非編碼RNAs在痛風中的研究進展

蔣雅瓊， 楊麗華， 馬福才(綜述)， 馬利鋒(審校)

痛風是由于單鈉尿酸鹽(monosodium urate,MSU)慢性沉積引起的晶體相關性炎癥性關節(jié)病，主要癥狀包括關節(jié)腫脹、疼痛，病程持續(xù)較長，可出現(xiàn)關節(jié)畸形。痛風的全球患病率為1.0%～6.8%，發(fā)病率為0.58/1 000～2.89/1 000[1]，痛風的全球發(fā)病率、患病率及病死率都有所上升，有研究預測痛風病死率在未來40年內(nèi)將增加55%左右[2]。影響痛風發(fā)生發(fā)展的因素包括高尿酸血癥(hyperuricemia，HUA)、遺傳與地理環(huán)境因素、年齡與性別、飲食飲酒、種族與民族，還有合并癥及部分藥物影響等，其中遺傳因素最為關鍵。痛風常見的合并癥包括代謝綜合征、腎臟慢性損害性疾病及缺血性心臟病等。本文系統(tǒng)回顧了相關文獻，以便更好地了解非編碼RNAs(non-coding ribonucleic acids,ncRNAs)在痛風中可能發(fā)揮的作用。

1 痛風的病程

痛風病程分為臨床前期和痛風期。臨床前期分為無癥狀HUA和無癥狀MSU晶體沉積。痛風期又稱為臨床期，分為痛風性關節(jié)炎發(fā)作期及發(fā)作間期、慢性痛風性關節(jié)炎期[3]。當體內(nèi)嘌呤生成增多或尿酸排泄減少，血尿酸濃度>6.8 mg/dl，即為HUA。當HUA患者體內(nèi)的尿酸形成與溶解的平衡被打破后，大量MSU晶體沉積于關節(jié)滑液或血液中。MSU晶體沉積的早期可無癥狀。晶體可在關節(jié)軟骨沉積，其生長方式和滑膜纖維的生長方式較為相似?；ひ褐械睦w維是晶體成核的部位。當關節(jié)腔內(nèi)的MSU被巨噬細胞識別后，啟動核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)信號通路，進一步激活NOD樣受體蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3)炎性體，隨后釋放白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)，招募中性粒細胞釋放中性粒細胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps，NETs)，促進炎癥反應。痛風性關節(jié)炎的發(fā)生與多種炎癥介質(zhì)相關，如IL-1β、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和NLRP3炎癥小體等。痛風最好發(fā)部位是第一跖趾關節(jié)，可能與該部位末梢循環(huán)較差，相對較低的溫度使尿酸鹽溶解度下降有關；也可見于膝關節(jié)、踝關節(jié)及掌指關節(jié)等機械活動最頻繁的部位。碎裂的MSU晶體能促進晶體的增長速率。大量MSU晶體長時間沉積，進而轉(zhuǎn)歸為慢性痛風性關節(jié)炎期。隨著關節(jié)腔內(nèi)MSU晶體沉積的增多，關節(jié)軟骨遭到破壞，引起骨侵蝕和骨破壞。若病變得不到有效控制，可出現(xiàn)不可逆性關節(jié)畸形和關節(jié)周圍骨骼肌壞死，甚至會導致殘疾?；颊卟粌H要承受痛風發(fā)作所引起的劇烈疼痛，還要承擔高昂的醫(yī)療費用。如何有效地診斷及治療痛風，尋找治療痛風的具體靶點，開發(fā)有效、安全的藥物就顯得異常重要。

2 痛風的治療

痛風的治療分為急性發(fā)作的快速治療和有效的長期治療。當痛風急性發(fā)作時，可以單獨使用非甾體抗炎藥、秋水仙堿或皮質(zhì)類固醇，來控制MSU晶體引起的炎癥反應，緩解急性炎癥，病情嚴重時可聯(lián)合用藥。長期治療的中心策略是通過降尿酸治療(urate-lowering therapy，ULT)，將血尿酸降低到能夠溶解MSU晶體的濃度。ULT包括各種降低尿酸水平的策略，藥物主要分為三類：(1)最典型的是減少嘌呤分解抑制尿酸鹽生成的藥物(即黃嘌呤氧化酶抑制劑)，如別嘌醇和非布司他；(2)增加尿酸排泄的藥物(即排尿酸藥)，主要通過尿液排除，如丙磺舒、磺吡酮、苯溴馬隆和URAT1抑制劑雷西納德等；(3)催化尿酸鹽轉(zhuǎn)化為水溶性更高且易于排泄的尿囊素(重組尿酸酶)的藥物，如聚乙二醇重組尿酸酶和拉布立酶。

3 ncRNAs及其功能

ncRNAs是一類非編碼蛋白質(zhì)的RNA，以往被認為是沒有作用的垃圾轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，目前ncRNAs已經(jīng)被證明可以參與調(diào)解各種炎癥性疾病，是參與細胞過程(如染色質(zhì)重構、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾和信號轉(zhuǎn)導等)的重要功能性調(diào)節(jié)分子，能夠作為疾病診斷和預后的生物標志物，有些還可開發(fā)為新藥。ncRNAs根據(jù)長度分為長鏈非編碼RNAs(long non-coding ribonucleic acids,lncRNAs)和非編碼小RNAs。非編碼小RNAs又包括piwi-RNA、snoRNA、siRNA和數(shù)量最多、研究最廣泛的miRNAs。越來越多的lncRNAs和miRNAs被發(fā)現(xiàn)參與肺癌、乳腺癌等腫瘤[4]，類風濕性關節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等風濕性疾病以及糖尿病等代謝性疾病病程，但與痛風相關lncRNAs和miRNAs研究相對較少。

3.1miRNAs miRNAs是進化保守的內(nèi)源性非編碼RNA，長度為19～22個核苷酸，能夠選擇性與特定位點結合，微妙而復雜地調(diào)控基因表達。最早于秀麗隱桿線蟲中發(fā)現(xiàn)了miR let-7，主要作用為調(diào)控細胞增殖和分化。miRNAs普遍存在于真核生物體內(nèi)，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)mRNA表達。通過與靶mRNA的3′UTR結合，形成RNA誘導的沉默復合體促進mRNA降解或抑制靶mRNA轉(zhuǎn)錄后翻譯，從而調(diào)節(jié)蛋白生成，發(fā)揮相應的生物學效應。miRNAs與多種疾病密切相關，如風濕免疫性疾病、代謝性疾病及炎癥性疾病等，其存在于人的體細胞中，還穩(wěn)定存在于血液和其他體液中[5-6]。miRNAs還能夠跨物種調(diào)控，比如把植物來源的miR-2911用于小鼠，可以抑制甲型流感病毒的復制。

3.2lncRNAs lncRNAs是長度超過200個核苷酸的ncRNAs，在很多生物過程中未被翻譯成蛋白質(zhì)?，F(xiàn)有報道lncRNAs的開放閱讀框可以編碼小肽，能夠發(fā)揮調(diào)控作用[7-8]。根據(jù)lncRNAs與蛋白質(zhì)編碼基因的基因組關系，lncRNAs可以分為基因間lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、增強子lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA。lncRNAs在免疫細胞中特異性表達，如T細胞、B細胞及中性粒細胞等，而中性粒細胞和巨噬細胞在痛風的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，說明了免疫細胞可能通過lncRNAs介導痛風的炎癥過程。

4 痛風發(fā)病機制中的miRNAs

4.1HUA相關miRNAs Zhou等[9]研究發(fā)現(xiàn)HUA小鼠腎組織中miR-143-3p水平顯著低于健康對照組，miR-143-3p在體內(nèi)過表達表明其可以通過抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運體9(glucose transporter 9,GLUT9)的表達來降低尿酸的重吸收。研究發(fā)現(xiàn)HUA能夠抑制內(nèi)皮細胞的血管生成，Kruppel樣因子2(Kruppel-like factor 2,KLF2)是miR-92a靶基因，KLF2結合血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor-A,VEGFA)a啟動子，抑制miR-92a的表達，當miR-92a和VEGFA過表達或KLF2下調(diào)可減輕HUA介導的內(nèi)皮細胞血管生成的抑制作用。miR-181a通過下調(diào)CRY1基因和TLR/NF-κB通路緩解HUA引起的慢性腎臟疾病中的腎小球硬化和腎小管上皮損傷[10]。研究發(fā)現(xiàn)miR-663是HUA時內(nèi)皮細胞最顯著差異表達的miRNAs，miR-663靶基因和TGF-β1通過抑制10號染色體上缺失的PTEN促進內(nèi)皮細胞遷移，當發(fā)生HUA時，通過miR-663來抑制內(nèi)皮細胞遷移，而miR-663通過靶向TGF-β1調(diào)控PTEN。miR-34a可抑制URAT1的表達，減少尿酸的排泄。另一項研究表明miR-448可以靶向一種涉及尿酸產(chǎn)生的重要的酶，即黃嘌呤氧化酶。HUA可通過miR-155下調(diào)eNOS表達，誘導內(nèi)皮功能障礙，HUA可刺激miR-155在內(nèi)皮細胞中的表達[11]。一項研究發(fā)現(xiàn)在HUA刺激下，miR-92a下調(diào)KLF2表達，進而抑制VEGFA，導致血管生成減少，揭示了HUA導致心血管損傷的可能機制[12]。通過上調(diào)miR-663，可以抑制HUA刺激內(nèi)皮細胞和HUA患者血清中的內(nèi)皮細胞遷移以及靶基因TGF-β1，從而抑制PTEN蛋白表達[13]。miRNA與HUA密切相關，且miRNA和HUA引起的心血管疾病及腎臟疾病也存在相關性。雖然上述研究中的miRNAs在HUA中降尿酸的機制尚未深入研究，但至少表明它們可能成為ULT的靶點。

4.2痛風性關節(jié)炎發(fā)作期相關miRNAs 有研究發(fā)現(xiàn)在急性痛風性關節(jié)炎患者中miR-23a、miR-24-2、miR-27a表達量比健康對照組顯著降低，可能作為負性調(diào)控因子參與痛風性關節(jié)炎的發(fā)病[14]。miR-233在痛風患者中表達量顯著降低，急性發(fā)作期與間歇期痛風相比，急性期痛風表達量顯著低于間歇期，miR-233可能由NLRP3炎性體參與痛風的炎癥反應[15]。miR-146a是最早被證實參與固有免疫的調(diào)控因子，在多種細胞中發(fā)揮負反饋調(diào)節(jié)因子作用，有報道證實miR-146a通過與TRAF6和IRAK1基因的3′UTR堿基序列互補配對，調(diào)節(jié)TLR下游關鍵銜接分子，實現(xiàn)抑制TLR信號通路活性，從而抑制NF-κB信號通路，發(fā)揮炎癥抑制因子的作用[16]。主要表現(xiàn)為miR-146a的過表達降低了MSU晶體誘導的IL-1β、TNFα、MCP-1和IL-8基因的表達[17]，miR-146a對痛風性關節(jié)炎的發(fā)生具有負反饋調(diào)控作用，miR-146a缺乏可能通過上調(diào)TRAF6、IRAK1和NLRP3炎癥小體而加重痛風性關節(jié)炎[18]。Chen等[16]研究發(fā)現(xiàn)miR-146a通過TLR4/MyD88信號轉(zhuǎn)導通路減輕急性痛風性關節(jié)炎大鼠的炎癥反應。還有研究應用基因芯片技術發(fā)現(xiàn)在痛風性關節(jié)炎發(fā)作患者血漿中差異表達的miRNAs有20個。研究發(fā)現(xiàn)miR-3146在急性痛風性關節(jié)炎患者血漿中顯著高表達，其表達水平與TNF-α、IL-1β水平呈正相關。miR-221-5p在痛風性關節(jié)炎急性發(fā)作患者的血清中表達較低，它與VAS、IL-1β表達水平呈負相關。過表達miR-221-5p可以顯著抑制TNF-α、IL-8、IL-1β等炎性因子的表達，而下調(diào)miR-221-5p則相反，IL-1β是miR-221-5p的靶基因[19]。可見miR-221-5p在痛風性關節(jié)炎急性發(fā)作時可以調(diào)控炎性細胞因子的產(chǎn)生，miR-221-5p可能作為治療痛風性關節(jié)炎急性發(fā)作的潛在靶點。miR-155在人類骨髓細胞的促炎激活和抗原驅(qū)動的炎性關節(jié)炎中起關鍵作用。有研究發(fā)現(xiàn)痛風性關節(jié)炎急性發(fā)作時miR-155的表達高于健康對照組，細胞中miR-155的過表達降低了SHIP-1的水平，促進了MSU誘導的促炎細胞因子，如TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生[20]。與上述研究一致，miR-155水平升高可能會增加IL-6和IL-8水平，從而觸發(fā)痛風患者的炎癥反應[21]。在滑膜液單核細胞中過表達miR-155可導致SHIP-1下調(diào)，進而激活Akt/NF-κB通路，從而促進促炎細胞因子的產(chǎn)生。還有研究發(fā)現(xiàn)miR-155在MSU誘導的小鼠痛風性炎癥中是可有可無的，推測miR-155減少可能不是緩解痛風急性發(fā)作的有效治療方法。研究發(fā)現(xiàn)RSV可通過調(diào)節(jié)miR-126和激活PI3K/AKT信號通路，保護Min6細胞免受尿酸誘導的損傷和功能障礙，提示miR-126參與了尿酸誘導的細胞損傷[22]。miR-223-3p和miR-22-3p與NLRP3的3′非翻譯區(qū)片段相互作用并抑制其表達，也就是說miR-223-3p和miR-22-3p可以通過抑制NLRP3的表達來減輕痛風的炎癥作用[22]。上調(diào)miR-9可使NF-κB和JAK-STAT信號通路失活，從而可以減輕尿酸誘導的NRK-49F細胞損傷[23]。有研究發(fā)現(xiàn)在含有NETs的上清液中有豐富的miRNA-142-3p，NETs可以將miRNA-142-3p轉(zhuǎn)移到巨噬細胞中，通過下調(diào)蛋白激酶C的表達來降低TNF-α水平[24]。在miRNA-146a缺陷的小鼠中，中性粒細胞內(nèi)NETs比野生型小鼠更多，這表明miRNA-146a可能在中性粒細胞激活之前發(fā)揮了一些重要的作用，有助于NETs的產(chǎn)生[25]。有研究報道在其他炎癥性疾病中，miR-325-3p通過抑制中性粒細胞彈性蛋白酶的表達減輕炎癥細胞的浸潤[26]。miR-302b可以通過靶向NF-κB和Caspase-1信號通路調(diào)控MSU晶體誘導的炎癥反應中IL-1β的產(chǎn)生，可能是痛風性關節(jié)炎炎癥中重要的負調(diào)控因子[27]。miR-302b分別通過靶向IRAK4和EphA2調(diào)控IL-1β的轉(zhuǎn)錄和成熟，IRAK4和EphA2基因表達可下調(diào)MSU誘導的IL-1β蛋白的產(chǎn)生。有研究對痛風和無癥狀HUA者進行GWAS分析，發(fā)現(xiàn)了能使無癥狀HUA加重為痛風的6個基因位點，其中一個是MiR-302F附近的SNPrs9952962，是一種新的痛風位點，可以加重無癥狀性HUA導致痛風[28]。miR-302家族可能通過調(diào)控基因表達影響痛風性關節(jié)炎的炎癥反應。有研究通過基因芯片技術發(fā)現(xiàn)在急性痛風性關節(jié)炎中5個可能靶向IL-1β的miRNAs，進一步研究發(fā)現(xiàn)miR-488和miR-920可以直接靶向IL-1β的3′UTR。過表達miR-488和miR-920可顯著抑制MSU誘導的THP-1細胞中IL-8、TNF-α基因和蛋白的表達，表明miR-488和miR-920可以調(diào)節(jié)急性痛風性關節(jié)炎中促炎細胞因子的產(chǎn)生[29]。還有研究報道了多個在痛風患者中顯著差異表達的miRNAs[30]，但相關miRNAs的作用機制尚未進行深入研究。

4.3慢性痛風性關節(jié)炎期相關miRNAs 有研究發(fā)現(xiàn)了三種可以調(diào)節(jié)慢性痛風性關節(jié)炎的miRNAs，分別是miR-339-5p、miR-486-5p和miR-361-5p，使用川芎合劑治療慢性痛風性關節(jié)炎可抑制血漿中CCL2和CXCL8蛋白的表達，并上調(diào)miR-486-5p、miR-339-5p和miR-361-5p的表達[31]。研究發(fā)現(xiàn)痛風患者中l(wèi)ncRNA Jak3的高表達，通過Jak3/Nfatc1/Ctsk軸在破骨細胞分化中起關鍵功能作用[32]。lncRNA Jak3是目前唯一被發(fā)現(xiàn)在痛風骨侵蝕中調(diào)節(jié)破骨細胞分化的lncRNAs。

4.4痛風發(fā)病機制中的lncRNAs Hu等[33]發(fā)現(xiàn)lncRNA ANRIL通過ceRNA機制與miRNA-122-5p結合，上調(diào)BRCC蛋白的表達，從而激活NLRP3炎癥小體，加速尿酸誘導炎癥的發(fā)展，在尿酸腎病中發(fā)揮致病作用。通過基因芯片技術研究痛風性關節(jié)炎患者和健康對照組外周血單個核細胞中差異表達的lncRNAs，痛風性關節(jié)炎患者外周血中差異表達的lncRNAs有1 815條(FC>2)，發(fā)現(xiàn)lncRNAs AJ227913顯著差異表達，可以調(diào)節(jié)痛風性關節(jié)炎患者的IL-8表達[34]。還有一項研究也利用生物信息學分析了痛風性關節(jié)炎患者和健康對照組之間的lncRNAs表達譜差異，發(fā)現(xiàn)TCON_00004393和ENST00000566457可能是治療痛風性關節(jié)炎的候選診斷生物標志物和靶點。由此可見，lncRNAs在痛風通路的調(diào)控中也有重要作用，可以作為痛風檢測和預后的特異性標志物。有研究發(fā)現(xiàn)在CaOx腎鈣質(zhì)沉著小鼠模型中，lncRNA H19表達顯著升高，H19可能在CaOx腎鈣沉積誘導的氧化應激和腎小管上皮細胞損傷過程中起促進作用。H19可與miR-216b相互作用并抑制其表達。miR-216b通過直接結合其3′UTR抑制HMGB1的表達。H19下調(diào)可抑制HMGB1、TLR4和NF-κB的表達，抑制CaOx腎鈣沉著癥誘導的腎小管上皮細胞損傷、NADPH氧化酶和氧化應激，即H19與miR-216b的相互作用可以通過HMGB1/TLR4/NF-κB通路發(fā)揮作用[35]。

5 結語

痛風的發(fā)病機制尚不清楚，盡管目前有較為有效的降尿酸療法，但治療效果不佳。miRNAs和lncRNAs參與痛風發(fā)病的各個階段，這些小分子在疾病發(fā)病過程中的表達模式、靶點和作用多種多樣，它們可能通過多種途徑在痛風發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用。相對于蛋白翻譯的調(diào)控，ncRNAs可以直接調(diào)控編碼基因的轉(zhuǎn)錄水平，能更快地調(diào)控疾病的發(fā)生和發(fā)展，與痛風診斷和治療相關的ncRNAs需要進一步深入探索。