白匹配到染色質(zhì)的靶標(biāo)上。（4）支架lncRNA，主要結(jié)合不同的蛋白構(gòu)建復(fù)合體［8-10］。

2 lncRNA與缺血性腦卒中

研究表明，lncRNA在缺血性腦卒中的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用［11］。有研究采用高通量測(cè)序技術(shù)觀察腦卒中后lncRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在卒中小鼠模型的腦組織中，lncRNA 表達(dá)譜發(fā)生了明顯變化［12-14］。一項(xiàng)研究顯示，與健康對(duì)照者相比，卒中患者血細(xì)胞中l(wèi)ncRNA的表達(dá)發(fā)生了特異性、顯著性改變［15］。體外和體內(nèi)的細(xì)胞水平研究表明，一些對(duì)缺血敏感的lncRNA參與了組織缺血后的炎癥、細(xì)胞存活和血管生成等過(guò)程［16-17］。另有文獻(xiàn)報(bào)道，lncRNA 在腦缺血后的神經(jīng)保護(hù)和血管生成中也起一定作用［18-19］。因此，研究lncRNA調(diào)控血管新生的機(jī)制可能為缺血性腦卒中提供更高效的治療方法。

3 缺血性腦卒中后血管新生相關(guān)的lncRNA

3.1 lncRNA MALAT1 lncRNA MALAT1 是一種與人類(lèi)疾病密切相關(guān)的lncRNA，最初發(fā)現(xiàn)其與肺癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)［20］。據(jù)報(bào)道，MALAT1 通過(guò)調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2（FGF2）的表達(dá)促進(jìn)血管生成；同時(shí)MALAT1 也是腦卒中后上調(diào)程度最高的lncRNA 之一，其在缺血性腦卒中發(fā)生時(shí)起腦保護(hù)作用［21］。體外和體內(nèi)研究證實(shí)MALAT1可通過(guò)調(diào)節(jié)血管生成相關(guān)的因子15-脂氧合酶1（15-LOX1）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）的表達(dá)來(lái)促進(jìn)血管生成，減少細(xì)胞凋亡，減輕炎癥［22-23］。另有研究發(fā)現(xiàn)，MALAT1 可能通過(guò)抑制缺血性腦卒中引起的內(nèi)皮細(xì)胞死亡和炎癥，保護(hù)大腦微血管和薄壁組織免受缺血損傷，從而保護(hù)腦血管和神經(jīng)［24］。Wang等［23］研究證明在缺血狀態(tài)下，MALAT1 在腦內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)增強(qiáng)，其通過(guò)激活15-LOX1/STAT3信號(hào)通路發(fā)揮促血管生成作用。Zhang 等［20］研究了MALAT1 在調(diào)節(jié)血管生成中的潛在作用和分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)MALAT1 表達(dá)缺失小鼠后肢缺血后局部血流恢復(fù)明顯降低，毛細(xì)血管密度降低；此外，沉默MALAT1 能顯著減少骨骼肌微血管內(nèi)皮細(xì)胞（SMMEC）的形成、遷移和增殖；該研究還發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（VEGFR2）是MALAT1 的下游直接靶點(diǎn)，局部組織缺血后，MALAT1和VEGFR2可協(xié)同促進(jìn)血管新生。

3.2 lncRNA MIAT lncRNA MIAT 長(zhǎng)約9 kb，定位在細(xì)胞核，包含5 個(gè)外顯子，不編碼任何轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，最初被認(rèn)為只是一個(gè)功能性RNA［25］。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，MIAT 不僅參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展，還能抑制腦組織中血管的重構(gòu)［26-27］，是缺血性腦卒中患者的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)。Zhu等［27］研究發(fā)現(xiàn)，MIAT的表達(dá)水平與腦卒中的嚴(yán)重程度和腦梗死體積呈正相關(guān)。Deng等［28］發(fā)現(xiàn)，MIAT在大腦中動(dòng)脈閉塞（MCAO）大鼠的腦組織中異常表達(dá)，MIAT 通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-204-5p促進(jìn)高遷移率族蛋白B1（HMGB1）表達(dá)升高；抑制MIAT 可以減少腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，誘導(dǎo)腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的生成，增加存活神經(jīng)元的數(shù)量；但Jiang 等［29-30］研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)血管功能障礙時(shí)MIAT表達(dá)升高；VEGF是一種內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂原，是血管新生和血管通透性的標(biāo)志物，MIAT 通過(guò)對(duì)miR-150-5p的海綿作用上調(diào)VEGF 的表達(dá)，發(fā)揮競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源RNA（ceRNA）的作用；敲除MIAT 后會(huì)導(dǎo)致腦微血管變性、中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)血管?。ㄈ绨柎暮Ｄ。┑燃膊?。

3.3 lncRNA MEG3 MEG3 是一個(gè)長(zhǎng)約1.6 kb 的印跡基因，位于染色體14q32.3 DLK1，在人體許多正常組織中表達(dá)，具有抗腫瘤增殖的作用［31］。Zhang等［32］發(fā)現(xiàn)，MEG3 失活會(huì)導(dǎo)致小鼠促血管生成基因的表達(dá)增加，促進(jìn)大腦微血管再生。另有研究發(fā)現(xiàn)，在MCAO 大鼠模型中，敲低MEG3 可激活Notch 信號(hào)，促進(jìn)血管新生和功能重建，提示缺血性卒中后下調(diào)MEG3 的表達(dá)可能對(duì)缺血組織起保護(hù)作用［33-34］。此外，抑制MEG3 可調(diào)節(jié)p53/NOX4 軸，促進(jìn)血管新生，還可保護(hù)腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞免受氧葡萄糖剝奪-再恢復(fù)（OGD/R）誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［35］。Shen 等［36］的研究也表明，敲低lncRNA MEG3可能有助于腦血管的再生。

3.4 lncRNA ANRIL ANRIL 位于人類(lèi)CDKN2A/B基因座的9p21.3處，在RNA聚合酶Ⅱ的催化下被轉(zhuǎn)錄成3 834 bp lncRNA［37-38］。lncRNA ANRIL 的表達(dá)與染色體9p21.3 的變異相關(guān)，被認(rèn)為是腦卒中的一種新的遺傳標(biāo)記［39］。過(guò)表達(dá)ANRIL 可上調(diào)VEGF，激活核因子（NF）-κB 信號(hào)通路，促進(jìn)大鼠的血管生成，而敲除ANRIL 基因后，則無(wú)這種促血管新生的效應(yīng)［17，40-41］。

3.5 其他lncRNA lncRNA-H19 是由H19 基因編碼的長(zhǎng)約2.3 kb 的RNA，是一種高度保守的印跡基因，僅在母體等位基因中表達(dá)［39］。最初認(rèn)為H19 主要在胚胎發(fā)育和生長(zhǎng)控制中發(fā)揮作用［42］。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)血漿H19水平對(duì)缺血性腦卒中有較高的診斷價(jià)值［43］。H19基因rs217727位點(diǎn)突變與缺血性腦卒中的發(fā)病相關(guān)［44］。敲低lncRNA H19 后可激活自噬通路，抑制人腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞D3（hCMEC/D3）的增殖、遷移和成管能力，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，進(jìn)而影響血管生成［45］。此外，高菲［46］發(fā)現(xiàn)，lncRNA TCONS 00119572、lncRNA TCONS 00013089 可能對(duì)VEGF基因（ENSCAFT00000049819）具有正調(diào)控作用，從而誘導(dǎo)血管新生，保證血供；而lncRNA TCONS 00175564、TCONS 00230710、TCONS 00045599、TCONS 00065165等可能通過(guò)調(diào)控白細(xì)胞介素（IL）-6的水平而促進(jìn)血管新生。

4 小結(jié)

lncRNA 促進(jìn)缺血性腦卒中后血管新生的機(jī)制有：（1）抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)，保護(hù)大腦微血管和薄壁組織免受腦缺血損傷，從而發(fā)揮對(duì)血管、神經(jīng)的保護(hù)作用。（2）維持神經(jīng)和血管的正常功能，調(diào)節(jié)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和血管生成因子的產(chǎn)生，促進(jìn)血管新生。（3）防止腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，促進(jìn)血管的生成和功能重建。（4）調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和成管能力，影響血管生成。

lncRNA 通過(guò)與其他分子相互作用來(lái)發(fā)揮其生物學(xué)功能，揭示lncRNA 作為ceRNA 調(diào)控腦卒中后血管新生的分子生物學(xué)機(jī)制有一定意義，而目前對(duì)這類(lèi)機(jī)制的探索還不夠深入，因此通過(guò)對(duì)lncRNAmiRNA-mRNA 網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)一步闡明腦卒中后血管新生的分子生物學(xué)機(jī)制，有望為腦卒中的治療和康復(fù)提供新思路、新方法。