肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1在眼部疾病中的研究進(jìn)展

袁 園，譚 薇

0引言

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA, LncRNA)是超過200個核苷酸的轉(zhuǎn)錄本，沒有蛋白質(zhì)編碼能力。肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1， MALAT1)是一種最初發(fā)現(xiàn)與腫瘤密切相關(guān)的LncRNA，但最新的研究發(fā)現(xiàn)其不僅在許多器官中有表達(dá)，且參與了多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程，包括炎癥、氧化應(yīng)激、新生血管及細(xì)胞凋亡等[1-2]。LncRNA是近年來的研究熱點(diǎn)，MALAT1是在LncRNA中研究較為深入的LncRNA之一。目前MALAT1在各種疾病中的潛在作用機(jī)制尚不明確，本綜述就近年來MALAT1在眼部疾病的作用機(jī)制做一總結(jié)，并探討其在眼部疾病中的治療潛力。

1 MALAT1概述

MALAT1是目前研究最為廣泛的LncRNA之一。最早由Ji等[3]因研究觀察到其在篩查早期非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)的轉(zhuǎn)移和生存中具有重要意義而被發(fā)現(xiàn)。MALAT1基因位于人染色體11q13和小鼠染色體19qA中，它的表達(dá)與許多蛋白質(zhì)編碼基因表達(dá)水平相當(dāng)甚至更高。MALAT1轉(zhuǎn)錄本在人類中約為7kb，在小鼠中約為6.7kb。與典型的切割和聚腺苷酸化機(jī)制不同，MALAT1 3'末端缺少聚(A)尾部結(jié)構(gòu)。相反，MALAT1具有基因組編碼的多聚(A)區(qū)，MALAT1的主要轉(zhuǎn)錄本由RNase P和RNase Z加工成一個長6.7kb的轉(zhuǎn)錄本，定位于核斑點(diǎn)，以及一個更小的MALAT1相關(guān)的小細(xì)胞質(zhì)RNA(MALAT1-associated small cytoplasmic RNA, mascRNA)[4]。在過去的幾年中，MALAT1引起了很多的關(guān)注，并且有了大量的研究進(jìn)展。有研究表明，MALAT1參與了許多生理病理過程，如細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞遷移、炎癥以及氧化應(yīng)激，并通過特定信號通路參與血管生成，使其成為可能的生物標(biāo)志物和藥物靶標(biāo)[5]。同時(shí)它也參與了多種疾病的病理發(fā)生發(fā)展過程，如糖尿病及其并發(fā)癥[6]、心血管疾病[7]、代謝性疾病[8]以及各種腫瘤[9-11]的發(fā)生發(fā)展過程。

2 MALAT1在眼部疾病中的研究進(jìn)展

近年來有大量研究發(fā)現(xiàn)MALAT1可能在眼部疾病發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，如糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy, DR)、白內(nèi)障、青光眼、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、新生兒視網(wǎng)膜病變等。

2.1MALAT1與DR DR是成年人患糖尿病后失明和視力障礙的主要原因。目前全世界有將近10億人患有糖尿病，預(yù)計(jì)該數(shù)字將在2030年增加25%，在2045年增加51%[12]。目前普遍認(rèn)為，新生血管形成、氧化應(yīng)激以及炎癥是DR病程中的主要病理機(jī)制。LncRNA MALAT1作為一種與糖尿病相關(guān)的新興標(biāo)志物，目前正備受矚目。已有的研究通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)[13-14]、體內(nèi)動物模型[15-16]、人體來源標(biāo)本[17-18]等多角度證實(shí)MALAT1參與了DR的發(fā)生發(fā)展。這些研究表明，LncRNA MALAT1很有可能參與DR的多種致病機(jī)制中并在其中發(fā)揮重要作用。

新生血管形成已被確定為DR的重要臨床特征，但是，DR新生血管形成的確切機(jī)制仍不清楚，需要進(jìn)一步闡明。Yu等[15]采用氧誘導(dǎo)視網(wǎng)膜病變小鼠模型和高糖刺激的人視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞(retinal microvascular endothelial cells, RMECs)模擬DR的病理狀態(tài)，通過雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-203a-3p能與MALAT1特定區(qū)域結(jié)合，使MALAT1沉默或miR-203a-3p過表達(dá)均可抑制高糖(high glucose, HG)誘導(dǎo)的人RMECs遷移及管狀形成，而抑制miR-203a-3p的表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)MALAT1沉默對人RMECs遷移和管狀形成的抑制作用，這些數(shù)據(jù)表明MALAT1可能通過在DR中靶向miR-203a-3p并使其表達(dá)下調(diào)而影響血管生成。Han等[19]通過建立DR小鼠模型發(fā)現(xiàn)，Yes相關(guān)蛋白1(Yes-associated protein 1, YAP1)在DR小鼠視網(wǎng)膜中高表達(dá)，通過上調(diào)MALAT1的表達(dá)促進(jìn)RMECs的細(xì)胞病理進(jìn)程，并進(jìn)一步證實(shí)了MALAT1可以結(jié)合miR-200b-3p，miR-200b-3p可以直接靶向血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子A(vascular endothelial growth factor -A, VEGF-A)。當(dāng)YAP1被沉默時(shí)，DR小鼠視網(wǎng)膜中RMECs的增殖、遷移和血管生成減少。因此YAP1可能通過調(diào)節(jié)MALAT1/miR-200b-3p/VEGF-A軸對DR的發(fā)生發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。Liu等[14]在用HG處理的人RMECs中，發(fā)現(xiàn)MALAT1和VE-鈣黏著蛋白被上調(diào)，而miR-125b被下調(diào)。敲除MALAT1可通過靶向miR-125b抑制VE-鈣黏著蛋白/β-連環(huán)蛋白復(fù)合物來抑制人RMECs的細(xì)胞增殖、遷移和血管生成。Wang等[2]認(rèn)為MALAT1通過上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激促進(jìn)HG誘導(dǎo)的RMECs血管生成和炎癥反應(yīng)，可能成為治療DR的靶點(diǎn)。目前研究顯示，MALAT1在DR中可能通過調(diào)控RMECs遷移和管狀形成或作用于VEGF-A影響新生血管生成，但其具體機(jī)制尚有待研究。

炎癥反應(yīng)也是LncRNA MALAT1參與DR的致病機(jī)制之一。Biswas等[17]的研究結(jié)果表明，MALAT1能夠通過與糖尿病患者多梳抑制復(fù)合物2(polycomb repressive complex 2,PRC2)復(fù)合體的成分相關(guān)聯(lián)來影響炎癥轉(zhuǎn)錄本的表達(dá)。有研究發(fā)現(xiàn)[20]，MALAT1-miR-124-MCP-1信號通路可能參與了Amadori糖化白蛋白(Amadori-glycated albumin, AGA)誘導(dǎo)的單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1, MCP-1)在小膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)，從而參與炎癥作用。

氧化應(yīng)激被認(rèn)為是DR發(fā)生發(fā)展的重要機(jī)制之一。DR氧化應(yīng)激反應(yīng)增加，導(dǎo)致NF-E2相關(guān)因子(NF-E2-related factor 2, Nrf2)的轉(zhuǎn)錄活性降低，而Nrf2是調(diào)節(jié)許多抗氧化基因的關(guān)鍵基因。Nrf2的核運(yùn)動/轉(zhuǎn)錄活性是由其細(xì)胞內(nèi)抑制劑Keap1介導(dǎo)的，糖尿病時(shí)視網(wǎng)膜Keap1水平升高。Radhakrishnan等[13]通過研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖通過增加Sp1轉(zhuǎn)錄因子在其啟動子上的結(jié)合來增加LncRNA MALAT1的水平。通過siRNA下調(diào)LncRNA MALAT1，可阻止葡萄糖誘導(dǎo)的Keap1表達(dá)增加，并促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子Nrf2核轉(zhuǎn)位和抗氧化基因轉(zhuǎn)錄。鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠和患有DR的人類供體的視網(wǎng)膜微血管也顯示出類似的LncRNA MALAT1通過Keap1-Nrf2調(diào)節(jié)DR的抗氧化防御。這提示抑制LncRNA MALAT1可能保護(hù)視網(wǎng)膜免受氧化損傷，預(yù)防或減緩DR。

綜上分析可知，MALAT1在DR患者的細(xì)胞、組織及玻璃體液中均有較高表達(dá)，并參與了DR的新生血管形成、炎癥及氧化應(yīng)激的病理反應(yīng)，抑制其表達(dá)可以減緩這些病理反應(yīng)，說明MALAT1不僅對DR的診斷有幫助，還是有著巨大潛力的治療靶點(diǎn)。

2.2MALAT1與白內(nèi)障白內(nèi)障是一種因各種原因引起的晶狀體代謝紊亂而導(dǎo)致其混濁的疾病，是全球首位的致盲性眼病。根據(jù)病因，可分為年齡相關(guān)性白內(nèi)障、后發(fā)性白內(nèi)障、代謝性白內(nèi)障等。后發(fā)性白內(nèi)障是白內(nèi)障手術(shù)后的常見并發(fā)癥，多項(xiàng)研究[21- 22]表明后發(fā)性白內(nèi)障主要起源于晶狀體上皮細(xì)胞(len epithelial cells，LECs)的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、增殖和遷移，而引發(fā)后囊混濁。轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)是一種多功能蛋白，包括三種TGF-β同源異構(gòu)體，TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3，其中TGF-β2可以誘導(dǎo)LECs發(fā)生上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。目前TGF-β2誘導(dǎo)LECs上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化細(xì)胞模型已成為白內(nèi)障形成的細(xì)胞模型而被廣泛研究。Dong[23]通過基因芯片分析發(fā)現(xiàn)，在TGF-β2誘導(dǎo)的LECs的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化模型中，LncRNA表達(dá)異常，其中MALAT1明顯增加，增加了將近17倍，并且發(fā)現(xiàn)MALAT1通過結(jié)合miR-26a作為靶向smad4的內(nèi)源競爭RNA，可促進(jìn)LECs的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)展。Peng等[24]也在TGF-β2誘導(dǎo)LECs細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)MALAT1位于LECs的細(xì)胞質(zhì)中，并通過熒光素酶報(bào)告基因測定證實(shí)，MALAT1可能通過調(diào)控miR-204-5p并靶向smad4來調(diào)節(jié)LECs的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、增殖和遷移，并有望成為預(yù)防后發(fā)性白內(nèi)障的治療靶點(diǎn)。

糖尿病性白內(nèi)障是一種代謝性白內(nèi)障，是糖尿病的常見并發(fā)癥。有研究證明[25]，MALAT1不僅在糖尿病性白內(nèi)障前囊組織和高糖處理的人類LECs中有異常表達(dá)，而且HG還上調(diào)MALAT1的表達(dá)，促進(jìn)人類LECs的凋亡和氧化應(yīng)激。Ye等[26]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)MALAT1在HG條件下的LECs中表達(dá)上調(diào)。MALAT1能促進(jìn)活性氧(reactive oxygen species, ROS)的產(chǎn)生，并與miR-144-3p競爭性結(jié)合。下調(diào)miR-144-3p可促進(jìn)Nrf2的表達(dá)。Nrf2可以被ROS刺激，移位到細(xì)胞核，激活Notch1/Snail通路，導(dǎo)致LECs的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。因此，MALAT1可能成為防治糖尿病性白內(nèi)障的潛在靶點(diǎn)。

2.3MALAT1與青光眼青光眼是全球?qū)е虏豢赡嫘砸暳适У闹饕蛑弧Ｇ喙庋蹖儆谏窠?jīng)退行性疾病，其特征是視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cell, RGC)及其軸突緩慢死亡所致的進(jìn)行性和永久性失明[27]。高眼壓是其主要的危險(xiǎn)因素。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)信號通路是細(xì)胞內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，通過作用于其多個下游激活因子，可誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡及血管生成。有研究[28]發(fā)現(xiàn)，在慢性高眼壓(chronic ocular hypertensive, COH)模型中，PI3K/Akt信號通路的激活可以有效地抑制RGC凋亡和視網(wǎng)膜新生血管，提高RGC存活率。Li等[29]通過青光眼模型鼠建立，發(fā)現(xiàn)LncRNA MALAT1可以通過激活PI3K/Akt信號通路抑制青光眼的RGC凋亡。Wang等[30]通過研究發(fā)現(xiàn)，在高眼壓下，RGC中MALAT1的水平顯著下調(diào)，而miR-149-5p的水平顯著上調(diào)，呈劑量依賴性。在功能上，MALAT1的過表達(dá)或miR-149-5p抑制劑均可減輕對眼內(nèi)壓升高環(huán)境下細(xì)胞生存力的抑制作用以及RGC凋亡的促進(jìn)作用。該研究證明了MALAT1通過靶向青光眼中的miR-149-5p促進(jìn)RGC的細(xì)胞增殖，并抑制RGC的細(xì)胞凋亡，闡述了青光眼可能的發(fā)病機(jī)制并推測MALAT1可能通過抑制RGC細(xì)胞凋亡在青光眼發(fā)病中發(fā)揮保護(hù)作用。但是周晴等[31]發(fā)現(xiàn)在糖尿病新生血管性青光眼的虹膜組織中MALAT1呈高表達(dá)，其可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，并進(jìn)一步加劇糖尿病新生血管性青光眼的病變程度。MALAT1還可能與青光眼的病情進(jìn)展有關(guān)。Zheng等[32]通過檢測86例青光眼患者和86名正常人的血清LncRNA MALAT1和LncRNA ANRIL表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)LncRNA MALAT1和LncRNA ANRIL在青光眼患者的血清中表達(dá)較低，并且與患者的病情有關(guān)。并認(rèn)為LncRNA MALAT1和LncRNA ANRIL的聯(lián)合檢測對這種疾病具有很高的診斷價(jià)值，可能在未來共同作為判斷青光眼嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)。目前研究表明，MALAT1雖然在青光眼中表達(dá)上調(diào)，但對于其發(fā)揮保護(hù)作用亦或是促進(jìn)疾病發(fā)展仍有爭議，還有待進(jìn)一步研究。

2.4MALAT1與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma，RB)是一種罕見的嬰幼兒視網(wǎng)膜癌，全世界每年約有8 000名兒童被診斷為視網(wǎng)膜癌，是世界上最常見的兒童眼內(nèi)腫瘤。目前有研究發(fā)現(xiàn)[33-34]，與正常視網(wǎng)膜相比，RB組織中MALAT1表達(dá)水平顯著升高，MALAT1在不同的RB細(xì)胞系(HXO-RB44、WERI-RB-1、SO-RB50和Y79)和正常視網(wǎng)膜細(xì)胞系(ARPE-19)中均有表達(dá)，但MALAT1在RB細(xì)胞系中的表達(dá)明顯上調(diào)，其中Y79細(xì)胞系的MALAT1表達(dá)最高。

近年來，有報(bào)道稱MALAT1與癌癥化療耐藥有關(guān)，并通過調(diào)節(jié)自噬促進(jìn)癌癥進(jìn)展[35-36]。自噬是一種分解代謝過程，涉及通過溶酶體機(jī)制降解細(xì)胞自身的成分，是清除哺乳動物細(xì)胞中異常蛋白質(zhì)聚集體的重要降解途徑。Huang等[37]研究表明LncRNA MALAT1通過直接靶向miR-124抑制其表達(dá)，促進(jìn)RB細(xì)胞的自噬；STX17(Syntaxin 17)是miR-124的下游靶點(diǎn)；MALAT1可以通過miR-124介導(dǎo)的STX17蛋白，參與調(diào)節(jié)RB細(xì)胞的自噬。Liu等[33]認(rèn)為，沉默MALAT1基因能上調(diào)miR-124的表達(dá)，miR-124是MALAT1的一個靶點(diǎn)，并發(fā)現(xiàn)miR-124負(fù)向調(diào)節(jié)E-鈣黏蛋白轉(zhuǎn)錄阻遏子Slug的表達(dá)，確立了Slug作為miR-124的靶點(diǎn)。Slug進(jìn)而使ERK/MAPK和Wnt/b-catenin通路失活，本研究闡述了RB中MALAT1-miR-124-Slug-ERK/MAPK和Wnt/β-catenin信號傳導(dǎo)途徑，為RB的治療提供了新的途徑。閆義濤等[38]認(rèn)為，Sh-MALAT1可通過調(diào)控miR-570-3p促進(jìn)RB細(xì)胞系SO-Rb50凋亡,減少該細(xì)胞的增殖與侵襲。Wang等[34]研究發(fā)現(xiàn)，MALAT1可以通過調(diào)節(jié)miR-20b-5p來上調(diào)轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)的表達(dá)，以此增加RB細(xì)胞增殖并減少凋亡，沉默MALAT1或過表達(dá)miR-20b-5p可抑制RB細(xì)胞的增殖并促進(jìn)其凋亡，這提示MALAT1-miR-20b-5p-STAT3可能是MALAT1參與RB病程的可能通路。Gao等[39]通過抽取RB患者和正常人血清檢測MALAT1表達(dá)，并進(jìn)行臨床與病理特征的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)MALAT1的表達(dá)可能與RB患者的腫瘤大小、分型、臨床分級有關(guān)，這提示MALAT1可能成為RB預(yù)后判斷的新指標(biāo)。

2.5其他Yao等[40]通過臨床和動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MALAT1在Müller細(xì)胞和RGC中的表達(dá)明顯上調(diào)，表明MALAT1功能障礙可能參與視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性病變過程。Zhang等[16]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與常規(guī)糖尿病小鼠相比，接受局部注射MALAT1 siRNA以抑制視網(wǎng)膜中MALAT1表達(dá)的糖尿病小鼠顯示視網(wǎng)膜感光細(xì)胞的功能和形態(tài)損傷減少。這表明，MALAT1干擾可能成為糖尿病神經(jīng)退行性變臨床干預(yù)和治療的新方向。Wang等[41]發(fā)現(xiàn)MALAT1在在早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變(retinopathy of prematurity, ROP)模型小鼠的視網(wǎng)膜中異常高表達(dá)，且論證了MALAT1可能參與ROP視網(wǎng)膜新生血管生成過程，抑制MALAT1表達(dá)可能通過改善視網(wǎng)膜新生血管生成來治療ROP。Yang等[42]在增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變(proliferative vitreoretinopathy, PVR)患者的玻璃體樣品中及原代視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞中也檢測到了MALAT1表達(dá)，并證實(shí)了LncRNA MALAT1參與了TGF-β1誘導(dǎo)的人RPE細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，為PVR的發(fā)病機(jī)制提供了新的認(rèn)識。

3總結(jié)與展望

綜上所述，MALAT1在許多眼部疾病中有上調(diào)的趨勢，通過參與炎癥、氧化應(yīng)激、新生血管生成、細(xì)胞遷移等多種病理生理過程，參與了DR、RB、ROP、PVR、白內(nèi)障、青光眼等眼部疾病的發(fā)生和發(fā)展。目前MALAT1的研究集中于在各種疾病中的作用機(jī)制，對于臨床治療仍需大量臨床前期實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證其效果。基因靶向治療有更佳的治療效果及較少的副作用，是未來重要的研究方向。隨著對眼部疾病分子遺傳機(jī)制了解地不斷深入及新技術(shù)的發(fā)展，MALAT1有望成為基因治療的新靶點(diǎn)。