長鏈非編碼RNA在痛風性關節(jié)炎研究中的新進展

何欣，黃玉琴，陳炳利，林福勝，張全波

(1.川北醫(yī)學院，四川 南充 637000；2.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院老年醫(yī)學科，四川 南充 637000)

痛風是嘌呤代謝紊亂和(或)尿酸排泄減少導致血尿酸升高，單鈉尿酸鹽(monosodiumurate，MSU)晶體沉積在關節(jié)、皮下、腎臟等引起的一組慢性疾病，主要表現(xiàn)為急性痛風性關節(jié)炎。痛風性關節(jié)炎是最常見的炎性關節(jié)炎，在過去幾十年，痛風發(fā)病率呈顯著升高趨勢，痛風引起的急性疼痛、功能障礙和永久性關節(jié)損傷，給患者帶來了巨大的身心傷害及沉重的經(jīng)濟負擔，并且痛風還與許多慢性疾病(糖尿病、腦卒中、腎臟病、高血壓、肥胖等)相關[1]。痛風的免疫學發(fā)病機制目前仍不明確，因此，探索痛風的發(fā)生、發(fā)展對指導臨床診斷、緩解臨床癥狀及用藥、改善預后、減輕社會負擔具有重大意義。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNAs，lncRNA)具有多種生物學功能。慢性炎癥參與許多疾病的發(fā)生和發(fā)展，包括肥胖、動脈粥樣硬化、骨關節(jié)炎、自身免疫性和退行性疾病。炎癥過程由趨化因子、細胞因子和不同的炎癥細胞介導，而非編碼RNA在炎癥反應的進展和管理中可能發(fā)揮的作用。目前，關于lncRNA參與炎癥介導的過程以及與代謝紊亂相關的穩(wěn)態(tài)失衡的研究結論較少，但研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可作為轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后修飾及翻譯的調(diào)節(jié)因子[2]。近年來，隨著新的lncRNA及信號通路在痛風中被發(fā)現(xiàn)，可能為臨床疾病診斷及治療提供新思路?，F(xiàn)就lncRNA在痛風性關節(jié)炎研究的新進展予以綜述。

1 lncRNA來源、分類、與免疫學相關疾病

1.1lncRNA來源 lncRNA是長度超過200個核苷酸的非編碼RNA分子序列，在進化中具有高度保守性。lncRNA與信使RNA結構相似，由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄而來，包括5′端帽子結構和3′端多聚腺苷酸尾，但是lncRNA缺乏開放的閱讀框，不具有編碼蛋白質(zhì)的能力[2]。lncRNA主要分布于細胞核，少量分布在細胞質(zhì)中。

1.2lncRNA分類 根據(jù)lncRNA的位置分為基因內(nèi)lncRNA、基因間lncRNA(long intergenic non-coding RNA，lincRNA)、增強子RNA、雙向lncRNA及反義lncRNA，見表1[3]。

表1 lncRNA的分類

lncRNA：長鏈非編碼RNA

1.3lncRNA參與的免疫學相關疾病 lncRNA因不編碼蛋白質(zhì)，在過去的基因-信使RNA-蛋白質(zhì)-功能的研究模式中，lncRNA曾經(jīng)被認為是基因轉(zhuǎn)錄過程的“垃圾”，但后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)lncRNA盡管沒有被翻譯成蛋白質(zhì)，但是它確是功能分子[4]。lncRNA與其他分子結合參與了許多細胞過程，如染色體結構調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)錄、剪接、信使RNA的穩(wěn)定性調(diào)節(jié)、信使RNA的可用性和翻譯后修飾以及l(fā)ncRNA根據(jù)其序列和二級結構為DNA、信使RNA、蛋白質(zhì)提供相互作用域等[2]。非編碼RNA在炎癥反應的進展和管理中可能發(fā)揮作用，一些非編碼RNA被證明是炎癥相關介質(zhì)的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，如微RNA(microRNA，miRNA)-126、miR-132和miR-146，這些非編碼RNA正作為具有診斷價值的生物標志物，在預后預測、個性化治療中發(fā)揮指導作用[4]。lncRNA在各種生物學和免疫學過程中起著關鍵作用，參與了機體固有免疫和適應性免疫，有證據(jù)支持lncRNA參與自身免疫性疾病和炎癥性疾病的發(fā)病機制[5]。如lincRNA-環(huán)氧合酶2(cyclooxygenase 2，COX2)已經(jīng)被證明可以調(diào)節(jié)先天免疫細胞免疫基因的激活和抑制；樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)lncRNA在DCs分化、抗原表達和免疫激活中起著重要作用；在免疫相關性疾病研究中發(fā)現(xiàn)，生長阻滯特異性轉(zhuǎn)錄因子5(growth arrest-specific transcript 5，GAS5)是系統(tǒng)性紅斑狼瘡的易感基因；類風濕關節(jié)炎與Hotair表達相關；多發(fā)性硬化與lnc-MAF4(MADS affecting flowering 4)相關[6]。然而，lncRNA在痛風的研究中目前較少，進一步研究lncRNA與痛風的關系可以幫助更好地了解痛風免疫學發(fā)病機制，并提供新的藥物靶點和治療方向。

2 痛風的免疫學發(fā)病機制

痛風是嘌呤代謝紊亂和(或)尿酸排泄減少導致血尿酸升高，MSU與局部微環(huán)境相互作用誘發(fā)的炎癥反應。血中尿酸水平升高超過溶解度，析出并沉積關節(jié)軟骨周圍的MSU，誘導白細胞趨化聚集，活化固有免疫細胞，進而啟動機體的固有免疫系統(tǒng)。參與的免疫細胞主要包括巨噬細胞、DC、中性粒細胞等。痛風與固有免疫相互作用機制尚不完全明確，可能涉及多條與炎癥相關的信號通路。

2.1核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)信號通路 Toll樣受體(Toll like receptors，TLR)是位于細胞膜表面的模式識別受體，參與固有免疫，也是將固有免疫和適應性免疫連接起來的橋梁。危險信號MSU可識別TLR，活化的TLR通過髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)依賴通路轉(zhuǎn)導信號，結合并活化白細胞介素(interleukin，IL)-1受體相關激酶，隨后結合轉(zhuǎn)化生長因子受體關聯(lián)因子6，最終激活NF-κB[7]?；罨腘F-κB能進入細胞核，完成相關炎性基因的轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生IL-1β前體(pro-IL-1β)。

2.2核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3(nuc-leotid binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3)炎性小體信號通路 NLRP3為在巨噬細胞和DC胞質(zhì)中存在的多蛋白復合物，屬于NOD樣受體(NOD-like receptors，NLRs)家族，是細胞質(zhì)中的模式識別受體，在炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用。MSU可被NLRP3識別，NLRP3活化后結構發(fā)生改變，隨后募集凋亡相關點樣蛋白，并介導不活躍的胱天蛋白酶前體(pro-caspase-1)募集形成復合物，即NLRP3炎性小體；pro-caspase-1裂解為其活性形式，活化后的caspase-1能將無活性的IL-1β和IL-18前體剪切為成熟的IL-1β和IL-18，并分泌相應的活性成分至細胞外，引起炎癥反應[8]。

2.3腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)-嘌呤能離子通道型受體7(purinergic receptor P2X ligand-gated ion channel 7，P2X7R)信號通路 TLR及NLR信號通路在MSU誘發(fā)IL-1β分泌進而參與痛風的發(fā)病中起重要作用，但無法解釋部分高尿酸血癥終身不發(fā)展為痛風的現(xiàn)象，提示可能有MSU以外的致病途徑參與了IL-1β的分泌。已有研究表明，ATP可作為刺激信號刺激P2X7R誘導IL-1β分泌[9]。痛風發(fā)作的主要誘發(fā)因素包括劇烈運動、感冒、酗酒和暴飲暴食，它們都有一個共同的特征，即體內(nèi)ATP發(fā)生了劇烈變化，表明ATP的變化可能是急性痛風性關節(jié)炎的第二個致病信號。痛風患者外周血中CD14+P2X7R+細胞百分比顯著高于高尿酸血癥患者，可能解釋了部分高尿酸血癥不發(fā)展為痛風[10]。研究表明，與P2X7R功能相關的單核苷酸多態(tài)性可能與痛風性關節(jié)炎有關，說明ATP-P2X7R信號通路在痛風的發(fā)病中起著重要的調(diào)控作用[11]。

3 lncRNA對痛風發(fā)病通路的調(diào)節(jié)

目前l(fā)ncRNA在痛風的發(fā)病中研究較少，具體機制并不清楚。但lncRNA可能參與了痛風的發(fā)病，姚承佼等[12]發(fā)現(xiàn)，多條lncRNA在痛風患者中異常表達，可能參與痛風的發(fā)生、發(fā)展，但具體機制仍不清楚；Lee等[13]發(fā)現(xiàn)，MSU誘導破骨細胞分化過程中l(wèi)ncRNA Janus激酶3差異表達，并揭示了lncRNA-Janus激酶3在通過Janus激酶3/活化T細胞核因子1(nuclear factor of activated T-cells 1，Nfatc1)/組織蛋白酶K軸分化在破骨細胞中起著關鍵作用，為治療痛風性關節(jié)炎提供新思路。進一步研究lncRNA 與痛風發(fā)病的關系將為痛風的診治提供新思路。

3.1lncRNA與NF-κB信號通路

3.1.1lncRNA與TLR 核富集轉(zhuǎn)錄本1(nuclear enriched abundant transcripts 1,NEAT1)是細胞核內(nèi)的lncRNA，研究提示，NEAT1參與TLR2介導的先天免疫調(diào)節(jié)，并且選擇性地調(diào)控一組TLR2信號活化緩慢持續(xù)誘導的晚期反應炎癥因子的表達[14]，參與TLR2信號通路的正負反饋調(diào)節(jié)；NEAT1與let-7a相互作用調(diào)節(jié)TLR4，上調(diào)炎癥反應水平[15]。同時發(fā)現(xiàn)，lincRNA DYN-LRB2-2負調(diào)控TLR2表達[16]。乳頭狀甲狀腺癌易感侯選物3(papillary thyroid carcinoma susceptibility candidate 3，PTCSC3)為lncRNA，正向調(diào)節(jié)TLR4的表達[17]。母系表達基因3(maternal expression gene 3，MEG3)為位于染色體14q32，由10個外顯子組成的lncRNA，正向調(diào)控TLR4，促進炎癥的發(fā)生[18]。lncRNA肺癌轉(zhuǎn)移相關轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)可以調(diào)節(jié)TLR4-NF-κB軸[19]。

3.1.2lncRNA與MyD88 MyD88是TLR4通路的關鍵適配器蛋白，可啟動下游炎癥因子的轉(zhuǎn)導。miR-223在類風濕關節(jié)炎患者中被發(fā)現(xiàn)升高，同時被證實與破骨細胞形成和骨侵蝕有關[20]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-223通過直接靶向信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子3，增強小鼠巨噬細胞中IL-6和IL-1β的產(chǎn)生[21]。研究表明，被轉(zhuǎn)化生長因子-β激活的lncRNA(lncRNA activated by transforming growth factor β,lncRNA-ATB)可通過抑制miR-223，阻斷MyD88/NF-κB通路，減輕炎癥反應，但miR-223與lncRNA-ATB機制目前仍不明確，需要進一步研究[22]。研究顯示，lncRNA MALAT1可提高MyD88啟動子H3乙?；?，而正向調(diào)控MyD88的表達[23]。

3.1.3lncRNA與NF-κB NF-κB是一種轉(zhuǎn)錄因子，在調(diào)控炎癥反應、免疫功能、惡性轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用。NF-κB信號通路的異?；顒涌赡軐е卵装Y、自身免疫性疾病和腫瘤發(fā)生。已鑒定出NF-κB家族中的6個轉(zhuǎn)錄因子，即RelA(p65)、RelB、c-Rel、p50(p105前體)、p52(p100前體)和Relish，痛風患者在靜息狀態(tài)時，NF-κB以無活性形式存在，當刺激信號刺激時，活化的IκB激酶磷酸化IκB蛋白導致其泛素化而降解，NF-κB二聚體釋放入細胞核，激活下游靶基因轉(zhuǎn)錄，刺激生成pro-IL-1β[24]。lncRNA Lethe可以作為負反饋分子，通過與RelA結合，抑制NF-κB驅(qū)動的基因轉(zhuǎn)錄，Lethe的下調(diào)可增強NF-κB的表達；NF-κB相互作用的lncRNA(NF-kappa B interacting lncRNA,NKILA)通過能修飾 IκB的磷酸化序列，阻止IκB的降解，從而阻止NF-κB向細胞核易位，抑制NF-κB活化，抑制了NF-κB驅(qū)動的炎癥；lncRNA PACER(p50-associated COX-2 extragenic RNA)可與NF-κB的抑制性亞基p50相互作用，螯合p50，可促進活化p65/p50二聚體的形成，促進炎癥和免疫的重要介質(zhì)環(huán)加氧酶-2的基因表達[25]。促進紅細胞存活的lncRNA(lncRNA-erythroid-pro-survival,lincRNA-EPS)為紅系細胞分化調(diào)節(jié)子，在TLR配體激活后EPS顯著抑制，下調(diào)NF-κB，研究表明，在lncRNA-EPS缺陷的小鼠中容易產(chǎn)生炎癥因子，也更容易發(fā)生致死性炎癥[26]。以上lncRNA可通過調(diào)節(jié)NF-κB影響炎癥的發(fā)生，但在痛風患者中研究甚少，需要后期進一步的研究。

3.2lncRNA與NALP3炎性小體 NLRP3炎性小體由多種異常多樣的病原相關分子模式激活，包括一些病毒、細菌、真菌病原體、尿酸結晶、ATP等。在痛風患者中，MSU誘導NLRP3炎性小體異常高表達，誘發(fā)炎癥反應，為痛風發(fā)病關鍵步驟，證據(jù)表明，NLRP3炎性小體的激活可以通過去泛素化機制調(diào)控[27]。研究已證實，去泛素化酶含BRCC3(BRCA1-BRCA2-containing complex subunit 3)能夠降低NLRP3蛋白泛素化水平，促進NLRP3炎性小體的活化[28]。進一步研究這種泛素化修飾的調(diào)控機制，可能會發(fā)現(xiàn)調(diào)控NLRP3炎性小體活化的“分子開關”。INK4基因座中反義非編碼RNA(antisense non coding RNA in the INK4 lucos，ANRIL)通過miR-122-5p上調(diào)BRCC3的表達，促進NLRP3炎性小體活化，促進IL-1β、IL-18、腫瘤壞死因子-α、IL-6等炎癥細胞因子的分泌[28]。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA MALAT1可以正向調(diào)控NLRP3炎性小體的表達[29]。值得注意的是，Han等[30]描述了lncRNA MALATI包含一個miR-133功能靶點，并作為競爭性的內(nèi)源性RNA抑制miR-133的作用。在之前的研究中，miR-133已被證明通過結合體內(nèi)NLRP3的3′非翻譯區(qū)而抑制NLRP3的表達[31]，但仍需要對lncRNA、miRNA和NLRP3炎性小體之間的潛在聯(lián)系進行系統(tǒng)研究。lncRNA NEAT1可促進NLRP3炎性小體的活化，并增強caspase-1活性，NEAT1與pro-caspase-1結合，促進NLRP3炎性小體的組裝，并形成穩(wěn)定成熟的caspase-1四聚體，增加caspase-1的蛋白酶活性，因此，NEAT1可能是NLRP3炎性小體相關疾病(如痛風和自身炎性綜合征)的治療靶點[32]。上述發(fā)現(xiàn)的一些lncRNA可能影響痛風發(fā)生、發(fā)展的過程，成為炎癥控制及藥物治療的靶點，但仍需要更多進一步的研究。

3.3lncRNA與IL-1β IL-1β在急性痛風性關節(jié)炎發(fā)生過程中逐級放大炎癥。lncRNA MEG3有10個轉(zhuǎn)錄亞型，其中的MEG3-4在動物實驗中顯示可以調(diào)節(jié)IL-1β的表達，MEG3-4過量可誘導IL-1β的表達[33]。MEG3-4有可能成為控制炎癥因子釋放的有效作用靶點。有研究發(fā)現(xiàn)，小核糖體管家基因RNA 1(small uncleolar RNA host gene 1，SNHG1)可以減輕IL-1β引起的關節(jié)炎，并且揭示SNHG1可能是骨關節(jié)炎診斷和治療的潛在靶點[34]。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA ZBED3-AS1(zinc-finger BED domain containing 3-antisense 1)對IL-1β的表達有負性調(diào)控作用[35]。另外，有研究提示，氨甲酰磷酸合成酶1-內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄本1(carbamoyl-phosphate synthase 1-intronic transcript 1，CPS1-IT1)可減少IL-1β的表達，從而抑制NF-κB信號通路；脂多糖誘導的MALAT1激活IκB激酶β/NF-κB信號通路，通過下調(diào)miR-199b促進促炎癥因子、腫瘤壞死因子-α和IL-1β的產(chǎn)生；更重要的是，MALAT1的下調(diào)抑制了腫瘤壞死因子-α、IL-1β，有望通過剔除MALAT1基因抑制炎癥反應[36]，但具體機制目前仍不明確，需要進一步的研究證實[37]。

3.4lncRNA與ATP-P2X7R信號通路 嘌呤能受體可分為兩大類，即P1(腺苷)受體和P2(ATP)受體，P2受體可分為ATP門控通道和G蛋白偶聯(lián)受體。P2X7R是離子門控P2X家族中重要的成員，該家族由595個氨基酸組成，其N端序列結構高度保守，與P2X受體家族其他成員具有高度同源性。P2X7R是ATP門控陽離子通道，廣泛分布于人體的各種組織和器官中，主要在巨噬細胞、DC、淋巴細胞和肥大細胞中表達。P2X7R具有多種生理功能，尤其在介導炎癥反應方面。與其他P2X受體相比，P2X7R與ATP的親和力較弱，在組織損傷和感染引發(fā)炎癥的情況下，ATP可被激活。P2X7R是P2XRs家族中與炎癥反應最相關的嘌呤受體，P2X7R在炎癥狀態(tài)下表達顯著上調(diào)，激活多種細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路，調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的釋放，參與免疫反應和炎癥反應，誘導細胞損傷甚至凋亡，最終導致免疫性疾病[38]。UC.48+是來自人、小鼠、大鼠基因組的lncRNA，研究提示，UC.48+是P2X7R的靶基因，沉默的UC.48+降低P2X7R表達，阻止NF-κB的表達，UC.48+表達增強，P2X7R的表達也顯著增加，并激活了NF-κB，影響炎癥的發(fā)生[39]。但目前關于UC.48+研究報道較少，可能需要更多的研究了解其作用機制。P2X7R廣泛表達于人體腸道和免疫細胞中，是機體抵抗病原體侵襲的重要組成部分，但目前研究較少，進一步的深入研究，可能為炎癥性疾病的治療提供新的靶點。

4 小 結

痛風是最常見的炎性關節(jié)炎，與糖尿病、心血管疾病、腎臟病等慢性病相關，給患者帶來了嚴重的經(jīng)濟和心理負擔。隨著基因組研究的深入，越來越多研究表明lncRNA 參與人類免疫、炎癥、腫瘤性疾病的發(fā)生、發(fā)展。例如，尿液中的前列腺癌抗原3已作為前列腺癌輔助診斷指標[40]；在類風濕研究中發(fā)現(xiàn)，甲氨蝶呤通過DNA活化蛋白激酶催化亞基的依賴機制誘導lincRNA-p21產(chǎn)生，繼而抑制NF-κB活性，達到抗炎的目的[12]。目前，痛風發(fā)病的機制尚不完全明確，lncRNA在痛風中的研究報道也較少。因此，進一步研究痛風發(fā)病機制及可能的參與調(diào)節(jié)痛風性關節(jié)炎的lncRNA，有望在將來成為疾病診斷的標志物及治療靶點。