子癇前期中長(zhǎng)鏈非編碼RNA相關(guān)研究新進(jìn)展

許曉紅，關(guān)紅瓊

子癇前期（pre-eclampsia，PE）是一種妊娠特異性疾病，指妊娠20周后出現(xiàn)收縮壓≥140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒張壓≥90 mmHg，伴或不伴蛋白尿及各系統(tǒng)出現(xiàn)功能紊亂，是孕產(chǎn)婦和胎兒發(fā)病率和死亡率上升的主要原因，患病率約為6%～8%[1]。盡管目前對(duì)PE的病因進(jìn)行了廣泛的研究，但其發(fā)病機(jī)制仍未明確，涉及遺傳學(xué)、免疫學(xué)和內(nèi)分泌學(xué)等領(lǐng)域，終止妊娠仍然是治療PE的唯一有效方法[2]。研究顯示，胚胎著床時(shí)，滋養(yǎng)細(xì)胞黏附在母體子宮內(nèi)膜上，然后侵入母體子宮內(nèi)膜，導(dǎo)致母體螺旋動(dòng)脈蛻膜化和重塑，最終形成胎盤[3]。目前，在人類胎盤發(fā)育過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了2種主要的滋養(yǎng)細(xì)胞譜系——絨毛滋養(yǎng)層細(xì)胞和絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞，絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲是胚胎著床和胎盤形成的重要過(guò)程。絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲不充分和子宮螺旋動(dòng)脈重塑受損是PE發(fā)生的主要因素，因此，對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞生物學(xué)行為調(diào)控因子的研究有助于學(xué)者們了解PE的發(fā)病機(jī)制以及尋找防治PE的方法。很多研究表明，長(zhǎng)鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）可能通過(guò)影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的功能參與PE的發(fā)生、發(fā)展?，F(xiàn)就lncRNA調(diào)控PE中滋養(yǎng)細(xì)胞的功能和機(jī)制的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 lncRNA的概述

隨著轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、全基因組測(cè)序以及基因組芯片技術(shù)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)人類基因組包含的不僅是蛋白質(zhì)編碼基因，只有1%～2%的基因組轉(zhuǎn)錄成蛋白質(zhì)，超過(guò)70%以上的基因組在生命活動(dòng)中轉(zhuǎn)錄形成非編碼RNA，這意味著非編碼RNA在復(fù)雜的生物體中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[4]。非編碼RNA被分為幾個(gè)亞型，如管家RNA、短鏈非編碼RNA（sncRNA）和lncRNA。管家RNA包括核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)移 RNA（tRNA）、小核 RNA（snRNA）和小核仁RNA（snoRNA）。sncRNA的長(zhǎng)度小于200個(gè)核苷酸，包括微小 RNA（microRNA，miRNA）、小干擾RNAs（siRNA）、環(huán)狀 RNA、剪接位點(diǎn) RNA、啟動(dòng)子相關(guān)的短 RNA和 3′端非翻譯區(qū)衍生的 RNA[5]。LncRNA是指長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸，并且缺乏蛋白質(zhì)編碼能力的RNA。LncRNA是由RNA聚合酶Ⅱ催化的多聚腺苷酸，大多數(shù)lncRNA位于細(xì)胞質(zhì)中，但也有一些同時(shí)存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中[6]。LncRNA根據(jù)其在基因組的位置，可分為5大類：①正義lncRNA或②反義lncRNA，指分別在相同或相反的鏈上重疊另一個(gè)轉(zhuǎn)錄物的一個(gè)或多個(gè)外顯子；③雙向lncRNA，指序列位于鄰近編碼轉(zhuǎn)錄物的相反鏈上時(shí)，其轉(zhuǎn)錄起始距離小于1 000個(gè)堿基對(duì)；④內(nèi)含子lncRNA，指完全來(lái)自于第2個(gè)轉(zhuǎn)錄物的內(nèi)含子；⑤基因間lncRNA，指位于2個(gè)基因之間的基因組間隔內(nèi)。根據(jù)其功能，lncRNA可分為4大類：①信號(hào)分子；②誘餌分子；③引導(dǎo)分子；④骨架分子[7-9]。生物學(xué)中基因調(diào)控的傳統(tǒng)觀點(diǎn)是通過(guò)DNA→mRNA→蛋白質(zhì)的中心法則來(lái)圍繞蛋白質(zhì)編碼基因[5]，然而，lncRNA通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮調(diào)控功能，包括lncRNA-miRNA相互作用、lncRNA-mRNA相互作用、lncRNA-蛋白質(zhì)相互作用[10]。LncRNA廣泛參與生物體的各種生理過(guò)程，具有豐富的生物學(xué)功能，可以在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后和表觀遺傳水平上調(diào)控靶基因的表達(dá)。LncRNA還可以影響疾病的發(fā)展，因此甚至可用于診斷和治療疾病[11]。雖然發(fā)現(xiàn)的lncRNA數(shù)量不斷增多，但大多數(shù)的生物學(xué)意義和功能仍不清楚。目前對(duì)lncRNA在胎盤發(fā)育中的作用還知之甚少，主要從胎盤病理學(xué)的研究中推測(cè)。鑒于滋養(yǎng)層細(xì)胞和癌細(xì)胞在胎盤形成過(guò)程中的相似特征，學(xué)者們進(jìn)行了廣泛的體外研究，以闡明這些lncRNA在滋養(yǎng)層細(xì)胞生理過(guò)程中的作用。

2 lncRNA與PE

越來(lái)越多的研究表明，lncRNA參與了PE的發(fā)生、發(fā)展，例如lncRNA可通過(guò)改變滋養(yǎng)層細(xì)胞的生物學(xué)功能（包括細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和凋亡）、免疫調(diào)節(jié)、表觀遺傳調(diào)控、蛻膜化和能量代謝來(lái)影響PE的發(fā)生和發(fā)展[2]?，F(xiàn)主要討論在PE中l(wèi)ncRNA表達(dá)升高或下降對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和凋亡發(fā)病機(jī)制中的作用。

2.1 PE中相關(guān)lncRNA表達(dá)升高 研究顯示，lncRNA在PE胎盤和血清組織中表達(dá)升高可以通過(guò)作為miRNA海綿間接下調(diào)靶基因及信號(hào)通路來(lái)影響滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和凋亡，見(jiàn)表1。近年來(lái)，lncRNA-miRNA相互作用引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。在這一機(jī)制中，lncRNAs作為特異性miRNA的競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNA（ceRNA），發(fā)揮miRNA海綿吸附作用，抑制miRNA的調(diào)控功能，從而調(diào)節(jié)miRNA靶向基因的表達(dá)[12]。LncRNA Gas5在PE胎盤中表達(dá)上調(diào)，Gas5與miR-21具有分子海綿的作用，通過(guò)抑制磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信號(hào)通路及其下游蛋白基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP-9）和TP53的活性，從而抑制滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲來(lái)參與PE的發(fā)生、發(fā)展[13]。Liu等[14]報(bào)道，lncRNA DLX6-AS1在PE胎盤組織中表達(dá)水平較高，DLX6-AS1通過(guò)作為miR-149-5p的海綿調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞增殖、侵襲和血管生成，并通過(guò)調(diào)節(jié)ERp44的表達(dá)來(lái)影響PE的發(fā)生。另有Tan等[15]研究表明，lncRNA DLX6-AS1還可通過(guò)miR-376c/GADD45A軸削弱滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，從而導(dǎo)致PE。此外，Cheng等[16]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA Linc00261在PE患者胎盤組織中表達(dá)升高，Linc00261過(guò)表達(dá)可抑制HTR-8/SVneo細(xì)胞的侵襲和遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并使細(xì)胞周期阻滯在G0/G1期。Linc00261作為miR-558的ceRNA發(fā)揮作用，并且miR-558受Linc00261負(fù)調(diào)控，該研究發(fā)現(xiàn)miR-558通過(guò)靶向HTR-8/SVneo細(xì)胞的3′端非翻譯區(qū)，負(fù)調(diào)控基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子4（TIMP4）的表達(dá)。因此，Linc00261可能通過(guò)靶向miR-558/TIMP4軸抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲和遷移，參與PE的發(fā)病機(jī)制。

在PE胎盤中表達(dá)升高的lncRNA除了可以作為miRNA海綿間接下調(diào)靶基因及信號(hào)通路來(lái)影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的生物學(xué)功能外，還可以通過(guò)表觀遺傳調(diào)控、免疫調(diào)節(jié)及其他途徑影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的生物學(xué)功能，見(jiàn)表1。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA UCA1在PE的胎盤中高度表達(dá)，UCA1通過(guò)表觀遺傳學(xué)調(diào)控JAK2的表達(dá)，從而抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲和增殖，促進(jìn)凋亡[17]。CCL5與胎盤炎癥有關(guān)，lncRNA uc003fir在PE母體血漿和胎盤中表達(dá)明顯高于對(duì)照組，其可促進(jìn)CCL5的表達(dá)，對(duì)PE滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖和遷移產(chǎn)生抑制作用[18]。Huang等[19]在PE大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，lncRNA uc.187在PE大鼠胎盤組織中高表達(dá)，與滋養(yǎng)細(xì)胞的異常侵襲降低有關(guān)。另外，Cao等[20]采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)（qRT-PCR）方法檢測(cè)人PE胎盤組織發(fā)現(xiàn)uc.187表達(dá)明顯上調(diào)，蛋白質(zhì)印跡（Western blotting）方法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)uc.187可以調(diào)控增殖相關(guān)蛋白（PCNA、Ki-67）、侵襲相關(guān)蛋白（MMP-2/MMP-9、TIMP-1）、凋亡相關(guān)蛋白（caspase-3、Bcl-2），這些結(jié)果表明uc.187在滋養(yǎng)細(xì)胞侵襲、增殖和凋亡中發(fā)揮重要作用。lncRNA uc.294在早發(fā)性子癇前期中上調(diào)，導(dǎo)致 PCNA/KI67、MMP-2/MMP-9、Caspase-3 蛋白表達(dá)降低，Bcl-2蛋白表達(dá)升高，從而抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖和侵襲，促進(jìn)凋亡，提示uc.294異常表達(dá)可能與PE相關(guān)[21]。LncRNA MIR503HG在PE胎盤組織中高表達(dá)，通過(guò)調(diào)節(jié)MMPs和NF-κB信號(hào)通路可抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，使細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期參與PE的發(fā)生、發(fā)展[22]。研究顯示，lncRNA HOXD-AS1在PE中表達(dá)升高通過(guò)MAPK通路調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞增殖，參與PE的發(fā)病機(jī)制[23]。此外，lncRNA PRNCR1在PE胎盤組織中高表達(dá)，并通過(guò)調(diào)節(jié)MAPK信號(hào)通路促進(jìn)PE 的進(jìn)展[24]。

2.2 PE中相關(guān)lncRNA表達(dá)降低 LncRNA除了在PE中表達(dá)升高影響PE的發(fā)病機(jī)制外，很多研究發(fā)現(xiàn)lncRNA在PE中表達(dá)降低也可以通過(guò)作為miRNA海綿調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)來(lái)影響滋養(yǎng)細(xì)胞的生物學(xué)功能，見(jiàn)表2。研究表明，PE患者胎盤中l(wèi)ncRNA MALAT1表達(dá)減少而miR-206表達(dá)增加，MALAT1作為miR-206的分子海綿，激活胰島素樣生長(zhǎng)因子1（IGF-1）/PI3K/Akt信號(hào)通路，從而調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞的遷移和侵襲[25]。LncRNA LINC00511富含于細(xì)胞質(zhì)中，并可作為miR-29b-3p的分子海綿，轉(zhuǎn)錄因子AP2γ直接與LINC00511的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合進(jìn)而激活轉(zhuǎn)錄[26]。AP2γ介導(dǎo)的LINC00511下調(diào)可能通過(guò)調(diào)節(jié)miR-29b-3p/Cyr61軸來(lái)抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲，參與PE的進(jìn)展。Gong等[27]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA TDRG1在PE胎盤中的表達(dá)明顯下調(diào)，TDRG1可能通過(guò)與miR-214-5p結(jié)合及調(diào)節(jié)Notch信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。此外，Zhu等[28]研究表明，在PE胎盤組織中，lncRNA CRNDE的表達(dá)顯著下調(diào)，miR-1277受CRNDE負(fù)調(diào)控，是CRNDE的直接靶點(diǎn)。LncRNA CRNDE可能通過(guò)調(diào)節(jié)miR-1277來(lái)抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并影響上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的形成。LncRNA TUG1的下調(diào)通過(guò)海綿化miR-204-5p來(lái)調(diào)節(jié)滋養(yǎng)細(xì)胞的遷移和侵襲，TUG1/miR-204-5p軸可能與PE的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[29]。LncRNA AGAP2-AS1在PE中表達(dá)下調(diào)可以抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖和侵襲，并通過(guò)海綿miR-574抑制JDP2的表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞凋亡，這些結(jié)果表明了子宮螺旋動(dòng)脈重塑障礙，進(jìn)一步促進(jìn)了PE的發(fā)生和發(fā)展[30]。Zhang等[31]通過(guò)qRT-PCR方法檢測(cè)PE患者血漿中l(wèi)ncRNA FOXD2-AS1的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其明顯降低，F(xiàn)OXD2-AS1通過(guò)影響miR-3127水平來(lái)調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9水平，從而調(diào)控滋養(yǎng)細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。

表1 PE中與滋養(yǎng)細(xì)胞功能相關(guān)的表達(dá)升高的lncRNA

表2 PE中與滋養(yǎng)細(xì)胞功能相關(guān)表達(dá)降低的lncRNA

LncRNA在PE患者的胎盤中表達(dá)降低，除了作為miRNA海綿間接下調(diào)靶基因及信號(hào)通路來(lái)影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的生物學(xué)功能外，還可以通過(guò)其他方式調(diào)控滋養(yǎng)層細(xì)胞的生物學(xué)功能，見(jiàn)表2。Zhang等[32]報(bào)道lncRNA PUM1通過(guò)轉(zhuǎn)錄后機(jī)制下調(diào)lncRNA HOTAIR的表達(dá)來(lái)抑制PE滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲。Wu等[33]研究發(fā)現(xiàn)PE患者胎盤linc00473表達(dá)下調(diào)，linc00473通過(guò)與LSD1結(jié)合調(diào)控TFPI2的轉(zhuǎn)錄，使細(xì)胞周期阻滯于G0/G1期，可抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而過(guò)表達(dá)linc00473則作用相反。這表明linc00473是參與調(diào)控PE滋養(yǎng)層細(xì)胞生物學(xué)活性的重要調(diào)節(jié)分子。Wang等[34]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PVT1基因敲除可顯著抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，可能通過(guò)PI3K/AKT途徑破壞滋養(yǎng)層細(xì)胞的功能參與PE。此外，Xu等[35]研究顯示，PVT1主要定位于細(xì)胞核，PVT1低表達(dá)通過(guò)與EZH2結(jié)合抑制ANGPTL4轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)G0/G1期集聚，S期減少，并且PVT1可能通過(guò)與PRC2結(jié)合并抑制PE中滋養(yǎng)層細(xì)胞ANGPTL4的表達(dá)來(lái)發(fā)揮其功能。Zou等[36]研究表明，MVIH低表達(dá)通過(guò)調(diào)節(jié)Jun-B蛋白抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和血管生成，影響螺旋動(dòng)脈重塑過(guò)程，參與PE的發(fā)病。

3 結(jié)語(yǔ)

LncRNA是近年研究的熱點(diǎn)，其種類繁多以及功能復(fù)雜，尚未研究透徹。LncRNA在腫瘤的發(fā)生和治療方面的研究已經(jīng)取得較好的進(jìn)展，但目前關(guān)于lncRNA在PE發(fā)病機(jī)制中的研究較少。LncRNA在胎盤和血清中的表達(dá)變化通過(guò)多種路徑影響著滋養(yǎng)層細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和凋亡，進(jìn)而影響胎盤功能，與PE的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。因此，研究PE相關(guān)的lncRNA表達(dá)有助于進(jìn)一步闡明PE的發(fā)病機(jī)制，為PE的預(yù)測(cè)和診斷提供靶點(diǎn)。