長鏈非編碼RNA在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展

張凱琳,徐內(nèi)利，王月嬌*

0 引言

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性自身免疫性疾病，可導(dǎo)致關(guān)節(jié)及周圍組織炎癥[1]。世界上約1%的人口患有RA，且更易在女性人群中發(fā)病，男女發(fā)病率約為1∶3[2]。RA的發(fā)病機(jī)制涉及多因素的綜合作用，包括宿主因素(遺傳易感性、免疫應(yīng)答異常、代謝因素及性激素異常等)和環(huán)境因素(如細(xì)菌及病毒感染)[3-4]。早期RA的診斷依然具有一定難度，相當(dāng)一部分患者經(jīng)確診治療后仍有無法完全恢復(fù)的關(guān)節(jié)癥狀[5]。因此，探索RA相關(guān)的診斷標(biāo)志物及相關(guān)的治療靶點(diǎn)尤其重要。

長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，lncRNAs)是一類長度大于200核苷酸的不具有編碼蛋白質(zhì)能力的RNA[6]。這一類RNA參與腫瘤、自身免疫疾病等多種疾病的發(fā)病機(jī)制，主要以表觀遺傳、選擇性剪切、微小RNA(microRNA，miRNA)吸附及轉(zhuǎn)錄、翻譯修飾等調(diào)節(jié)方法參與多種生物學(xué)過程[7]。近年來研究表明，lncRNAs在多種自身免疫疾病中發(fā)揮重要作用，如RA、系統(tǒng)性紅斑狼瘡及系統(tǒng)性硬化癥等[8-10]。

成纖維樣滑膜細(xì)胞(Fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LSs)在RA滑膜侵襲及關(guān)節(jié)損傷中發(fā)揮極其重要的作用，此類細(xì)胞表現(xiàn)出過度增殖、凋亡抑制及促炎性細(xì)胞因子分泌增多等類腫瘤細(xì)胞特性，使RA區(qū)別于其他的炎性關(guān)節(jié)炎[11]。隨著全基因組測序技術(shù)的進(jìn)展，人或鼠疾病模型中滑膜組織中l(wèi)ncRNAs及mRNAs等多譜系的表達(dá)檢測使其在RA的發(fā)病中發(fā)揮的作用得到了深入研究[12-14]。

本文歸納了RA,尤其是RA FLSs中，表達(dá)失調(diào)的lncRNAs及其作用機(jī)制，進(jìn)而探討lncRNAs在RA臨床診斷及治療中的潛在作用。

1 ceRNA

研究表明，作為ceRNA，lncRNAs可通過吸附miRNAs，進(jìn)而影響其下游靶mRNAs的表達(dá)發(fā)揮生物學(xué)功能。有文獻(xiàn)報(bào)道，lncRNA GAPLINC在RA患者的FLSs中呈明顯上調(diào)表達(dá)趨勢，且作用于FLSs的增殖、遷移、侵襲及促炎性細(xì)胞因子分泌等功能，該過程是miR-382-5p及miR-575依賴模式的，提示GAPLINC通過競爭性結(jié)合于miR-382-5p及miR-575而上調(diào)下游靶基因的表達(dá)在RA FLSs的生物學(xué)過程中發(fā)揮作用[15]。此外，lncRNA ZFAS1在RA滑膜及FLSs中均呈高表達(dá)，通過與miR-27a結(jié)合調(diào)控FLSs細(xì)胞的遷移及侵襲過程[16]。Bi等[17]在研究中發(fā)現(xiàn)，lncRNA PICSAR在RA FLSs及滑液中高表達(dá)，人為抑制其表達(dá)后明顯作用于RA FLSs的細(xì)胞增殖、遷移、侵襲及促炎性細(xì)胞因子的分泌等生物學(xué)過程，而機(jī)制上作者證實(shí)PICSAR可與miR-4701-5p結(jié)合。通過ceRNA方式發(fā)揮作用的還有l(wèi)ncRNA MEG3，低表達(dá)于RA FLSs中，競爭性結(jié)合miR-141調(diào)控AKT/mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控FLSs的細(xì)胞增殖過程[18]。

除RA FLSs外，lncRNA HOTAIR被鑒定為在RA軟骨細(xì)胞中低表達(dá)，上調(diào)HOTAIR后軟骨細(xì)胞增殖及IL-17和IL-23分泌能力受到抑制，機(jī)制上，miR-138過表達(dá)可部分恢復(fù)上調(diào)HOTAIR對軟骨細(xì)胞增殖能力的抑制，提示HOTAIR通過miR-138調(diào)控RA軟骨細(xì)胞的增殖及促炎性細(xì)胞因子分泌[19]。

但上述報(bào)道中僅研究了lncRNAs與miRNAs的直接結(jié)合關(guān)系，對下游受影響的靶mRNAs并未進(jìn)行探索驗(yàn)證。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA NEAT1在腫瘤中調(diào)控眾多生物學(xué)過程， Wang等[20]發(fā)現(xiàn)， NEAT1在RA滑膜組織及FLSs中高表達(dá)，且促進(jìn)RA FLSs細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，NEAT1通過競爭性結(jié)合miR-410-3p進(jìn)而上調(diào)靶基因YY1的表達(dá)，而YY1過表達(dá)可恢復(fù)NEAT1敲減在RA中的作用，提示NEAT1/miR-410-3p/YY1軸在RA中發(fā)揮重要作用。Xiao等[21]的研究同樣證實(shí)了NEAT1在RA滑膜組織及TNF-α誘導(dǎo)的FLSs中高表達(dá)，機(jī)制上NEAT1結(jié)合miR-204-5p調(diào)控RA FLSs細(xì)胞增殖及促炎性細(xì)胞因子分泌，但其并未對下游調(diào)控靶mRNA分子進(jìn)行研究。

除miR-410-3p及miR-204-5p，NEAT1可促進(jìn)miR-129啟動(dòng)子甲基化進(jìn)而下調(diào)其表達(dá)，并通過MAPK/ERK信號(hào)通路調(diào)控RA FLSs細(xì)胞增殖參與RA發(fā)病[22]。通過競爭性結(jié)合miR-155-5p，lncRNA PINT可上調(diào)靶基因SOCS1進(jìn)而調(diào)控RA FLSs細(xì)胞增殖及侵襲[23]。在CIA大鼠中，上調(diào)lncRNA OIP5-AS1明顯改善關(guān)節(jié)炎癥狀，OIP5-AS1可競爭性結(jié)合miR-448上調(diào)其靶基因PON1，使NF-κB通路失活改善RA病情[24]。 Wang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，LINC00152通過競爭性結(jié)合miR-1270，上調(diào)其靶基因轉(zhuǎn)錄因子FOXM1的表達(dá)，并且FOXM1可轉(zhuǎn)錄激活LINC00152，進(jìn)而形成了一個(gè)正反饋環(huán)路調(diào)控RA FLSs細(xì)胞增殖及凋亡，揭示了lncRNA作為ceRNA參與RA發(fā)病機(jī)制的多樣性。

除了與miRNAs直接結(jié)合發(fā)揮ceRNA的功能外，某些特定的lncRNA還可參與miRNA的加工成熟過程。lncRNA uc.477可干擾pri-miR-19b的加工過程進(jìn)而影響miR-19b成熟體的產(chǎn)生，在RA FLSs中發(fā)揮促炎性作用[26]。uc.477和miR-19b都是中成藥強(qiáng)腎通痹膠囊(HQT)在RA中的治療靶點(diǎn)，體內(nèi)、外HQT處理可恢復(fù)uc.477和miR-19b的異常表達(dá)、改善關(guān)節(jié)炎癥狀。

2 與RNA結(jié)合

除miRNAs海綿吸附作用外，lncRNAs還可與RNA結(jié)合進(jìn)而影響其作用發(fā)揮功能。lncRNA LERFS在RA FLSs中呈現(xiàn)明顯低表達(dá)趨勢，且與FLSs細(xì)胞增殖、遷移和侵襲呈負(fù)相關(guān)。在健康狀態(tài)下，LERFS與RhoA、Rac1及CDC42的mRNA結(jié)合，控制FLSs細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及增殖，而在RA的病理狀態(tài)下，低表達(dá)的LERFS誘導(dǎo)LERFS-hnRNP Q復(fù)合物的形成，進(jìn)而減少hnRNP Q與其靶基因mRNA的結(jié)合，造成靶mRNAs的穩(wěn)定性或翻譯增加，該現(xiàn)象提示LERFS通過與RNA結(jié)合，進(jìn)而影響特定功能蛋白的作用，在RA關(guān)節(jié)損傷中發(fā)揮重要作用[27]。

3 與DNA結(jié)合

除上述機(jī)制外，Zhang等[28]報(bào)道，大鼠RA模型中，lncRNA PVT1在滑膜組織及細(xì)胞中皆呈低表達(dá)，體外實(shí)驗(yàn)表明，PVT1上調(diào)表達(dá)后，大鼠RA FLSs細(xì)胞增殖、炎癥受到抑制，而細(xì)胞凋亡水平上升。對其發(fā)揮保護(hù)性作用的機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，PVT1主要定位于細(xì)胞核，且與sirt6的基因啟動(dòng)子區(qū)存在結(jié)合、誘導(dǎo)sirt6的甲基化狀態(tài)而抑制其轉(zhuǎn)錄，而PVT1敲減后sirt6甲基化水平下降、表達(dá)水平上升。提示PVT1通過與sirt6 DNA結(jié)合影響其甲基化狀態(tài)在RA FLSs中發(fā)揮功能。

與PVT1作用相似，Li等[29]報(bào)道，lncRNA MALAT1下調(diào)表達(dá)于RA滑膜組織，且可結(jié)合于CTNNB1的啟動(dòng)子區(qū)域，招募甲基化轉(zhuǎn)移酶誘導(dǎo)CTNNB1啟動(dòng)子甲基化，最終抑制CTNNB1表達(dá)，進(jìn)而影響Wnt信號(hào)通路參與FLSs細(xì)胞中IL-6、IL-10及TNF-α等炎性細(xì)胞因子的分泌過程。此外，Ye等[30]報(bào)道，lncRNA IL7R在脂多糖誘導(dǎo)的FLSs中上調(diào)表達(dá)，通過與轉(zhuǎn)錄因子EZH2 1-1427nt的序列中存在結(jié)合，進(jìn)而調(diào)控FLSs細(xì)胞增殖、凋亡及周期等生物學(xué)功能。

上述研究提示，lncRNAs可通過與靶基因DNA啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，或直接調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)，以及作為骨架分子招募其他蛋白形成復(fù)合物，進(jìn)而調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)。

4 與蛋白結(jié)合

近年來的研究表明，lncRNA可通過與RNA結(jié)合的蛋白結(jié)合,進(jìn)而影響下游基因的表達(dá)。lncRNA NTT過表達(dá)促進(jìn)RA中THP-1細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化、上調(diào)IL-10及CXCL10的表達(dá)。機(jī)制上，RIP實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NTT可與hnRNP-U蛋白結(jié)合，而hnRNP-U可與PBOV1基因的啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合。因此，推測NTT通過與hnRNP-U蛋白結(jié)合，促進(jìn)其與PBOV1結(jié)合，最終增強(qiáng)PBOV1的表達(dá)，參與RA發(fā)病[31]。

lncRNA HOTTIP在RA FLSs中高表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和侵襲。機(jī)制上，HOTTIP通過招募甲基化轉(zhuǎn)移酶Dnmt3b結(jié)合到SFRP1基因的啟動(dòng)子區(qū)，進(jìn)而誘導(dǎo)SFRP1啟動(dòng)子高甲基化狀態(tài)，最終下調(diào)其表達(dá)[32]，提示lncRNA可通過“支架”作用表觀修飾下游基因參與RA。Liu等[33]及Yu等[34]報(bào)道，lncRNA MEG3和FER1L4在RA滑膜組織及FLSs中下調(diào)表達(dá)，而MEG3及FER1L4的表達(dá)與炎癥相關(guān)蛋白NLRC5的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，但二者的研究并未對MEG3與NLRC5的結(jié)合進(jìn)行深入驗(yàn)證。

5 作用于信號(hào)傳導(dǎo)通路

文獻(xiàn)報(bào)道，lncRNA GAS5及MALAT1在RA滑膜組織及FLSs中表達(dá)明顯下調(diào)，通過作用于caspase-3/-9及PI3K/AKT信號(hào)通路影響FLSs凋亡[35-36]。Yan等[37]報(bào)道，lncRNA UCA1在RA FLSs中表達(dá)明顯下調(diào)，且通過調(diào)節(jié)caspase-3和Wnt6的表達(dá)參與FLSs的細(xì)胞增殖過程。此外，Yue等[38]發(fā)現(xiàn)，lncRNA ITSN1-2在RA FLSs中高表達(dá)，敲減ITSN1-2后RA FLSs的增殖、促炎性能力受到抑制而凋亡水平升高。該研究通過敲減ITSN1-2后進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，鑒定下游調(diào)控的靶分子NOD2，ITSN1-2通過NOD2/RIP2信號(hào)通路作用于RA FLSs增殖及炎癥表型。然而，其僅研究了ITSN1-2對NOD2的表達(dá)調(diào)控，具體通過何種機(jī)制作用于NOD2并未進(jìn)行闡述。Piao等[39]鑒定了新的lncRNA,RP11-83J16.1在RA中高表達(dá)，且與RA患者炎癥程度及病情活動(dòng)度相關(guān)，體外實(shí)驗(yàn)表明，RP11-83J16.1通過β-catenin信號(hào)通路調(diào)控RA FLSs細(xì)胞增殖、凋亡、遷移、侵襲及炎癥。在RA患者血清中高表達(dá)的lncRNA THRIL與TNF-α水平、DAS28評分及ESR等呈正相關(guān)，THRIL可通過激活PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)RA FLSs細(xì)胞生長及炎性應(yīng)答[40]。上述研究提示，lncRNAs可通過作用于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與RA發(fā)病過程。

6 作用于細(xì)胞因子

近年研究發(fā)現(xiàn)，一些lncRNAs可通過作用于特定細(xì)胞因子參與RA發(fā)病。Liu等[41]的芯片數(shù)據(jù)揭示，lncRNA CASC2在RA患者血清中低表達(dá)，且負(fù)調(diào)控IL-17的水平，提示CASC2可能通過作用于IL-17進(jìn)而影響RA疾病進(jìn)展。Wang等[42]通過對臨床RA患者的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA DILC在RA血清中低表達(dá)，其表達(dá)與IL-6呈明顯負(fù)相關(guān)，體外實(shí)驗(yàn)顯示，上調(diào)DILC后，RA FLSs凋亡水平上升，提示DILC通過調(diào)控FLSs細(xì)胞凋亡及IL-6分泌參與RA發(fā)病。lncRNA PlncRNA-1在RA患者血清中低表達(dá)，且活動(dòng)性RA患者的血清中表達(dá)較穩(wěn)定性RA患者更低，體外實(shí)驗(yàn)表明，RA FLSs中上調(diào)PlncRNA-1的表達(dá)可促進(jìn)其TGF-β1的分泌，提示PlncRNA-1通過調(diào)控TGF-β1參與RA發(fā)病[43]。

7 總結(jié)

RA是一種病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確的致殘性自身免疫性疾病。近年來，隨著測序技術(shù)的發(fā)展，大量研究關(guān)注與RA中表達(dá)失調(diào)的lncRNAs，探討其中復(fù)雜的交互作用調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而對RA的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行深入研究。其中一些lncRNAs不僅在滑膜中表達(dá)異常，在外周血單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞等參與RA發(fā)病的細(xì)胞中也存在表達(dá)失調(diào)，或可作為診斷早期RA的標(biāo)志物，仍需大樣本量隊(duì)列研究在不同人群中進(jìn)行證實(shí)。目前，已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究通過反義核苷酸(ASOs)靶向敲減lncRNAs治療腫瘤等疾病[44]，然而，RA中尚無相關(guān)研究，這一研究領(lǐng)域在未來仍有待探索。本文對近年來RA中特異性表達(dá)異常的lncRNAs進(jìn)行總結(jié),其可通過與DNA、RNA、蛋白質(zhì)結(jié)合等多種復(fù)雜作用機(jī)制參與RA發(fā)病，但多數(shù)研究僅存在于體外實(shí)驗(yàn)，仍需要大量的動(dòng)物及臨床實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步證實(shí)lncRNAs作為診斷標(biāo)志物或治療靶點(diǎn)在RA中的臨床應(yīng)用價(jià)值。