長鏈非編碼RNA與缺血性腦卒中研究進(jìn)展*

王 艷 譚 曇 劉純宏 藍(lán) 艷 韋葉生

（右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，1 檢驗(yàn)科，2 皮膚科，百色 533000；3 桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，桂林 541000）

缺血性腦卒中（ischemic stroke）是一種腦供血不足導(dǎo)致的腦組織壞死，治療窗口短、早期診斷缺乏、死亡及致殘率高，嚴(yán)重危害中老年人健康。目前，缺血性腦卒中分子機(jī)制仍不明確，早期診斷標(biāo)志物缺乏，迫切需要尋找有效預(yù)防手段，積極診斷方法和快速救治措施。長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是長度大于200個(gè)核苷酸且無編碼功能的分子。lncRNA參與增殖分化、凋亡自噬等生物學(xué)過程，于轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控表達(dá)。近年，缺血性腦卒中患者和動(dòng)物模型中數(shù)百個(gè)異常表達(dá)的lncRNA[1-2]被發(fā)現(xiàn)。差異表達(dá)的lncRNAs可能參與缺血級聯(lián)的分子過程。缺血性腦卒中相關(guān)lncRNA的研究可概括為“對缺血性腦卒中有保護(hù)作用的lncRNA”、“對缺血性腦卒中有損傷作用的lncRNA”2類?，F(xiàn)就缺血性腦卒中疾病進(jìn)展中部分相關(guān)lncRNA做如下分析，展望其研究前景。

1 缺血性腦卒中有保護(hù)作用的lncRNA

1.1 MALAT1

MALAT1編碼基因位于人染色體 11q13，此lncRNA存在于細(xì)胞核核小體核斑區(qū)，長約8.1kb。在人類各組織中MALAT1具有較高表達(dá)豐度。近年來研究顯示，MALAT1除與多種癌癥存在相關(guān)性外，也在缺血性腦卒中中發(fā)揮重要作用。Zhang 等[3]指出MALAT1在氧糖剝奪（oxygen-glucose deprivation，OGD）以及大腦中動(dòng)脈栓塞（middle cerebral artery occlusion，MCAO）模型的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)均升高；沉默大鼠腦微血管MALAT1，腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的促凋亡因子如細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)子、促炎因子如白介素-6（interleukin-6，IL-6）、單核細(xì)胞趨化蛋白1以及E-選擇素表達(dá)上升，與正常對照組相比腦組織的梗死面積增大，運(yùn)動(dòng)、感覺功能障礙加重，神經(jīng)功能評分降低。提示MALAT 1通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡與炎癥反應(yīng)發(fā)揮對腦血管缺血缺氧損傷的保護(hù)作用。MALAT1被認(rèn)為是上調(diào)程度最高的OGD反應(yīng)性內(nèi)皮lncRNAs之一[2]。研究顯示MALAT1通過多種途徑比如結(jié)合miR-145、參與15-LOX1/STAT3信號通路，參與OGD下的血管生成，促進(jìn)腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞（brain microvascular endothelial cell，BMEC）增殖[4-5]。此外，MALAT1作為miR-26b的內(nèi)源競爭RNA（competing endogenous RNAs，CeRNA）抑制miR-26b的表達(dá)從而上調(diào)ULK2表達(dá)促進(jìn)氧糖剝奪/再氧合（oxygen-glucose deprivation/reoxygenation，OGD/R）條件下BMEC自噬和生存[6]。綜上，MALAT1能夠抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡與炎癥，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖，血管生成以及自噬生存從而減少缺氧缺糖狀態(tài)的損傷。由此預(yù)測MALAT1在缺血性腦卒中損傷中有保護(hù)和愈合特性，并有可能成為腦血管病治療及其預(yù)后的生物標(biāo)志。

1.2 ANRIL

ANRIL的編碼基因位于染色體9p21，屬反義非編碼RNA，大小約3.8kb。ANRIL不僅在血氧供應(yīng)不足的心肌模型中調(diào)控細(xì)胞的增殖與凋亡[7]，也與缺血性腦組織的病理過程緊密相關(guān)。在大鼠腦梗死模型中，顯著升高的ANRIL（超過正常對照組1.5倍）激活I(lǐng)κB/ NF-κB通路，上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）促進(jìn)血管生成[8]。Feng等[9]研究表明，急性缺血性腦卒中患者血漿中 ANRIL的表達(dá)升高，超敏C反應(yīng)蛋白、腫瘤壞死因子-α和IL-6水平降低與ANRIL水平呈負(fù)相關(guān)，而白介素-10水平升高與之呈現(xiàn)正相關(guān)，提示ANRIL可能通過調(diào)節(jié)炎性細(xì)胞因子表達(dá)發(fā)揮抗炎作用。在大陸漢族群體中，Yang等[10]研究表明缺血性腦卒中患者的ANRIL表達(dá)高于對照組，ANRIL變異體rs2383207、rs1333049與男性的缺血性腦卒中風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。這些結(jié)果提示，ANRIL可能參與腦缺血缺氧損傷過程，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管生成，且ANRIL的遺傳多態(tài)性與缺血性腦卒中也有相關(guān)性。

1.3 SNHG12

SNHG12最初在癌細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，且在癌細(xì)胞的增殖和遷移中起著關(guān)鍵作用。Zhang等[2]研究表明，缺氧缺糖（OGD）曝露16 h后腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞中147個(gè)lncRNAs出現(xiàn)上調(diào)，而SNHG12是上調(diào)最高的lncRNAs之一。上調(diào)的SNHG12可減輕細(xì)胞損傷、誘導(dǎo)自噬，敲除SNHG12則加重細(xì)胞凋亡與炎癥[11-12]。在OGD/R條件下，與陰性對照組相比，Yin等[13]研究指出SNHG12通過靶向miR-199a上調(diào)SIRT1，激活A(yù)MPK通路逆轉(zhuǎn)miR-199a對腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，改善炎癥反應(yīng)和血管生成。與此同時(shí)，Zhao等[14]報(bào)道SNHG12的過表達(dá)改善MCAO小鼠梗死邊界區(qū)神經(jīng)功能恢復(fù)，降低梗死體積和miR-150表達(dá)，升高血管密度和VEGF表達(dá)。以上提示，miR-199a/SIRT1/AMPK通路和miR-150/VEGF通路在SNHG12促進(jìn)缺血性卒中血管生成中發(fā)揮重要作用，調(diào)節(jié)缺血損傷。

2 缺血性腦卒中有損傷作用的lncRNA

2.1 MEG3

MEG3是位于14號染色體的1.6 kb母體表達(dá)印跡基因。MEG3是一種腫瘤抑制基因，與多種類型的癌癥及其預(yù)后相關(guān)[15]。在MCAO小鼠大腦和OGD處理的HT22神經(jīng)元細(xì)胞中，MEG3表達(dá)均增加3倍以上。敲低MEG3后，水腫和梗死體積減少，神經(jīng)行為評分增加。其機(jī)制研究指出，MEG3通過P53促進(jìn)MCAO小鼠神經(jīng)元凋亡、增加梗死體積[16]。與此同時(shí)，Liu等[17]研究表明MCAO小鼠或OGD神經(jīng)元中上調(diào)MEG3可作為ceRNA，競爭性抑制miR-181b表達(dá)導(dǎo)致12/15-LOX上調(diào)，進(jìn)而誘導(dǎo)神經(jīng)元死亡。Yan等[18]證實(shí)，PDCD4/miR-21也是MEG3介導(dǎo)缺血性神經(jīng)元死亡的信號通路。以上表明，MEG3介導(dǎo)OGD/R下神經(jīng)元死亡的具體機(jī)制仍在探索中。此外，回歸分析顯示MEG3是缺血性腦卒中患者功能不良和死亡的獨(dú)立預(yù)后標(biāo)志物，48 h內(nèi)MEG3表達(dá)水平較高的患者預(yù)后較差[19]。綜上，MEG3為缺血性腦卒中神經(jīng)元缺血損傷的細(xì)胞毒性因子，有潛力成為缺血性腦卒中神經(jīng)元損傷程度及預(yù)后的標(biāo)志物，應(yīng)用于臨床診斷。

2.2 H19

H19 是大小為2.3 kb 的印跡基因，且僅在母系等位基因中表達(dá)。逐漸增多的證據(jù)表明，H19 在MCAO、OGD 以及OGD/R模型中的表達(dá)水平均顯著升高，并通過涉及神經(jīng)元凋亡、神經(jīng)炎癥以及神經(jīng)發(fā)生等過程參與缺血性腦卒中的病理生理過程[20-22]。目前，少量研究開始涉及H19遺傳變異與缺血性腦卒中風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。針對我國北方漢族人群的研究顯示，與H19 rs217727 的CC+CT 基因型相比，TT 基因型增加了1.519倍缺血性卒中風(fēng)險(xiǎn)，這種作用在缺血性小血管卒中中更為明顯，增高至1.941倍[23]。Wang 等[24]研究也證明H19rs21777C＞ T、rs4929984C ＞A 變異與缺血性中風(fēng)的高風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，同時(shí)證實(shí)H19參與OGD 誘導(dǎo)的自噬過程，并指出H19 水平的升高抑制了DUSP5，從而激活EPK1/2和自噬，使細(xì)胞活力受損。由此可見，H19是缺血性腦卒中的潛在遺傳標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，對缺血性中風(fēng)中存在較高的診斷價(jià)值。

2.3 NKILA

NKILA是新近發(fā)現(xiàn)的lncRNA。其與核因子κB/抑制分子（nuclear factor-kappa gene binding/inhibitory kappa gene binding，NF-κB/IκB）相互作用形成穩(wěn)定復(fù)合物，阻斷轉(zhuǎn)錄因子NF-κB活化。而NF-κB信號通路是參與炎癥、免疫、細(xì)胞生存等生理病理機(jī)制調(diào)控的關(guān)鍵通路[25]。研究顯示，OGD/R處理的神經(jīng)元細(xì)胞中NKILA上調(diào)與慢病毒載體過表達(dá)NKILA都抑制NF-κB信號，增加神經(jīng)元細(xì)胞死亡。相反，shRNA沉默NKILA幾乎逆轉(zhuǎn)OGDR誘導(dǎo)的 NF-κB抑制，從而顯著減弱神經(jīng)細(xì)胞活力降低、凋亡和壞死的現(xiàn)象。其機(jī)制可能為OGD/R條件下miR-103和miR-107的下調(diào)誘導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞中NKILA上調(diào)，進(jìn)而抑制NF-κB信號，介導(dǎo)神經(jīng)元細(xì)胞死亡[26]。以上可看出，缺血性腦卒中中NKILA/NF-κB通路對神經(jīng)元的活力有顯著影響，有望成為衡量缺血性神經(jīng)細(xì)胞損傷的敏感指標(biāo)。進(jìn)一步探究此通路的潛在機(jī)制、尋求特異靶點(diǎn)對缺血性神經(jīng)細(xì)胞損傷的診療有重要意義。

眾所周知，缺血性腦卒中是多因素疾病，發(fā)病機(jī)制仍未闡明。截止目前，lncRNA參與缺血損傷的研究主要集中在血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞的生存、凋亡方面，炎癥應(yīng)激尤其是神經(jīng)再生方向研究偏少。以上6種lncRNA部分功能已知，值得注意的是，自噬作為細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的重要分解代謝過程，是主要依賴溶酶體的防御機(jī)制。上述報(bào)道顯示MALAT1與H19均參與OGD誘導(dǎo)的自噬過程。兩者所參與的自噬對缺血性腦卒中涉及細(xì)胞的作用相反，前者通過自噬起到保護(hù)作用，而H19參與的自噬卻呈現(xiàn)損傷作用。這種差異的原因可能是由于自噬的程度不同，所引起的效應(yīng)不用。中度自噬可能保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免受細(xì)胞損傷，而過度自噬則對內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元有損傷作用。其次，這可能與疾病進(jìn)展程度有關(guān)，疾病進(jìn)展程度不同，自噬的程度也不盡相同。缺血性腦卒中中l(wèi)ncRNA參與的自噬效應(yīng)需更多的實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。此外，缺血性腦卒中涉及的相關(guān)lncRNA還有很多，每種lncRNA也可能存在多重作用，甚至扮演相反角色，在起到保護(hù)作用的同時(shí)，對另一靶點(diǎn)也可能是損傷作用。因此針對單個(gè)lncRNA的作用效果可能甚微，今后可以系統(tǒng)分析lncRNA參與缺血性腦卒中的精準(zhǔn)機(jī)制。與此同時(shí)，lncRNA的遺傳多態(tài)性與缺血性腦卒中的疾病易感以及疾病進(jìn)展有相關(guān)性，逐漸引起人們的關(guān)注。少量研究證實(shí)ANRIL、H19以及MEG3 多態(tài)性與缺血性腦卒中風(fēng)險(xiǎn)存在相關(guān)性，具體機(jī)制有待進(jìn)一步挖掘[27-29]。截至目前，依賴于lncRNA的診斷檢測以及治療領(lǐng)域仍存在大的空間，未來安全有效的臨床用藥途徑也有待深究。

綜上，lncRNA與缺血性腦卒中緊密相連，有潛力成為缺血性卒中的生物標(biāo)志和治療靶點(diǎn)，克服早期診斷困難、治療窗口短、預(yù)后不佳等臨床難點(diǎn)，為缺血性腦卒中的診治提供科學(xué)依據(jù)。由此可見，lncRNA與缺血性腦卒中的相關(guān)性研究還處于初步階段，具有廣闊的研究前景，深入研究其作用機(jī)制是今后發(fā)展趨勢。