非編碼RNA在克羅恩病中的相關(guān)研究進(jìn)展

畢風(fēng)奇，孫小琪，路永超

（1.山東中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南 250000；2.山東省立醫(yī)院中醫(yī)科，濟(jì)南 250000）

克羅恩?。–rohn's disease，CD）是一種特發(fā)性慢性炎癥性反應(yīng)，發(fā)病原因尚不明確[1]，可能是遺傳易感性、環(huán)境原因、腸道菌群改變等眾多原因相互作用，導(dǎo)致機(jī)體免疫應(yīng)答失調(diào)。免疫缺陷被看作CD發(fā)病的關(guān)鍵原因[2]。目前CD缺乏明確的診斷標(biāo)準(zhǔn)，臨床上主要依據(jù)臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查、影像學(xué)檢查、內(nèi)鏡檢查及病理學(xué)檢查等進(jìn)行整體診斷，缺乏金標(biāo)準(zhǔn)[3]。其發(fā)病率在過(guò)去30年中，年增長(zhǎng)率為4%～15%，目前尚無(wú)有效的治療方法，主要為癥狀治療，常用藥物有5-氨基水楊酸類、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑和生物制劑等，這些藥物可以有效緩解癥狀，但是長(zhǎng)期使用易產(chǎn)生依賴性，且存在一定副反應(yīng)，若后期采取手術(shù)治療，術(shù)后復(fù)發(fā)率可達(dá)28%[4]。近年來(lái)，非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）由于其在基因表達(dá)和翻譯調(diào)控中的核心作用以及參與不同生物學(xué)過(guò)程和疾病的進(jìn)展而受到廣泛關(guān)注[5]，成為人類基因組研究的焦點(diǎn)內(nèi)容[6]。ncRNA在細(xì)胞生命運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，在控制信號(hào)通路方面具有獨(dú)特生理功能，是炎癥信號(hào)的主調(diào)節(jié)因子。多種ncRNA的表達(dá)參與CD的發(fā)生及發(fā)展，可作為生物標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)[7]。現(xiàn)就微小RNA（microRNA，miRNA）、長(zhǎng) 鏈ncRNA（longchain non-coding RNA，lncRNA）和環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）三種ncRNA在CD中的表達(dá)予以綜述。

1 miRNA與CD

miRNA是一個(gè)非常小的ncRNA分子，包含18～25個(gè)核苷酸[8]，通過(guò)與靶向信使RNA（messenger RNA，mRNA）的互補(bǔ)核苷酸序列結(jié)合發(fā)揮作用，形成RNA誘導(dǎo)的復(fù)合物。

在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)中發(fā)揮的作用日益增長(zhǎng)[9]。miRNA是細(xì)胞中關(guān)鍵組成部分之一，在細(xì)胞產(chǎn)生、增殖、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、分化、凋亡、病毒感染、代謝、衰老等多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。miRNA的調(diào)控失調(diào)已被許多研究證實(shí)為細(xì)胞異常行為的主要原因之一[10]。miRNA基因簇調(diào)控失調(diào)蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)導(dǎo)致生物學(xué)反應(yīng)的改變，是多種疾病發(fā)病的主要原因。miRNA在腸上皮細(xì)胞的分化、結(jié)構(gòu)和屏障功能中起著重要的作用，并直接或間接地調(diào)控與腸道上皮細(xì)胞藥物吸收相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)和功能。此外，由病理生理?xiàng)l件和遺傳因素引起的miRNA表達(dá)變化也可能影響這些蛋白的表達(dá)[11]。目前，miRNA在各個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始研究，包括很多癌癥、CD、糖尿病等。

CD的特征是受影響的腸道出現(xiàn)跨壁炎癥，它推動(dòng)疾病從炎癥發(fā)展為纖維狹窄表型，有研究[12]表明，CD患者狹窄腸黏膜miR-29的表達(dá)水平降低，表明轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）介導(dǎo)的CD患者成纖維細(xì)胞膠原的上調(diào)是由miR-29b的減少促進(jìn)的。另外，miR-192/215-5p作為一種抑癌因子在腸道組織中有特異性分布，并通過(guò)靶向三酰甘油合成和細(xì)胞外基質(zhì)重塑途徑將CD與結(jié)直腸癌聯(lián)系起來(lái)[13]。miR-125a作為一種抗炎基因參與調(diào)節(jié)自身免疫過(guò)程，有實(shí)驗(yàn)[14]顯示，在經(jīng)過(guò)3周期治療后達(dá)到臨床緩解效果的CD患者中，miR-125a水平顯著升高，而在未能達(dá)到緩解的患者中則保持不變。miR-125a在疾病活動(dòng)期下降，與CD患者的嚴(yán)重水平和炎癥性細(xì)胞因子成反比。因此，miR-125a能夠預(yù)測(cè)CD的病情嚴(yán)重程度，可能成為未來(lái)CD的治療靶點(diǎn)。miR-31是CD的一個(gè)標(biāo)識(shí)符，它是兒童和成人患者的分子分層標(biāo)志，在成人患者中，根據(jù)對(duì)回腸末端造口術(shù)的需要和新末端回腸疾病的復(fù)發(fā)來(lái)看，結(jié)腸miR-31在手術(shù)時(shí)的低表達(dá)水平與疾病的惡化有關(guān)。在診斷兒科患者時(shí)，miR-31的低表達(dá)與纖維狹窄性回腸CD的未來(lái)發(fā)展有關(guān)[15]。miR-141的表達(dá)與漿膜下纖維化評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，因此，淺表黏膜中分子表達(dá)的改變可能反映CD深層次腸道發(fā)生的細(xì)胞事件[16]。MIR-31-5p表達(dá)受定位驅(qū)動(dòng)，可能是CD定位亞型的生物標(biāo)志物[17]。CD患者腸黏膜組織中HSA-miR-375表達(dá)下調(diào)，該基因敲除可降低細(xì)胞存活率和跨膜電阻值（TEER），提高細(xì)胞凋亡率。TLR 4是hsa-miR-375的直接下游，其水平由hsa-miR-375負(fù)介導(dǎo)，HSAmiR-375通過(guò)上調(diào)TLR 4和誘導(dǎo)NF-κB活化參與CD的發(fā)病過(guò)程[18]。

2 lncRNA與CD

lncRNA是一個(gè)長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的ncRNA分子，廣泛存在于人類基因組中。lncRNA表達(dá)量低，序列保守性好，組織特異性強(qiáng)，參與了許多生物過(guò)程，發(fā)揮著從轉(zhuǎn)錄等基本功能到劑量補(bǔ)償或基因組印跡等更為專門(mén)的功能[19]。lncRNA并不局限于一組特定的功用，而是可以調(diào)節(jié)各種活動(dòng)，如mRNA降解、翻譯和轉(zhuǎn)運(yùn)以及作為RNA誘餌或支架。lncRNA還可以調(diào)節(jié)mRNA剪接、抑制翻譯、充當(dāng)miRNA分子海綿并爭(zhēng)奪mRNA上的miRNA結(jié)合位點(diǎn)，在mRNA的加工、成熟和穩(wěn)定中起著重要作用[20]。lncRNAs正受到各個(gè)領(lǐng)域研究人員越來(lái)越多的關(guān)注，最近的研究[21]表明，lncRNA在轉(zhuǎn)錄調(diào)控、細(xì)胞分化和染色質(zhì)修飾等許多基本生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，參與了細(xì)胞生長(zhǎng)、抗凋亡、遷移和侵襲等多種生物學(xué)過(guò)程。lncRNA作為腫瘤的癌基因或抑制因子，在人類腫瘤疾病的進(jìn)程中發(fā)揮至關(guān)重要的效力，例如lncRNA00659參與結(jié)直腸癌細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程[22]，而CD患者患結(jié)直腸癌的風(fēng)險(xiǎn)高于正常群體[23]。lncRNA已經(jīng)成為炎性反應(yīng)的潛在調(diào)節(jié)因子，調(diào)控炎癥基因的表達(dá)[24]，并在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)中也發(fā)揮了重要作用[25]。

CD黏膜中l(wèi)ncRNA的差異性表達(dá)，顯示lncRNA參與免疫應(yīng)答。這些lncRNA可能通過(guò)lncRNA-miRNA/TF-mRNA的遺傳網(wǎng)絡(luò)參與調(diào)節(jié)腸黏膜功能[26]。有研究在WWOX基因和lncRNA RP11-679B19.1中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)變異體，它是一種與復(fù)發(fā)性纖維狹窄性CD相關(guān)的疾病修飾遺傳變異體，并在一個(gè)獨(dú)立的隊(duì)列中復(fù)制了這一關(guān)聯(lián)。WWOX基因可能對(duì)CD中的纖維狹窄發(fā)揮積極作用，處于炎癥和纖維化的十字路口[27]。有研究[28]發(fā)現(xiàn)，英夫利昔單抗治療后的CD患者疾病危害增加、活性增高、促炎細(xì)胞因子水平上升，腸黏膜lncRNA ANRIL下調(diào)。在CD患者腸道病變中，lncRNACNN3-206的表達(dá)明顯增強(qiáng)，該RNA的3‘端和Caspase 10的3’UTR含有高親和力的miR 212結(jié)合位點(diǎn)，lncRNACNN 3-206-miR-212-Caspase 10調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的激活導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞凋亡、遷移和侵襲增加。lncRNACNN 3-206基因表達(dá)下調(diào)可減輕CD小鼠腸黏膜炎癥和組織損傷，而其過(guò)度表達(dá)導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞凋亡和侵襲增加。這些細(xì)胞功能的改變可能在CD的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用。因此，上調(diào)的lncRNACNN3-206基因可作為CD患者防治的新靶點(diǎn)[29]。最新研究[30]發(fā)現(xiàn)的lncRNA XLOC_000261在炎癥和Notch信號(hào)通路中富集。其lncRNA在已知CD相關(guān)位點(diǎn)的DNA區(qū)域中更常見(jiàn)。新的lncRNA XLOC_000261對(duì)Th17細(xì)胞中RORγt的表達(dá)也具有負(fù)調(diào)控作用。有實(shí)驗(yàn)[31]表明LINC01272與髓樣促炎信號(hào)有關(guān)，而下調(diào)的HNF4a-AS1與上皮代謝信號(hào)有關(guān)。通過(guò)原位雜交證實(shí)了CD患者存在組織特異性表達(dá)，并證實(shí)了在分化的人克隆結(jié)腸腺癌細(xì)胞（colonic adenocarcinoma cells，CaCO-2）細(xì)胞中，優(yōu)先的lncRNA對(duì)IL-1β暴露的調(diào)節(jié)作用。LINC01272和HNF4a-AS1的表達(dá)與更嚴(yán)重的黏膜損傷有明顯的關(guān)聯(lián)性，這表明LINC01272可能成為潛在的新的組織特異性的目標(biāo)。

3 circRNA與CD

circRNA是共價(jià)封閉的circRNA分子，通常由外顯子序列構(gòu)成，并在典型剪接位點(diǎn)上剪接[32]。circRNA在真核轉(zhuǎn)錄組中顯示了細(xì)胞型、組織型和發(fā)育階段的特異表達(dá)模式，揭示了它們?cè)诨虮磉_(dá)中的重要調(diào)控作用。circRNA可調(diào)節(jié)mRNA的選擇性剪切及連接，具有蛋白質(zhì)編碼能力，其在病理?xiàng)l件下表現(xiàn)出改變，與人類各種病癥的發(fā)展關(guān)系密切。circRNA也能誘導(dǎo)抗病毒免疫應(yīng)答[33]，參與自然免疫調(diào)節(jié)[34]。circRNA作為miRNA分子海綿、RNA結(jié)合蛋白海綿和翻譯調(diào)節(jié)因子，在基因表達(dá)調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用。此外，由于circRNA的其他特性，包括穩(wěn)定性、保存性和體液中的豐富度，被認(rèn)為是各種疾病的潛在生物標(biāo)記物[35]。

circRNA-102685作為候選circRNA，是以miR-146b-5p、miR-182-5p和miR-146a-5p作為假定目標(biāo)。京都基因百科全書(shū)和基因組途徑分析預(yù)測(cè)hsa-circRNA-102685可能參與凋亡，并參與Toll樣受體和p53信號(hào)炎癥通路[36]，而凋亡調(diào)節(jié)可能為CD的重要治療機(jī)制[37]。逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)對(duì)CD患者外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)CD組和健康對(duì)照組之間的4種circRNA（092520、102610、004662和103124）均顯著上調(diào)，顯示這4種circRNA在確診CD過(guò)程中發(fā)揮顯著作用，可作為診斷CD的潛在生物標(biāo)志物[38]。研究[39]顯示，miR-22可直接與SSC_CIRC_009380結(jié)合，其過(guò)表達(dá)導(dǎo)致感染豬傳染性胃腸炎病毒（TGEV）的IPEC-J2細(xì)胞p-IκB-α減少，p65在細(xì)胞核內(nèi)積聚；抑制miR-22有相反的效果。此外，SSC_CIRC_009380的沉默能抑制p65在細(xì)胞核內(nèi)的積累和IκB-α的磷酸化。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，差異表達(dá)的mRNAs和ncRNAs主要富集于炎癥相關(guān)途徑，SSC_CIRC_009380通過(guò)與miR-22結(jié)合促進(jìn)NF-κB炎癥通路的激活，而TLR 4是miR-197的靶點(diǎn)，miR-197是hsa_CIRC_0068087的潛在靶點(diǎn)，hsa_CIRC_0068087可以通過(guò)抑制TLR 4/NF-κB/NLRP 3炎癥信號(hào)通路以及調(diào)節(jié)海綿狀pmiR-197改善高糖狀態(tài)下TLR 4/NF-κB/NLRP 3炎性反應(yīng)和內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙[40]，從而影響CD的腸黏膜內(nèi)皮細(xì)胞炎性反應(yīng)。此外，circRNA 103516與狹窄程度呈正相關(guān)，與hsa-miR-19b-1-5p表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。因此，circRNA_103516水平可作為診斷CD的理想生物標(biāo)志物[41]?；顒?dòng)期CD患者腸道黏膜組織中的hsa_CIRC_0023397顯著減 少，而miR-106b明顯增加，腸道黏液組織中ATG16L1和LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比率下降，表明hsa_CIRC_0023397可能是CD診斷的潛在標(biāo)記，作為miR-106b的吸附海綿，hsa_CIRC_0023397的下調(diào)可導(dǎo)致miR-106b過(guò)度表達(dá)，降低CD患者的自噬功能，恢復(fù)腸道屏障[42]。

綜上所述，ncRNA作為新研究的RNA分子，參與機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育等過(guò)程，減少炎癥信號(hào)，促進(jìn)腸上皮細(xì)胞再生，抑制腸道潰瘍發(fā)生，在CD的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著至關(guān)重要作用，特定RNA分子可以作為CD患者防治的新靶點(diǎn)，某些RNA分子可作為診斷CD的生物標(biāo)記物。目前，ncRNA的研究尚處于初步階段，對(duì)ncRNA的功能和機(jī)制進(jìn)行更深入研究，將為CD的發(fā)生發(fā)展、診斷及防治提供極大的臨床參考價(jià)值。