lncRNA及外泌體lncRNA在心血管疾病研究的進(jìn)展*

李靜茹， 楊萍， 彭云珠， 王路喬

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科(云南昆明 650032)

心血管疾病(cardiovascular diseases, CVDs)、尤其是缺血性心臟病仍然是導(dǎo)致全球死亡以及致殘的主要原因之一?！吨袊?guó)心血管健康與疾病報(bào)告2020》表明中國(guó)心血管疾病患病率仍處于上升階段，且患病人數(shù)高達(dá)3.3億，其病死率居于首位[1]。因此，深入探索心血管疾病的發(fā)病機(jī)制是我們急需解決的問(wèn)題。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一類(lèi)沒(méi)有編碼蛋白質(zhì)功能的核糖核酸，但其能夠在基因的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平發(fā)揮信息調(diào)控作用[2]；外泌體(exosome,Exo)是由細(xì)胞分泌的小囊泡，其能攜帶lncRNA在細(xì)胞間的物質(zhì)和信息傳遞中起重要作用[3]，更豐富了lncRNA的信息調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。最近研究表明，外泌體lncRNA(exosomal-drived lncRNA，Exo-lncRNA)在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用[4-6]。本文就lncRNA及Exo-lncRNA在心血管疾病中的最新研究進(jìn)展作一概述。

1 lncRNA的特征和功能

lncRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度>200個(gè)核苷酸的內(nèi)源性、非編碼RNA，主要由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄、并經(jīng)過(guò)5′端多聚腺苷酸化和堿基修飾等形成。與其他非編碼RNA一樣，lncRNA不具有編碼蛋白質(zhì)功能[7]，并且保守性差、表達(dá)量低，具有物種、細(xì)胞特異性?，F(xiàn)已證明lncRNA在表觀遺傳控制、選擇性剪接、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控和翻譯等方面發(fā)揮作用[8]，也能直接調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的生物活性[9]。在干細(xì)胞維持和分化、細(xì)胞的自噬和凋亡等水平也具有生物學(xué)作用[10]。

2 Exo-lncRNA的形成與作用機(jī)制

外泌體是一類(lèi)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成并經(jīng)過(guò)出芽形成一級(jí)囊泡、與胞膜融合出胞等過(guò)程產(chǎn)生的大小在30～150 nm之間的雙層脂質(zhì)囊泡。其內(nèi)含多種生物信息分子，包括脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA和miRNA、lncRNA等，參與多種細(xì)胞間通信的調(diào)節(jié)。其攜帶的生物信息分子中——lncRNA以其廣泛的生物調(diào)控作用引起人們的關(guān)注。在外泌體出胞形成生物體小囊泡過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)的lncRNA即被包裹在內(nèi)，并隨著外泌體的分泌排出形成Exo-lncRNA。外泌體作為lncRNA的載體，可通過(guò)體液將lncRNA運(yùn)送至靶細(xì)胞，使lncRNA在多種細(xì)胞中發(fā)揮功能。例如：M2型巨噬細(xì)胞源性Exo-lncRNA-AFAP1-AS1能促進(jìn)食管癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[11]；人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(human umbilical cord mesenchymal stem cell, hUCMSC)來(lái)源的Exo-lncRNA-UCA1能夠保護(hù)心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞(cardiac microvascular endothelial cells, CMECs)免受缺氧/再灌注(hypoxia/reoxygenation, H/R)損傷[12]。

3 lncRNA及Exo-lncRNA作為心血管疾病的新型生物標(biāo)志物

lncRNA作為核苷酸片段，當(dāng)機(jī)體處于疾病狀態(tài)時(shí)，即發(fā)生與疾病相關(guān)的lncRNA在組織細(xì)胞和血漿水平的表達(dá)變化；外泌體的雙層脂質(zhì)囊泡結(jié)構(gòu)，能保護(hù)其內(nèi)容lncRNA不受循環(huán)中核糖核苷酸酶的降解，并穩(wěn)定存在于人體的血液、尿液、腦脊液等多種組織液中。因此，lncRNA及Exo-lncRNA的廣泛分布性和穩(wěn)定性，提示我們lncRNA及Exo-lncRNA作為疾病診斷新型生物標(biāo)志物和治療手段的可能性。

大量研究提出，lncRNA及Exo-lncRNA可作為診斷和治療心血管疾病的一種新型、非侵入性且易于獲得的生物標(biāo)志物[10]。

首先，lncRNA與心肌細(xì)胞分化、心臟發(fā)育密切相關(guān)：例如，2013年Klattenhoff等[13]首次在小鼠胚胎干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)對(duì)心臟發(fā)育起重要作用的lncRNA-BraveHeart(Bvht)。其通過(guò)與多梳抑制復(fù)合物2(polycomb repressive complex 2, PRC2)中的核心成分SUZ12(suppressor of zeste 12 protein homolog, SUZ12)相互作用，并在心臟組織向中胚層轉(zhuǎn)化的過(guò)程中與靶位點(diǎn)的PRC2結(jié)合，通過(guò)基因的表觀遺傳調(diào)控介導(dǎo)心臟分化，誘導(dǎo)小鼠胚胎干細(xì)胞由中胚層向心血管方向轉(zhuǎn)化，并調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞分化的能力。但尚未在人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)同源性Bvht-lncRNA；另外，研究還發(fā)現(xiàn)小鼠胚胎階段丟失fendrr[14]會(huì)造成嚴(yán)重的心臟缺陷和功能障礙。

其次，在不同健康狀況下lncRNA的表達(dá)程度也不同，提示lncRNA可作為疾病預(yù)測(cè)、診斷的穩(wěn)定標(biāo)志物：如，動(dòng)脈粥樣硬化患者血清中H19、HCG11、Gas5、SNHG6和Zfas1的表達(dá)水平顯著高于健康供者血清[15]，Li等[16]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ENST 000044488.1在急性心肌梗死患者中的表達(dá)是非急性心肌梗死患者的約1.5倍；UCA1[17]在早期AMI患者血漿中表達(dá)降低，梗死第3天后升高；Peng等[18]發(fā)現(xiàn)lncR-NR_10-4160在原發(fā)性高血壓患者體內(nèi)顯著上調(diào)并可作為高血壓診斷的生物標(biāo)志物。

再者，最近研究表明Exo-lncRNA在不同健康狀況下的表達(dá)程度也不同，提示Exo-lncRNA可作為疾病預(yù)測(cè)、診斷的穩(wěn)定標(biāo)志物：如，動(dòng)脈粥樣硬化患者血清中Gas5[19]、HIF1A-AS1[20]和MALAT1[21]的表達(dá)水平顯著高于健康供者血清；Chen等[22]發(fā)現(xiàn)，血清Exo-lncRNA-NEAT1在STEMI患者中的表達(dá)較正常人升高；Exo-lncRNA-AK139128[23]在心肌缺血再灌注損傷患者中高表達(dá); Exo-lncRNA-XLOC_004201在風(fēng)濕性心臟病患者血漿內(nèi)水平較正常人低[24]。

由上可知，lncRNA及Exo-lncRNA可以作為心臟發(fā)育及心血管疾病的穩(wěn)定標(biāo)志物(圖1)。

圖1 lncRNA及Exo-lncRNA作為心血管疾病生物標(biāo)志物

4 lncRNA及Exo-lncRNA參與心血管疾病病理機(jī)制調(diào)控

4.1 lncRNA及Exo-lncRNA與細(xì)胞凋亡 作為眾多種細(xì)胞損傷的共同病理過(guò)程之一，越來(lái)越多的證據(jù)表明，lncRNA與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)[25]。一部分lncRNA可發(fā)揮抗心肌細(xì)胞凋亡作用，例如：在缺血/再灌注(ischemia reperfusion, I/R)損傷大鼠中l(wèi)ncRNA Gm2691呈現(xiàn)低表達(dá)，細(xì)胞炎癥水平和凋亡也呈現(xiàn)活躍狀態(tài)，而當(dāng)lncRNA Gm2691過(guò)表達(dá)后則能顯著緩解心肌細(xì)胞的炎癥和凋亡反應(yīng)[26]；線粒體裂變作為引發(fā)細(xì)胞凋亡的始動(dòng)步驟，過(guò)度的線粒體裂變將造成細(xì)胞損傷。位于線粒體內(nèi)膜上的抑制素2(prohibitin 2, PHB2)是線粒體形態(tài)調(diào)節(jié)的重要蛋白質(zhì)，強(qiáng)表達(dá)的PHB2能夠削弱缺氧誘導(dǎo)的線粒體分裂效應(yīng)。當(dāng)向原代心肌細(xì)胞和成年C57BL/6小鼠體內(nèi)注射高劑量含lncRNA CARL(cardiac apoptosis-related lncRNA, CARL)的試劑后，發(fā)現(xiàn)心肌梗死面積較正常組縮小，隨后證明了CARL可“海綿”結(jié)合miR-539并降低其表達(dá)和活性，提高PHB2蛋白水平，最終抑制缺氧誘導(dǎo)下心肌細(xì)胞線粒體分裂和凋亡[27]；另外，脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)處理的小鼠體內(nèi)lncR-RMRP、線粒體膜電位(mitochondrial membrane potential, MMP)和線粒體細(xì)胞色素C表達(dá)降低，反之，心肌細(xì)胞凋亡、細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平以及caspase-3、caspase-9和核因子-κB(nuclear factor κB，NF-κB)p65亞基的表達(dá)呈現(xiàn)升高狀態(tài)；研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的RMRP通過(guò)充當(dāng)miR-1-5p海綿調(diào)節(jié)miR-1-5p的轉(zhuǎn)錄后功能，抑制LPS誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡和線粒體損傷[28]。此外，低水平的lncRNA-TUG1則促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的凋亡[29]。

相反，另一部分lncRNA在心肌細(xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮促進(jìn)作用，只有抑制這些lncRNA表達(dá)或降低其水平，才能對(duì)心肌細(xì)胞保護(hù)起到正面作用。例如：構(gòu)建MALAT1-siRNA載體抑制I/R心肌細(xì)胞內(nèi)lncR-MALAT1后，能顯著抑制心肌細(xì)胞凋亡，有效緩解I/R誘導(dǎo)的心肌梗死損傷，且較對(duì)照組相比，心肌梗死面積也出現(xiàn)縮小，心功能得到改善[30]。另外，Li等[31]證明，下調(diào)KCNQ10T1可通過(guò)p38 MAPK/NF-κB信號(hào)通路，降低凋亡相關(guān)炎癥因子TNF-α、IL-6和IL-1β水平，減少氧糖剝奪后再灌注(oxygen glucose deprivation followed by reperfusion, OGD/R)引起的H9C2心肌細(xì)胞凋亡。心肌梗死后心臟成纖維細(xì)胞內(nèi)富集的lncRNA Wisper能上調(diào)促凋亡基因Dusp6和caspase-3表達(dá)，促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，加重心肌梗死后心肌纖維化[32]。再者，血管平滑肌細(xì)胞增殖與凋亡之間的動(dòng)態(tài)變化影響著動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。Zhu等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，ApoE-/-小鼠體內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中l(wèi)ncR-SNHG14表達(dá)是低的，高表達(dá)的SNHG14可通過(guò)作用miR-19a-3p抑制血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells, VSMC)增殖，促進(jìn)其凋亡。

對(duì)于Exo-lncRNA通過(guò)細(xì)胞凋亡影響心血管疾病發(fā)生、發(fā)展的研究相對(duì)較少，據(jù)最近研究發(fā)現(xiàn)，Exo-lncRNA-AK139128 促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞增殖，進(jìn)而介導(dǎo)心臟纖維化進(jìn)程[23]；血管內(nèi)皮細(xì)胞攝取THP-1細(xì)胞源性Exo-lncRNA-GAS5后也呈現(xiàn)凋亡活躍狀態(tài)[19]。

4.2 lncRNA及Exo-lncRNA與細(xì)胞焦亡 焦亡是一種由炎癥因子半胱天冬酶-1/4/5/11(caspase-1/4/5/11)介導(dǎo)的、與炎癥因子激活有關(guān)的細(xì)胞溶解程序性死亡；細(xì)胞焦亡伴隨多種炎癥小體產(chǎn)生，以及IL-1β、IL-18等促炎因子的激活。而心血管疾病中伴隨的炎癥因子的放大激活是造成心血管病變進(jìn)展迅速的一關(guān)鍵病理過(guò)程，因此以炎癥小體激活為特征的焦亡在心血管疾病中的作用也逐漸被人們發(fā)現(xiàn)。有趣的是，lncRNA也被發(fā)現(xiàn)與細(xì)胞焦亡密切相關(guān)。例如：lncRNA GAS5高表達(dá)能降低焦亡相關(guān)蛋白caspase-1、核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3, NLRP3)及DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1 (DNA methyltransferase 1，DNMT1)水平，抑制心肌成纖維細(xì)胞焦亡[34]；NLRP3是一種胞質(zhì)受體，其N(xiāo)端的pyrin片段能夠作為支架募集caspase前體到炎癥小體中，使低聚化的caspase前體自身誘導(dǎo)活化成具有功能的活性caspase，造成細(xì)胞損傷的炎性狀態(tài)[35]。

相反，體內(nèi)也有部分lncRNA能促進(jìn)細(xì)胞焦亡，加速細(xì)胞的炎癥反應(yīng)性死亡。例如：lncRNA-Meg3在動(dòng)脈粥樣硬化中也出現(xiàn)顯著表達(dá)。Meg3主要存在于人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(Human aortic endothelial cells，HAECs)中，Zhang等[35]建立的高脂飼養(yǎng)的ApoE-/-小鼠模型小鼠中，Meg3在內(nèi)皮細(xì)胞層表達(dá)出現(xiàn)升高，并內(nèi)源性抑制了miR-223功能，使焦亡相關(guān)蛋白NLRP3表達(dá)升高，形成Meg3/miR-223/NLRP3信號(hào)通路促進(jìn)HAECs焦亡。

此外，Mao等[36]發(fā)現(xiàn) Exo-lncRNA-KLF3-AS1 在心肌細(xì)胞焦亡中也發(fā)揮作用。向心肌梗死小鼠體內(nèi)注射富含Exo-lncRNA-KLF3-AS1 的人間充質(zhì)干細(xì)胞(human mesenchymal stem cells，hMSCs)源性外泌體后，心肌細(xì)胞的焦亡率出現(xiàn)明顯降低，并進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了Exo-lncRNA-KLF3-AS1作為miR-138-5P的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)靶向調(diào)節(jié)Sirt1表達(dá)，形成了抑制心肌細(xì)胞焦亡的信號(hào)通路，豐富了心肌細(xì)胞焦亡相關(guān)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

4.3 lncRNA及Exo-lncRNA與細(xì)胞自噬 自噬是將細(xì)胞內(nèi)變性受損的蛋白質(zhì)及細(xì)胞器轉(zhuǎn)移到溶酶體內(nèi)消化降解的過(guò)程，可保護(hù)細(xì)胞免受異常蛋白質(zhì)及細(xì)胞器的損害，是維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的重要生理過(guò)程之一[37]?，F(xiàn)有研究表明，lncRNA可“海綿”結(jié)合miRNA通過(guò)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控自噬[38]，與細(xì)胞自噬密切相關(guān)。例如，lncRNA-APF(autophagy promoting factor, APF)是一種自噬促進(jìn)因子，Wang等[39]發(fā)現(xiàn)全長(zhǎng)1695-nt的APF具有低保守性。但在APF的miR-188-3p結(jié)合位點(diǎn)處卻具有物種間的高度保守性。最終研究發(fā)現(xiàn)降低缺氧/復(fù)氧(anoxia/reoxygenation, A/R)模型小鼠心肌細(xì)胞APF水平可靶向miR-188-3p與自噬相關(guān)蛋白ATG7顯著抑制細(xì)胞自噬，縮小梗死心肌面積，改善小鼠心功能；另外，lncRNA MALAT1在糖氧剝奪的H9C2細(xì)胞內(nèi)高表達(dá)，與此同時(shí)乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase, LDH)、肌鈣蛋白cTnI和肌酸激酶同工酶CK-MB也處于高水平狀態(tài)，表明此時(shí)的心肌細(xì)胞處于損傷狀態(tài)且有較低的存活率。后研究發(fā)現(xiàn)，高水平的MALAT1通過(guò)抑制miR-20b-5p，上調(diào)自噬相關(guān)蛋白Beclin-1的表達(dá)，造成心肌細(xì)胞的過(guò)度損傷和自噬[40]；上調(diào)糖尿病性心肌病小鼠體內(nèi)lncRNA-AK139328可顯著抑制miR-204-3p的表達(dá)，加重小鼠心肌細(xì)胞的自噬性損傷[41]；再者lncRNA-DCRF通過(guò)“海綿”miR-551b-5p促進(jìn)糖尿病性心肌病小鼠心肌細(xì)胞自噬，加重心肌纖維化[38]；Gm15834在心肌細(xì)胞中也發(fā)揮自噬促進(jìn)作用[42]。

此外，也有部分lncRNA抑制細(xì)胞自噬。例如：一種被稱(chēng)為心臟自噬抑制因子CAIF(cardiac autophagy inhibitory factor)的lncRNA，可靶向結(jié)合P53從而降低自噬相關(guān)蛋白表達(dá)，抑制心肌細(xì)胞自噬性死亡[43]；H2O2處理的新生小鼠心肌細(xì)胞(neonatal mice cardiomyocytes, NMCMs)內(nèi)2810403D21Rik/Mir表達(dá)升高，自噬小體和自體溶酶體數(shù)量減少，導(dǎo)致H2O2介導(dǎo)的細(xì)胞活力抑制效應(yīng)被增強(qiáng)，NMCMs活力減弱；由此說(shuō)明，2810403D21Rik/Mirf 的過(guò)表達(dá)抑制了自噬及自噬相關(guān)的心肌保護(hù)效應(yīng)[44]；除此之外，NEAT1[45]也參與心肌細(xì)胞自噬的調(diào)節(jié)。

Exo-lncRNA調(diào)控自噬介導(dǎo)的心血管疾病：Exo-lncRNA-ANRIL通過(guò)miR-181b/ATG5促進(jìn)大鼠心肌細(xì)胞自噬[46]；hUCMSC來(lái)源的Exo-lncRNA-UCA1通過(guò)miR-143/Bcl-2/Beclin-1通路抑制CMECs過(guò)度自噬，保護(hù)其免受H/R因素的損傷[12]。目前關(guān)于Exo-lncRNA在心血管自噬方面的研究仍較少，具體的調(diào)節(jié)機(jī)制仍待進(jìn)一步的探索。

4.4 lncRNA及Exo-lncRNA與心肌纖維化 心肌纖維化過(guò)程中伴隨著細(xì)胞因子的穩(wěn)態(tài)異常和血管生成因子的過(guò)度釋放，其破壞了心肌細(xì)胞的自身穩(wěn)定，造成間質(zhì)細(xì)胞持續(xù)增生、細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度累積[47]，最終破壞心臟正常的舒縮功能。lncRNA通過(guò)信號(hào)軸調(diào)控心肌纖維化相關(guān)因子的表達(dá)進(jìn)而參與心肌纖維化進(jìn)程。一部分lncRNA能抑制心肌纖維化進(jìn)展。例如：心肌梗死后H19發(fā)生下調(diào),活體MI小鼠實(shí)驗(yàn)上調(diào)H19后發(fā)現(xiàn)能顯著縮小小鼠的心肌梗死面積并減輕心臟纖維化，使小鼠的心功能得到明顯改善[48]；Liu等[49]發(fā)現(xiàn)，升高Gas5表達(dá)水平后引起基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metalloproteinase-2, MMP-2)、α平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)和Ⅰ型膠原的表達(dá)減少，抑制心肌纖維化，有效改善患者的心功能。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor β, TGF-β)信號(hào)通路是調(diào)節(jié)心肌纖維化的主要功能通路，TGF-β1能促進(jìn)Smad2/3磷酸化并轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞核，使心臟纖維化；lncRNA-FAF通過(guò)靶向成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子9(fibroblast growth factor 9, FGF9)調(diào)控TGF-β1-P-Smad2/3信號(hào)通路，抑制AngⅡ誘導(dǎo)的心肌纖維化[50]。

相反，部分lncRNA則是促進(jìn)心肌纖維化的進(jìn)展：例如，Meg3主要在心臟成纖維細(xì)胞中富集。Piccoli等[51]研究發(fā)現(xiàn)，Meg3在心臟重構(gòu)早期是上調(diào)的，晚期發(fā)生降低。在心臟重構(gòu)早期預(yù)防性抑制Meg3能降低p53的轉(zhuǎn)錄活性、下調(diào)MMP-2水平，最終改善心肌纖維化和肥大；在成纖維細(xì)胞核內(nèi)富集的lncRNA safe，通過(guò)miR-Sfrp2誘導(dǎo)小鼠心臟成纖維細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化及生成[52]；在纖維化的心臟成纖維細(xì)胞和纖維組織中，lncRNA H19表達(dá)顯著升高，并抑制雙特異性磷酸酶5的水平，促進(jìn)心臟成纖維細(xì)胞增殖，加速心肌細(xì)胞纖維化進(jìn)展[53]；AK081284表達(dá)上調(diào)后升高了TGF-β1和膠原的水平，進(jìn)而加重心肌纖維化[54]。

目前關(guān)于Exo-lncRNA在心肌纖維化中的報(bào)告較少，僅有Wang等[55]研究報(bào)道Exo-lncRNA-ZFAS1通過(guò)miR-4711-5/wnt4/β-catenin信號(hào)通路促進(jìn)小鼠心臟纖維化x，因此，Exo-lncRNA與心肌纖維化的研究仍需進(jìn)一步探索。

4.5 lncRNA及Exo-lncRNA與血管新生 心臟作為高耗氧器官，血供的充足與否直接影響心肌細(xì)胞活力及功能。在缺血/缺氧性心肌病及心臟重構(gòu)過(guò)程中，新生血管的構(gòu)建就變得至關(guān)重要。lncRNA作用于血管新生也是一把雙刃劍，其既能促進(jìn)血管新生，也能抑制血管新生。Wang等[56]發(fā)現(xiàn)，上調(diào)lncRNA-C2dat1能抑制miR-34a表達(dá)，促進(jìn)VSMCs增殖，表明C2dat1可能是促進(jìn)冠心病血管平滑肌細(xì)胞生長(zhǎng)和遷移的潛在治療靶點(diǎn)。在頸動(dòng)脈球囊損傷的大鼠模型中，CRNDE作為損傷頸動(dòng)脈與正常頸動(dòng)脈之間差異性表達(dá)最為顯著的lncRNA，上調(diào)CRNDE可促進(jìn)血小板源性生長(zhǎng)因子PDGF-BB(是誘導(dǎo)新生血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移的重要因子之一)表達(dá)，提示lncRNA CRNDE具有促血管新生的重要作用[57]。lncR-AK098656過(guò)表達(dá)則能強(qiáng)化高血壓患者側(cè)支新生血管的建立[58]。

相反， lncRNA ZNF800在與磷酸酶和緊張素同源物(phosphatase and tensin homolog，PTEN)相互作用后表達(dá)升高，并抑制AKT/mTOR/HIF-1α信號(hào)通路的活性，下調(diào)VEGF-α和MMP-1的表達(dá)，從而抑制血管平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移[59]；LINC00472高表達(dá)則抑制miR-149-3p誘導(dǎo)的VSMCs遷移和增殖[60]。

間充質(zhì)干細(xì)胞源性Exo-lncRNA-H19能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖，介導(dǎo)血管新生[61]；心肌細(xì)胞源性Exo-lncRNA-MALAT1通過(guò)miR-92a/KLF2軸促進(jìn)大鼠心肌梗死后心臟新生血管建立[62]。區(qū)別于外泌體，缺氧誘導(dǎo)的人多能干細(xì)胞(human pluripotent stem cells, hPSCs)分泌的胞外囊泡內(nèi)具有高水平的lncRNA-MALAT1，能改善心肌梗死小鼠梗死周邊區(qū)域的血管再生，改善細(xì)胞活力[63]。血管生成相關(guān)的Exo-lncRNA通過(guò)外泌體的轉(zhuǎn)移介導(dǎo)細(xì)胞間通訊,在缺血性疾病中具有重要意義。我們期待更多關(guān)于Exo-lncRNA在血管生成中的研究報(bào)告。

綜上所述，lncRNA及Exo-lncRNA可參與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞焦亡、細(xì)胞自噬、心肌纖維化以及血管新生等病理生理過(guò)程，進(jìn)而影響心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展(圖2)。

圖2 lncRNA及Exo-lncRNA參與病理生理過(guò)程介導(dǎo)心血管疾病發(fā)生、發(fā)展

5 lncRNA及Exo-lncRNA與心血管疾病

5.1 lncRNA及Exo-lncRNA與高血壓 高血壓作為全球范圍內(nèi)最常見(jiàn)的疾病，其發(fā)展受環(huán)境和遺傳等多重因素影響。高血壓伴隨的血管內(nèi)皮損傷和炎癥反應(yīng)嚴(yán)重威脅患者的身體健康，因此在遺傳分子水平上預(yù)防和發(fā)現(xiàn)高血壓顯得至關(guān)重要。近年來(lái)，已研究發(fā)現(xiàn)眾多l(xiāng)ncRNA影響高血壓的發(fā)生、發(fā)展：Zhuo等[64]發(fā)現(xiàn)lncR-AK094457在高血壓大鼠體內(nèi)升高，其能抑制過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ， PPAR-γ)磷酸化并加速血管內(nèi)炎性ROS的產(chǎn)生，參與高血壓的進(jìn)展。lncRNA-TUG1作為miRNA-148b的“海綿”促進(jìn)胰島素樣生長(zhǎng)因子2 (insulin-like growth factor 2, IGF2)蛋白的表達(dá)，調(diào)控高血壓患者VSMCs和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells, HUVECs)的增殖與凋亡，介導(dǎo)ox-LDL對(duì)心血管的損傷[29]。lncR-MRAK048635_P1能夠影響原發(fā)性高血壓患者體內(nèi)VSMCs的表型轉(zhuǎn)換：下調(diào)MRAK048635_P1后可使VSMCs由收縮型向分泌型轉(zhuǎn)換，激活高血壓患者的血管重構(gòu)[65]。抑制高血壓大鼠體內(nèi)MALAT1后發(fā)現(xiàn)大鼠血壓發(fā)生明顯下降，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)MALAT1是通過(guò)Notch信號(hào)通路抑制了炎癥相關(guān)因子在內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)，預(yù)示MALAT1作為高血壓治療的潛在靶點(diǎn)的可能性[66]。

5.2 lncRNA及Exo-lncRNA與動(dòng)脈粥樣硬化 動(dòng)脈粥樣硬化是心血管系統(tǒng)最常見(jiàn)的慢性炎癥反應(yīng)性疾病，VSMCs的表型轉(zhuǎn)換、炎癥反應(yīng)的激活放大以及脂質(zhì)斑塊的形成是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展的重要組成部分，最終造成動(dòng)脈壁的增厚、硬化等不可逆性血管損傷。動(dòng)脈粥樣硬化也是導(dǎo)致冠心病的主要原因。近些年研究表明，外泌體lncRNA通過(guò)參與動(dòng)脈粥樣硬化的信號(hào)傳導(dǎo)、炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)進(jìn)展等過(guò)程，調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。如，巨噬細(xì)胞相關(guān)的動(dòng)脈粥樣硬化lncR-MAARS通過(guò)與RNA結(jié)合蛋白HuR作用促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化早期巨噬細(xì)胞凋亡，縮少動(dòng)脈粥樣硬化病變斑塊面積，緩解動(dòng)脈粥樣硬化病變[67]；lncRNA-TUG1作用于miRNA-21/PTEN信號(hào)通路促進(jìn)VSMCs增殖[68]；lncRNA-p21在動(dòng)脈粥樣硬化患者體內(nèi)水平較低，促進(jìn)p21表達(dá)能激活miRNA-17-5p/SIRT7通路，抑制VSMCs的增殖，促進(jìn)VSMCs凋亡[69]；lncRNA ENST00000602558.1通過(guò)與p65結(jié)合，負(fù)性調(diào)控mRNA Abcg1的表達(dá)，誘導(dǎo)VSMCs中膽固醇的外流形成高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)[70]。此外，MALAT1也被報(bào)道在動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展中扮演損傷血管內(nèi)皮功能的角色[71]。

脂肪干細(xì)胞來(lái)源的外泌體高表達(dá)lncRNA-SNHG9，可以抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，抑制 NF-κB 信號(hào)傳導(dǎo)，并減少炎癥，是脂質(zhì)代謝相關(guān)心血管疾病的潛在治療靶點(diǎn)[72]，展示了Exo-lncRNA在動(dòng)脈粥樣硬化治療中的巨大潛能。

5.3 lncRNA及Exo-lncRNA與急性冠狀動(dòng)脈綜合征 急性冠狀動(dòng)脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)是一組急性心肌血/氧供應(yīng)不足引起的臨床綜合征，一旦心肌細(xì)胞發(fā)生損傷則不可逆。AMI大鼠模型中l(wèi)ncRNA ANRIL表達(dá)高于對(duì)照組，ANRIL過(guò)表達(dá)促進(jìn)了IL-33的泛素化，上調(diào)ST2的表達(dá)，加重心肌損傷[25]；心臟自噬抑制因子CAIF可形成與心肌梗死相關(guān)的lncRNA CAIF-P53-心肌蛋白調(diào)節(jié)通路，抑制心肌自噬并減輕心肌梗死[43]；Zhang等[73]的最新研究表明，UCA1過(guò)表達(dá)可通過(guò)下調(diào)miR-122，促進(jìn)AKT/mTOR通路并抑制JNK/p38MAPK信號(hào)通路，來(lái)抵抗H9C2心肌細(xì)胞缺氧狀態(tài)下的損傷。Gorbunov等[74]研究發(fā)現(xiàn)上調(diào)lncRNA-TRPV1表達(dá)能增強(qiáng)心肌對(duì)I/R損傷的抵抗力，相反，TRPV4的表達(dá)則表現(xiàn)出對(duì)心臟的損傷作用；急性心肌梗死早期Chast的表達(dá)水平升高且24 h Chast的表達(dá)水平與心肌收縮力呈正相關(guān)，展現(xiàn)了Chast作為評(píng)價(jià)心肌梗死早期心肌收縮力功能標(biāo)志物的潛能[75]。

Chen等[22]的研究發(fā)現(xiàn)Exo-lncRNA-NEAT1在STEMI患者血清中的表達(dá)明顯高于不穩(wěn)定型心絞痛患者和非心肌梗死患者，且可作為STEMI的獨(dú)立預(yù)測(cè)分子。間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的Exo-lncRNA-UCA1通過(guò)海綿作用靶向miR-873，降低了后者對(duì)其靶標(biāo)XIAP的抑制作用，使AMPK磷酸化和抗凋亡蛋白BCL2水平的升高，發(fā)揮心臟保護(hù)作用，可作為診斷AMI的有前途的新型生物標(biāo)志物[76]。

5.4 lncRNA及Exo-lncRNA與肥厚性心肌病 肥厚性心肌病是以血管功能障礙、心肌細(xì)胞肥大、凋亡、壞死及心室擴(kuò)張等為特征的心臟重構(gòu)，是一種慢性的心肌進(jìn)行性損傷。最先反應(yīng)于慢性損傷的適應(yīng)性表現(xiàn)是心肌細(xì)胞質(zhì)量和體積的增大，隨后心室壁逐漸增厚硬化，形成病理性心臟肥大，最終導(dǎo)致心力衰竭。近年已有研究發(fā)現(xiàn)眾多l(xiāng)ncRNA參與心肌肥厚的調(diào)控與進(jìn)展：Viereck等[77]發(fā)現(xiàn)，H19在早期心臟肥大患者中的表達(dá)增加，但在心力衰竭失代償期表達(dá)卻出現(xiàn)抑制；后研究發(fā)現(xiàn)高水平的H19通過(guò)抑制促心肌細(xì)胞肥厚NFAT信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)揮心肌保護(hù)作用，有效改善甚至逆轉(zhuǎn)心肌肥厚狀態(tài)。而在心力衰竭失代償期出現(xiàn)的H19下調(diào)，可能只是因?yàn)樾墓δ軔夯荒芡瓿赏暾男盘?hào)傳導(dǎo)所致。lncRNA-Ahit是定位于細(xì)胞核的長(zhǎng)非編碼RNA，傳統(tǒng)觀點(diǎn)表明，核定位的lncRNA往往具有招募組蛋白修飾復(fù)合物發(fā)揮表觀遺傳調(diào)控的功能。lncRNA Ahit也被發(fā)現(xiàn)其可通過(guò)與組蛋白修飾復(fù)合物PRC2核心成員SUZ12直接作用，招募PRC2催化組蛋白H3的甲基化，進(jìn)而抑制肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2A(myocyte enhancer factor 2A, MEF2A)啟動(dòng)子的修飾，抑制心肌細(xì)胞肥厚；且在人體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了具有同樣抗心肌肥大的Ahit同源人lncRNA-LUNAR1[78]。與之相反，lncRNA Chast可通過(guò)負(fù)反饋?zhàn)饔糜赑lekhm1(Pleckstrin homology domain-containing protein family M member 1, Plekhm1)從而誘導(dǎo)細(xì)胞肥大的產(chǎn)生[79]；心肌肥厚小鼠模型中l(wèi)ncRNA CHRF的上調(diào)使miR-93和Akt3分離，Akt3表達(dá)隨之增加，造成心肌肥厚易感狀態(tài)[80]。

最近研究發(fā)現(xiàn)，外泌體來(lái)源的Y RNA(一種56個(gè)核苷酸的RNA片段)能夠逆轉(zhuǎn)小鼠心肌肥厚及心肌纖維化進(jìn)程[81]；然而關(guān)于Exo-lncRNA在肥厚性心肌病中的研究目前尚無(wú)報(bào)道，需要我們進(jìn)一步研究。

總之，lncRNA及Exo-lncRNA通過(guò)不同機(jī)制參與高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化、急性心肌梗死、肥厚性心肌病等心血管疾病的發(fā)生發(fā)展(表1)。

表1 心血管疾病相關(guān)lncRNA和Exo-lncRNA及其作用機(jī)制

6 展望

lncRNA及Exo-lncRNA以其細(xì)胞特異性和靶細(xì)胞的豐富性，構(gòu)建了強(qiáng)大的信息調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。在心血管疾病中l(wèi)ncRNA及Exo-lncRNA通過(guò)多種信號(hào)通路調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與分化、促進(jìn)或抑制心肌細(xì)胞的肥厚、纖維化，調(diào)控脂質(zhì)成分從內(nèi)皮細(xì)胞的流出等，積極參與了多種心血管疾病的病理生理機(jī)制調(diào)節(jié)，是一個(gè)在臨床診斷和治療方面具有重要意義的生物分子。且lncRNA及Exo-lncRNA能夠以簡(jiǎn)單、快速、非侵入性的方法獲得，更展示了其作為心血管疾病診治和預(yù)防方面作為新型生物標(biāo)志物的優(yōu)勢(shì)。但lncRNA及Exo-lncRNA在生物體內(nèi)的表達(dá)較低且體內(nèi)lncRNA種類(lèi)復(fù)雜，如何提取分離特定lncRNA及Exo-lncRNA并且靶向控制其分布和生物效應(yīng)，使其產(chǎn)生目標(biāo)臨床作用，仍是我們需要繼續(xù)研究的領(lǐng)域。

總結(jié)上文可知，lncRNA及Exo-lncRNA與心血管疾病確實(shí)存在著密切的聯(lián)系，以外泌體為載體的lncRNA靶向治療也具有非常光明的前景，但現(xiàn)在仍缺乏大規(guī)模且確切的臨床研究，因此加強(qiáng)lncRNA的作用機(jī)制分析及臨床療效研究，仍是我們需要密切關(guān)注的方向。

利益相關(guān)聲明：本文所有作者聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明：李靜茹負(fù)責(zé)文獻(xiàn)收集及論文撰寫(xiě)；楊萍、彭云珠負(fù)責(zé)論文閱讀修訂；王路喬負(fù)責(zé)選題以及論文終審。