中醫(yī)藥調(diào)控非編碼RNA應(yīng)用于缺血性腦卒中的研究進(jìn)展

鞠馨瑤,王 雯,孫遲男,司書晗,宋世禛,周 爽

缺血性腦卒中是常見的腦卒中類型,已成為全球第二大致死原因[1]。隨著我國(guó)老齡化進(jìn)程加快,中風(fēng)已成為我國(guó)居民第一死亡原因[2]。治療腦缺血及其后遺癥對(duì)改善病人神經(jīng)功能、提高生活質(zhì)量尤為重要。非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA,包括微小RNA(microRNA,miRNA)、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、環(huán)狀RNA(circular RNA,circRNA)等,已有大量研究證實(shí),中醫(yī)藥通過(guò)干預(yù)非編碼RNA參與診治缺血性腦卒中。通過(guò)文獻(xiàn)整理的方法綜述中醫(yī)藥調(diào)控非編碼RNA干預(yù)缺血性腦卒中機(jī)制的研究進(jìn)展,旨在為臨床對(duì)缺血性腦卒中的診斷、辨證論治、治療方案擬定、新藥研發(fā)等提供參考。

1 ncRNA與缺血性腦卒中

1.1 miRNA miRNA是一類普遍存在的內(nèi)源性非編碼RNA,長(zhǎng)度為22～25個(gè)核苷酸,主要在轉(zhuǎn)錄后水平抑制基因的靶向表達(dá)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[3]。有研究顯示,miRNA參與調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)發(fā)育的信號(hào)通路[4],參與神經(jīng)干細(xì)胞增殖、分化過(guò)程,對(duì)大腦發(fā)育和神經(jīng)元功能至關(guān)重要[5]。miRNA與缺血性腦卒中后細(xì)胞功能改變密切相關(guān),調(diào)控特異性miRNA,可實(shí)現(xiàn)對(duì)腦損傷和細(xì)胞凋亡的治療[6]。

1.2 lncRNA lncRNA通常長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸,具有mRNA樣結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)剪接,具有polyA尾巴與啟動(dòng)子結(jié)構(gòu),分化過(guò)程中有動(dòng)態(tài)的表達(dá)與不同的剪接方式。lncRNA參與調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)發(fā)育的信號(hào)通路[4],并參與缺血性腦卒中后細(xì)胞凋亡、神經(jīng)發(fā)生、血管生成、炎癥和細(xì)胞死亡等過(guò)程[7]。其中,增強(qiáng)子RNA(enhancer RNA,eRNA)是一類從轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子區(qū)域由RNA pol Ⅱ轉(zhuǎn)錄來(lái)的RNA,其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在基因組穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用[8]。有研究顯示,eRNA具有性別依賴性和性別無(wú)關(guān)的表達(dá)模式,可能對(duì)缺血性腦卒中的病理生理學(xué)變化具有重要意義[9]。

1.3 circRNA circRNA是高度穩(wěn)定的環(huán)狀非編碼RNA,其在物種之間是保守的,可在神經(jīng)系統(tǒng)中富集。有研究表明,許多circRNA參與條件神經(jīng)元發(fā)育、神經(jīng)元的基因表達(dá)調(diào)節(jié)及各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的進(jìn)展[10]。有研究顯示,circRNA在缺血性腦卒中后細(xì)胞凋亡、細(xì)胞自噬、促進(jìn)或抑制血腦屏障破壞等病理生理學(xué)中發(fā)揮著廣泛的調(diào)控作用,是有助于腦卒中臨床診療和預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)[11]。

2 中醫(yī)藥通過(guò)干預(yù)ncRNA診治缺血性腦卒中

中醫(yī)藥療法多為多靶點(diǎn)調(diào)節(jié)[12-13],中醫(yī)藥通過(guò)多途徑調(diào)節(jié)人體非穩(wěn)態(tài)狀態(tài),探討中醫(yī)藥作用的不同機(jī)制,對(duì)臨床指導(dǎo)意義重大。ncRNA可一定程度解釋中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中的途徑。已有研究表明,中醫(yī)學(xué)診治缺血性腦卒中方法眾多,中醫(yī)藥治療在臨床上普遍得到認(rèn)可,可顯著提高臨床療效及病人生活質(zhì)量[14]。

2.1 ncRNA在中醫(yī)藥辨證分型中的作用 中醫(yī)學(xué)認(rèn)為疾病和治療疾病的基本原則是辨證論治,辨證論治的過(guò)程是認(rèn)識(shí)疾病和解決疾病的過(guò)程。ncRNA通過(guò)測(cè)序分析提供辨證輔助依據(jù),為臨床工作提供依據(jù)。趙心怡[15]研究顯示,缺血性腦卒中風(fēng)痰瘀阻證病人外周血miR-19a、miR-148a、miR-320d和miR-342-3p均具有較佳的診斷該證型的能力。王莉[16]臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),miR-126聯(lián)合血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A可作為急性缺血性腦卒中風(fēng)痰阻絡(luò)證的客觀指標(biāo)。羅瑋[17]研究顯示,miR-146a、miR-34a具有較高的靈敏度和特異度,可作為判斷缺血性腦卒中后認(rèn)知障礙病人的生物標(biāo)志物,且對(duì)其痰濁阻竅證起到輔助診斷的作用。何春華[18]研究顯示,lncRNA uc.167+在急性缺血性腦卒中陽(yáng)類證病人中高表達(dá),lncRNA NR121572、lncRNA NR002925在急性缺血性腦卒中陽(yáng)類證病人中低表達(dá),三者可能成為急性缺血性腦卒中陰陽(yáng)類證辨證分型的客觀依據(jù)。楊潔[19]使用高通量測(cè)序,篩選到8個(gè)差異表達(dá)的lncRNA,可能通過(guò)調(diào)控CD226和PARVB基因表達(dá),影響單純收縮期高血壓合并腦梗死腎虛血瘀證的發(fā)生發(fā)展。芮陽(yáng)剛[20]研究顯示,lncRNA RGD1566344聯(lián)合美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院卒中量表(NIHSS)評(píng)分可作為痰熱腑實(shí)證的參考指標(biāo)。黃靜妍[21]通過(guò)挖掘缺血性腦卒中風(fēng)痰瘀阻證的circRNA表達(dá)譜和差異表達(dá)circRNA,通過(guò)對(duì)hsacircRNA102687、hsacircRNA104600、hsacircRNA105035構(gòu)建了circRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)和circRNA-mRNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者可能作為缺血性腦卒中風(fēng)痰瘀阻證的臨床診斷生物標(biāo)志物。黃靜妍[22]研究發(fā)現(xiàn),急性缺血性腦卒中痰瘀互結(jié)是否兼火熱證之間存在差異表達(dá)的circRNA、lncRNA和mRNA,hsacirc0005946。

2.2 ncRNA在中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中中的作用

2.2.1 中醫(yī)藥通過(guò)miRNA治療缺血性腦卒中 miRNA作為研究廣泛的ncRNA,參與了缺血性腦卒中的治療機(jī)制。Liang等[23]研究顯示,加味人參養(yǎng)榮湯通過(guò)上調(diào)miRNA-210,下調(diào)ephrin A3,激活低氧誘導(dǎo)因子(HIF)/血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)/Notch信號(hào)通路,促進(jìn)血管生成。Li等[24]通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究方法,發(fā)現(xiàn)小續(xù)命湯通過(guò)miRNA等途徑,參與缺血性腦卒中后細(xì)胞增殖、細(xì)胞因子生成、血管生成等過(guò)程。Zhang等[25]研究顯示,20(R)-人參皂苷Rg3可調(diào)節(jié)miRNA相關(guān)的多個(gè)信號(hào)通路,可能通過(guò)這些通路發(fā)揮保護(hù)作用。鹿濱麒[26]研究顯示,丹參川芎嗪注射液聯(lián)合丁苯酞氯化鈉注射液可降低機(jī)體miRNA-145、Bax水平,提高miRNA-146a、Bcl-2水平,改善病人預(yù)后。謝莉[27]使用燥濕化痰飲結(jié)合針刺輔助康復(fù)鍛煉治療腦卒中后輕中度認(rèn)知障礙,治療后病人miRNA-124、miRNA-134及miRNA-138水平升高,miRNA-132水平下降,相關(guān)癥狀體征改善,潛伏期電位降低。羅瑋等[28]研究顯示,加味滌痰湯可提高腦卒中后認(rèn)知障礙病人血清miR-29a、miRNA-34a水平,顯著降低miR-31、miR-93、miR-143、miR-146a、miR-126、miR-107水平,從而改善腦卒中后認(rèn)知障礙癥狀。徐榛敏等[29]將苦碟子注射液和血栓通聯(lián)合應(yīng)用于火毒證急性缺血性腦卒中病人的治療發(fā)現(xiàn),其可能通過(guò)促進(jìn)對(duì)急性腦梗死后hsa-miR-218-5p和hsa-miR-185-5p等miRNA及VEGF表達(dá),發(fā)揮腦保護(hù)作用。龔翠蘭等[30]研究顯示,活血榮絡(luò)方可能通過(guò)下調(diào)miR-370-3p表達(dá)、激活酪氨酸激酶2/轉(zhuǎn)錄激活因子3(JAK2/STAT3)通路、促進(jìn)下游VEGF表達(dá),刺激缺血性腦卒中后血管新生,從而改善神經(jīng)功能缺損癥狀。

2.2.2 中醫(yī)藥通過(guò)lncRNA治療缺血性腦卒中 隨著ncRNA研究深入,lncRNA研究逐漸增多,其在中醫(yī)藥治療機(jī)制中發(fā)揮著重要的作用。Zhang等[31]研究顯示,清達(dá)顆?？娠@著降低缺血性腦卒中后腦組織lncRNA Gas5、Bax、Cleaved Caspase-3含量,并上調(diào)miR-137、Bcl-2水平,對(duì)缺血性腦卒中再灌注損傷起到神經(jīng)保護(hù)作用。貢磊磊[32]研究表明,腦心通膠囊可能通過(guò)lncRNA Gas5及其靶向調(diào)控的mRNA C-C基序趨化因子-5(CCL5)、白細(xì)胞介素-1β、白細(xì)胞介素-6和腫瘤壞死因子α誘導(dǎo)蛋白3(TNFAIP3)參與缺血性腦卒中后炎癥反應(yīng),發(fā)揮治療作用。姜凌宇[33]采用lncRNA聯(lián)合mRNA基因芯片檢測(cè)經(jīng)杜仲-刺蒺藜干預(yù)后lncRNA的表達(dá),與內(nèi)皮損傷模型組比較,篩選差異基因,使用生物信息學(xué)分析差異基因,發(fā)現(xiàn)杜仲-刺蒺藜通過(guò)調(diào)控lncRNA改善內(nèi)皮損傷,促進(jìn)細(xì)胞增殖及遷移,抑制細(xì)胞凋亡,提高細(xì)胞能量代謝水平。Zhang等[34]體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí),天麻素通過(guò)降低缺血性腦卒中再灌注損傷組織lncRNA NEAT1水平,促進(jìn)miR-22-3p表達(dá),減輕神經(jīng)元炎癥,從而保護(hù)腦組織。Cai等[35]研究顯示,姜黃素可上調(diào)缺血性腦卒中后抑郁癥大鼠lncRNA Gas5水平,從而降低miR-10b以降低腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)mRNA水平,姜黃素通過(guò)Gas5/miR-10b/BDNF減輕中風(fēng)后抑郁癥狀。Guo等[36]研究顯示,原兒茶醛通過(guò)升高lncRNA Xist水平,降低大腦中動(dòng)脈閉塞(MCAO)大鼠NLRP3、GSDMD、Caspase-1、白細(xì)胞介素-1β、NEK7的表達(dá),減輕腦組織缺血性損傷;且體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)原兒茶醛氧糖剝奪-再灌注處理的大鼠腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的存活和增殖,減弱了細(xì)胞焦亡。

2.2.3 中醫(yī)藥通過(guò)circRNA治療缺血性腦卒中 關(guān)于circRNA在中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中的研究處于起步階段,成果較少。Chen等[37]構(gòu)建了大腦中動(dòng)脈阻塞模型,檢測(cè)缺血側(cè)腦組織中circRNA表達(dá),補(bǔ)陽(yáng)還五湯可逆轉(zhuǎn)3種神經(jīng)血管單元相關(guān)蛋白,微管相關(guān)蛋白2(MAP2)和血管性血友病因子(vWF)的表達(dá)降低及神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)的表達(dá)水平升高。同時(shí),鑒定了7個(gè)、3個(gè)、86個(gè)與模型組有顯著差異的circRNA,miRNA和mRNA,構(gòu)建了1個(gè)circRNA-miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò),為ceRNA介導(dǎo)的基因調(diào)控在缺血性腦卒中后神經(jīng)血管單元進(jìn)展中的基因調(diào)控及補(bǔ)陽(yáng)還五湯的作用機(jī)制提供了依據(jù)。

動(dòng)脈粥樣硬化是一種由多種危險(xiǎn)因素引起、以高度特異性的細(xì)胞因子反應(yīng)為特征的慢性炎癥疾病,是中風(fēng)等不良事件的重要病因之一。Chen等[38]通過(guò)對(duì)比動(dòng)脈粥樣硬化模型組及丹參酮ⅡA磺酸鈉注射液治療組的測(cè)序結(jié)果,利用生物信息學(xué)工具和數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)查潛在的非編碼RNA功能及其相互作用,構(gòu)建了競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源RNA網(wǎng)絡(luò),闡明了其治療動(dòng)脈粥樣硬化的機(jī)制,證實(shí)其可預(yù)防缺血性腦卒中發(fā)生。

3 小結(jié)與展望

缺血性腦卒中是一類由于血管壁病變、血液成分改變及腦內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變?cè)斐赡X組織功能缺損的疾病,其后遺癥嚴(yán)重影響病人生活質(zhì)量。中醫(yī)藥治療缺血性腦卒中的療效明確,安全可靠[39-41]。中醫(yī)理論符合多靶點(diǎn)治療特點(diǎn),利用現(xiàn)代研究手段解釋中醫(yī)藥組分、闡明中醫(yī)藥作用機(jī)制有利于推動(dòng)中醫(yī)學(xué)的發(fā)展。雖然ncRNA調(diào)控缺血性腦卒中的研究較多,但中醫(yī)藥通過(guò)ncRNA介導(dǎo),通過(guò)circRNA的機(jī)制研究較少,具有極大的研究?jī)r(jià)值。由于eRNA發(fā)現(xiàn)較晚,仍存在橫向、縱向研究的巨大潛力。闡明中醫(yī)藥通過(guò)ncRNA治療缺血性腦卒中的作用機(jī)制,對(duì)臨床辨證論治、治療方案擬定、新藥研發(fā)等具有重要意義。