LncRNA 在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

張雯，查小慧，鄧佳鈴，易金萍

（1.南昌大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院a.2017 級；2.南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗科，江西 南昌330000）

1 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的概括

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis, RA）是以對稱性細(xì)小關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)骨膜的非化膿性炎癥首發(fā)為主，后累計其他關(guān)節(jié)的自身免疫性疾病,多表現(xiàn)為對稱性、進(jìn)展性、反復(fù)性的發(fā)病特點,致殘率極高,嚴(yán)重影響患者日常生活質(zhì)量[1]。流行病學(xué)研究顯示在全球范圍內(nèi)發(fā)病率約為1%,約7000 萬人患病[2]。 RA 的發(fā)病機(jī)制還不完全清楚，但是目前普遍認(rèn)為是機(jī)體免疫耐受的缺失和自身免疫調(diào)控的失衡導(dǎo)致自身免疫系統(tǒng)紊亂[3]。

RA 的發(fā)病機(jī)制涉及滑膜細(xì)胞和免疫細(xì)胞的活化。 這些細(xì)胞通過細(xì)胞因子相互調(diào)節(jié)，形成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，其失衡將導(dǎo)致RA 的發(fā)生[4]。不同抗原被抗原提呈細(xì)胞提呈活化T 細(xì)胞后，T 細(xì)胞可分泌IFN-γ 激活巨噬細(xì)胞分泌一系列細(xì)胞因子，其中分泌的IL-17 又參與活化破骨細(xì)胞，通過細(xì)胞接觸活化成纖維樣滑膜細(xì)胞[5]。 而激活的成纖維樣滑膜細(xì)胞，又可分泌多種白細(xì)胞介素（IL）、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、促血管生長因子（FGF、VEGF）等進(jìn)一步加重炎癥反應(yīng)[6]。 這些細(xì)胞因子或協(xié)同促進(jìn)免疫病理過程,或存在著拮抗作用[7]。

2 長鏈非編碼RNA 概論

長鏈非編碼RNA （long non-coding RNA，LncRNA）是一類長度大于200bp 且不能翻譯成蛋白質(zhì)的RNA 分子[8]。 起初被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的垃圾產(chǎn)物，然而越來越多的研究顯示lncRNA 在很多生命活動中起著極其重要的作用,可能參與了疾病的發(fā)生發(fā)展，并與疾病的診斷和治療關(guān)系密切，已迅速成為當(dāng)今生命醫(yī)學(xué)熱門的研究方向之一[4]。

2.1 LncRNA 的分類 關(guān)于lncRNA 的分類,目前無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)lncRNA 在細(xì)胞中的定位，可以分為細(xì)胞漿lncRNA 和細(xì)胞lncRNA； 根據(jù)與鄰近編碼基因的相對位置關(guān)系分為6 類[9]，見表一。

2.2 LncRNA 的功能 研究提示lncRNA 可通過RNA-RNA、RNA-DNA、RNA-蛋白、RNA-染色質(zhì)產(chǎn)生作用，發(fā)揮以下四個功能[10]：⑴信號分子：作為信號分子直接調(diào)節(jié)其他基因的轉(zhuǎn)錄；⑵誘餌分子：影響與轉(zhuǎn)錄位點DNA 的結(jié)合間接調(diào)控目的基因的轉(zhuǎn)錄過程；⑶向?qū)Х肿樱褐敢嚓P(guān)參與染色質(zhì)修飾的相關(guān)蛋白質(zhì)；⑷支架分子：形成高級構(gòu)象，組成可結(jié)合蛋白或其他效應(yīng)分子的多個結(jié)構(gòu)域發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。

3 RA 中差異表達(dá)的lncRNA 及l(fā)ncRNA 在RA 中的發(fā)病機(jī)制

研究人員微陣列、qRT-PCR 和全轉(zhuǎn)錄組基因測序等方法，證明lncRNA 在類風(fēng)濕患者和健康對照中有差異表達(dá)，這種差異表達(dá)與疾病特征有關(guān)。這些結(jié)果表明lncRNA 在類風(fēng)濕疾病的發(fā)展中起作用[11]。

3.1 HOTAIR 研究表明[12]，在RA 患者中，lncRNA Hotair 表達(dá)上調(diào)并促進(jìn)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)移，并且激活破骨細(xì)胞中金屬蛋白酶2（MMP-2）、金屬蛋白酶13（MMP-13） 的表達(dá)從而參與到RA 的發(fā)生發(fā)展當(dāng)中，另有研究[13]在軟骨細(xì)胞中通過慢病毒過表達(dá)Hotair，發(fā)現(xiàn)LPS 誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖降低的情況受抑制,同時抑制了炎癥因子IL-17 和IL-23 的水平,還抑制了IL-1β 和TNF-α 的表達(dá)。 此 外還發(fā) 現(xiàn)HOTAIR 過表達(dá)能抑制LPS 誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞中miR-138 介導(dǎo)的NF-κB 信號的激活。 該項研究結(jié)果表明HOTAIR 過表達(dá)可以通過增加軟骨細(xì)胞增殖速度和抑制炎癥從而在RA 中起保護(hù)作用。推測該lncRNA 可能通過促進(jìn)細(xì)胞的增殖并抑制炎癥反應(yīng)在RA 發(fā)病中起保護(hù)角色，可以作為RA 治療的一個潛在的靶向基因[14]。

表1 LncRNA 的分類

3.2 lncRNA LINC01882 Houtman[15]等人評估了LINC01882 敲除Jurkat 細(xì)胞的整體基因組效應(yīng)，分析LINC01882 在T 細(xì)胞中的作用,結(jié)果顯示LINC0 1882 的敲除下調(diào)了MAP2K4 和ZB1 的表達(dá)，它們都參與了IL-2 的調(diào)節(jié)。 其中MAP2K4 是介導(dǎo)細(xì)胞對細(xì)胞因子信號和應(yīng)激反應(yīng)的激酶級聯(lián)的一個組成部分,ZB1 編碼一種轉(zhuǎn)錄因子,當(dāng)它與共阻遏物C末端結(jié)合蛋白(CtBP) 2 合作時，該轉(zhuǎn)錄因子抑制T細(xì)胞中的IL2 表達(dá)[16]。這些結(jié)果表明LINC01882 參與了T 細(xì)胞活化。 并提示這些非編碼SNPs 在與PTPN2 位點相關(guān)的RA 中起輔助作用。

3.3 lncRNA-p21、lncRNA-COX2 這兩種lncRNA在RA 中的發(fā)病機(jī)制均和NF-κB 通路有關(guān)。

lncRNA-p21 被認(rèn)為是NF-κB 活性的關(guān)鍵影響因素，其表達(dá)降低可誘導(dǎo)RA 炎癥反應(yīng)。 而抑制NF-κB 活性可以緩滑膜細(xì)胞浸潤,誘導(dǎo)成纖維樣滑膜細(xì)胞凋亡。在RA 患者中，lncRNA-p21 低水平表達(dá)，進(jìn)一步研究[17]發(fā)現(xiàn)lncRNA-p21 表達(dá)水平在低劑量甲氨蝶呤(MTX)作用下可恢復(fù)正常,進(jìn)而lncRNA-p21 可通過隔離NF-κB 的亞單位來抑制NFκB 活性。 在受到細(xì)菌LPS 刺激后, 環(huán)氧化酶2lnc RNA(lncRNA-COX2)作為巨噬細(xì)胞NF-κB 通路的激活因子通過SWI/SNF 介導(dǎo)的染色質(zhì)重塑而形成lincRNA-COX2/SWI/SNF，能夠調(diào)控巨噬細(xì)胞中晚期炎癥基因的轉(zhuǎn)錄[18]。 研究人員發(fā)現(xiàn)，用模擬細(xì)菌LPS 的物質(zhì)刺激小鼠骨髓源性巨噬細(xì)胞可降低lncRNA-COX2 的表達(dá)，從而抑制促炎因子(如IL-6等)的活化[19]。 lncRNA-p21 的高表達(dá)和lncRNACOX2 的低表達(dá)都能夠達(dá)到抗炎目的，這為RA 診斷和治療提供了新的思路[20]。

3.4 lncZFAS1 Yang 等人[21]研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，在RA 患者的成纖維樣滑膜細(xì)胞和滑膜組織中，lncRNA 鋅指結(jié)構(gòu)反義轉(zhuǎn)錄本1(ZFAS1)表達(dá)水平明顯上調(diào)，ZFAS1 的表達(dá)促進(jìn)了RA-FLS 侵襲和遷移。 進(jìn)一步的研究表明，ZFAS1 與miR-27a直接相互作用導(dǎo)致miR-27a 表達(dá)下調(diào),從而正向調(diào)節(jié)RA 滑膜組織細(xì)胞侵襲和遷移。 滑膜細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等活化后,大量釋放炎性介質(zhì)。 該lncRNA 與RA 過程的慢性化密切相關(guān)，將來可能成為疾病治療的新靶點。

3.5 lncRNA-NR024118 紫草素具有抗炎的效果，且能夠介導(dǎo)細(xì)胞和體液免疫,在小鼠關(guān)節(jié)炎模型接受紫草素治療研究中，紫草素顯著增強(qiáng)NR024118和細(xì)胞因子信號傳送阻抑物3(SOCS3)的表達(dá)，并抑制IL-6、IL-8 和MMP 的分泌和表達(dá)。 紫草素處理通過增加lncRNAs 啟動子中H3 的乙?；黾踊疾⌒∈箨P(guān)節(jié)中l(wèi)ncRNAs-NR024118 的表達(dá)[22]。最后，NR024118 的過表達(dá)和干擾顯著改變SOCS3的表達(dá)。 NR024118 的敲除可逆轉(zhuǎn)紫草素對促炎細(xì)胞因子和基質(zhì)金屬蛋白酶的作用,提示紫草素通過lncRNA-NR024118 對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎小鼠模型有治療作用。

3.6 lncRNA NTT 研究[23]表明lncRNA NTT 是單核細(xì)胞炎癥的調(diào)節(jié)因子, 其激活參與單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞分化和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制。 基因PBOV1 在THP-1 細(xì)胞中的過度表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞周期G1 阻滯，分化為巨噬細(xì)胞，IL-10 和CXCL10 的mRNA 水平顯著增加,共刺激分子上調(diào)。 提示CXCL10 通過CXCR3 介導(dǎo)的細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶激活增加炎癥細(xì)胞的遷移,并刺激CD4+T 細(xì)胞中破骨細(xì)胞生成細(xì)胞因子的產(chǎn)生, 導(dǎo)致類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[24]。 因此，研究推測NTT 誘導(dǎo)的遺傳易感個體通過增強(qiáng)趨化因子CXCL10 的分泌在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中起致病作用, 這可能導(dǎo)致滑膜炎癥和關(guān)節(jié)破壞[25]。

3.7 lncRNA DILC 研究發(fā)現(xiàn)，相比健康對照組，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血漿IL-6 水平上調(diào),而血漿IL-1-DILC 水平下調(diào)。 只有RA 患者血漿白細(xì)胞介素受體DILC 和IL6 水平呈顯著負(fù)相關(guān)。 lncRNA DILC的過度表達(dá)促進(jìn)了RA 患者分離的HFLS 細(xì)胞凋亡,而lncRNA DILC siRNA 沉默則起到了相反的作用。 此外，lncRNA DILC 的過度表達(dá)也導(dǎo)致分離自RA 患者的IL-6 表達(dá)受到抑制。 推測lncRNA DILC 可能通過誘導(dǎo)HFLS 細(xì)胞凋亡和下調(diào)IL-6參與RA 發(fā)病過程[26]。 因此，lncRNA DILC 可能在翻譯水平通過影響蛋白質(zhì)降解或積累來調(diào)節(jié)HFLS 的IL-6 水平。

3.8 lncRNA NEAT1 一般來說，CD4+T 細(xì)胞分化成不同的輔助性T 細(xì)胞亞群,并獲得促炎和抗炎活性的功能特性。Th17 是促炎性輔助性T 細(xì)胞，其在外周血單個核細(xì)胞（PBMC）中的增加的群體與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎密切相關(guān)[27]。 RA 患者PBMC 區(qū)的lncRNA NEAT1 表達(dá)水平增加了約3 倍。 在CD4+T細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了lncRNA NEAT1,并顯示活化的CD4+T 細(xì)胞顯著下調(diào)[28]。 有研究[29]數(shù)據(jù)顯示lncRNA NEAT1 與STAT3 結(jié)合,通過RNA 相互作用蛋白阻止泛素化介導(dǎo)的蛋白降解。 對于Th17 的分化，STAT3 是一個決定性的轉(zhuǎn)錄因子,它可以影響參與Th17 分化的下游基因。 所以lncRNA NEAT1/STA T3 信號在控制siRNA NEAT1 和STAT3 共轉(zhuǎn)染CD4+T 細(xì)胞Th17 細(xì)胞分化中的作用。

4 總結(jié)及展望

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是一種自身免疫性疾病,其病因和發(fā)病機(jī)制尚不清楚。 多個報道證明lncRNA 在RA 的失調(diào),與基質(zhì)金屬蛋白酶分子串?dāng)_、核因子-kB 信號、T 細(xì)胞反應(yīng)相關(guān)的免疫激活和炎癥等有關(guān)。 作為生物標(biāo)志物，它們在血液循環(huán)中的變化水平使得RA 患者與健康受試者有了區(qū)別。 開展lncRNA 與自身免疫性疾病相關(guān)性研究可為其臨床診療提供新的靶點和預(yù)測指標(biāo)，為RA 精準(zhǔn)治療提供理論依據(jù)。 然而, 在RA 中許多轉(zhuǎn)錄異常lnc RNA 的確切功能和上游調(diào)控機(jī)制仍不清楚。 通過對不同人群的大隊列驗證，其對RA 早期診斷的臨床價值仍有待確定。 需要進(jìn)一步的動物研究和后續(xù)的臨床試驗來驗證lncRNA 作為RA 治療藥物的臨床潛力。