心肌梗死长链非编码RNA-相关转录本基因与心血管疾病研究进展

马如超 闫波

心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）目前已成为影响人类健康的主要疾病之一，每年因CVD导致患者死亡的例数逐年增加，尤其是老年人［1］。CVD的主要危险因素包括吸烟、高血脂、高血压、糖尿病（diabetesmellitus，DM）、肥胖等非遗传因素［1］以及遗传易感性［2］，GWAS 分析发现，CVD与基因异常表达存在密切的关系，但分子机制仍不甚清楚。长链非编码RNA（long no coding RNA，LncRNA）是长度 ＞200bp的转录本，从表观遗传、转录及转录后翻译等多个层面参与基因表达调控，研究发现其与多种疾病如冠心病（coronary heart disease，CHD）、DM、神经系统疾病等有关，因而成为目前研究的重点和热点，如ANRIL与CVD存在着明显的相关性［3］。心肌梗死相关转录本（myocardial infarction association transcript，MIAT）作为一种重要的心脏相关lncRNA，尽管MIAT特异性表达于神经系统，但在心脏相关基因的转录、翻译、翻译后调控起着重要的作用，因而本文将对LncRNA-MIAT在心血管疾病的研究进展进行综述。

1.长链非编码RNA的分类及特点

随着对基因相关转录本的认识，对RNA也有了重新的认识，目前根据其是否编码蛋白分为编码RNA和非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）。ncRNA又根据长度大小分为LncRNA和短链非编码RNA，但目前对两者的界定不甚严格，通常情况下将大于200bp的RNA归为LncRNA。LncRNA根据转录的位置又将其分为为同义LncRNA、反义LncRNA、双向 LncRNA、内含子 LncRNA、基因间 LncRNA［4］。MIAT是基因间LncRNA的一种，2006年Ishii团队在进行大规模病例对照研究中发现染色体22q12.1是MI的易感位点，并发现了一个新的与MI存在密切关联的基因将其命名为MIAT［5］，另外有学者发现其与其他疾病相关又将其命名为RNCR2、AK028326、GOMAFU。MIAT通过不同的途径参与疾病的调节，已研究发现其与 MI［6］、DM［7］、胃癌［8］、小细胞肺癌［9］、神经内分泌性前列腺癌［10］等存在明显的相关性。研究发现MIAT是大脑特异性的相关转录本，其几乎不在或很少在其他组织如心肌、肝脏等中表达［11］，尽管如此，但多项研究都表明其与CVD发病存在着密切的关系［5-6］。

2.研究方法

随着对lncRNA与疾病的认识，目前采用了多种生物学方法去探讨lncRNA在疾病发生发展中的具体机制。目前常用的研究方法包括微矩阵、RNA-seq、Northem-blot、qRT-PCR、PCR技术、荧光原位杂交、RNA干扰和RIP等［12］。微矩阵、RNA-seq主要用于lncRNA表达情况的分析，其主要用于病例对照研究，通过测定病例组与对照组之间lncRNA表达水平，利用统计学方法推断其与疾病之间的相关性。Northemblot、qRT-PCR等技术主要为证实上述高通量分析的真实性，RIP、RIP-CHIP等技术对其进行功能分析。动物实验可为研究基因与疾病相关性提供直接证据，如常见的动物实验—基因敲除动物模型。另随着生物信息学的发展，可通过其快速、高效的推断LncRNA与疾病的相关性。目前对lncRNA的研究主要是利用qRT-PCR对其进行定量分析，研究其在疾病中的差异性表达，初步分析两者之间的相关性；另高通量测序分析LncRNA疾病相关SNP位点。尽管已有大量研究发现MIAT与CVD存在着明显的相关性，但对于MIAT在CVD中的发病机制仍需进一步借助于上述研究方法进一步深入研究。

3.心肌梗死相关转录本的表达调控

（1）心肌梗死相关转录本表达的上游调控 Ishii等［5］研究发现，在MIAT中存在多个SNP位点与MI的发生存在密切的关系，这些SNP位点可以改变MIAT的分子结构，参与疾病的发生，但具体的机制仍不甚清楚。日本科学家Ishizuka等［13］在研究中发现，当敲除Celf3时MIAT表达下调，他们观察到在不同细胞株中MIAT受不同启动子的控制，但总体上都表现为MIAT表达下调，但具体的机制不清。qRt-PCR定量分析发现在动脉粥样硬化患者外周血中MIAT表达增加，研究人员推测氧化性低密度脂蛋白（ox-LDL）可诱导MIAT的表达，为了证实此推定，他们在平滑肌细胞试验中用不同剂量的ox-LDL刺激细胞，发现MIAT随着ox-LDL的增加而增加［14］。

（2）心肌梗死相关转录本表达的下游调控 大量的试验研究发现MIAT通过不同的信号通路影响着下游基因的表达。在ox-LDL诱导的泡沫细胞模型中，MIAT通过miR-181b/STAT3通路促进细胞增殖、抑制细胞自噬。Zhong等在试验中发现，MIAT可海绵样miR-181b促进STAT3的表达，在动脉粥样硬化的进展中起促进作用［14］。CVD与DM密切相关，Yan等［7］在DM视网膜性疾病中发现，MIAT对内皮细胞自噬、血管炎症蛋白的生成以及血管的完整性起着重要的作用，在对其机制研究中发现，MIAT具有miRNA-150-5p的海绵样作用，参与了血管内皮生长因子VEGF的表达。他们分别在有miRNA-150-5p和无miRNA-150-5p的内皮细胞中逐渐增加MIAT的量，发现miRNA-150-5p组VEGF的表达与MIAT呈负相关，但随着MIAT量的逐渐增加这种VEGF的表达量趋于一个稳定值；另分别在有MIAT和无MIAT的内皮细胞中逐渐增加miRNA-150-5p的量，MIAT组VEGF的表达与MIAT首先呈正相关性，但继续增加miRNA-150-5p的量，这种正相关性反而转变为负相关，因而可以说明MIAT对miRNA-150-5p的海绵样作用在血管内皮生长中起到重要的调节作用。Tsuiji等［11］对MIAT序列分析发现，其末端存在TACTAAC重复序列，可以与SF1剪接因子结合，改变细胞核内SF1的浓度影响，影响mRNA的剪接。MIAT除了调节血管相关基因的表达，MIAT还参与了肥厚性心肌病的调节，Li等［15］研究表明，MIAT可以调节miR-93/TLR-4轴，改善由血管紧张素II引起的心肌肥厚。Zhou等［16］在兔糖尿病心肌病模型中发现MIAT作为一种内源性RNA可海绵样miR-22-3p，上调DAPK2的表达，参与糖尿病心肌病的病理生理过程。MIAT可海绵样miR-150，调节锌指E-BOX/homeobox 1表达，调节细胞增殖［9］；还可海绵样 miR-214，调节细胞增殖［17］，也有发现其可激活基质金属蛋白酶9调节细胞增殖［18］。

4.诊断价值

已有大量证据显示miRNA可作为疾病诊断的分子生物学标记，现随着对LncRNA的发现，其也可做为疾病诊断的分子生物学标记。Melanie Vausort等［6］对实施PCI手术的MI患者外周血LncRNA分析中发现，aHIF，KCNQ1OT1和MALAT1在心梗患者明显增高，ANRIL在心梗患者中表达降低；在ST段抬高型MI和非ST段抬高型MI比较中，ST段抬高型 MI的 MIAT表达下调；提出了 ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT、MALAT1可作为左心室功能预测的因子。Arslan等［19］在分析冠状动脉粥样斑块中LncRNA的表达时发现MIAT的水平明显增高。随着对MIAT在CVD中的进一步认识，其或将成为一种新型的MI诊断的分子生物学标记。

5.治疗

LncRNA在调节靶基因表达中起关键的作用，有关lcRNA靶向药物治疗相关研究是转化医学研究的重点。目前已经开发出各种抑制剂或激活剂调节lncRNA表达，改变疾病发展过程中的信号通路，达到对疾病的治疗或缓解［20］。但目前对MIAT的靶向治疗还未有相关研究，但随着MIAT与CVD之间相关性研究的深入，靶向治疗将成为CVD治疗的新思路。

6.结语

CVD已是全世界关注的重点，全基因组关联分析发现，CVD与遗传易感性存在着明显的相关性［21］。目前对lnRNA研究主要集中于其对下游基因表达调控的影响，但在上游信号通路研究相对较少，因而可作为今后研究的新方向。随着生物信息学的发展，在今后的研究中可以采用生物信息学的方法初步预测lnRNA的相应功能，然后通过实验进一步验证，这不仅可节省大量的时间，而且可以做到事倍功半。lnRNA是一种最新发现的生物学标记，MIAT在心肌梗死中是否可以作为一种新的生物学标记仍需大样本临床试验进一步验证。研究lncRNA与疾病的相关性，最终目的是为了临床诊断及治疗，目前已有部分lncRNA的激活剂或抑制剂进入二期临床试验［16］，MIAT靶向药物的研制也是今后研究的重点。尽管如此，但在目前的研究中过分的关注lncRNA与某种特定疾病的研究，然而lncRNA的调控网络是一个复杂的过程，在理顺单一的信号通路的基础上需要注重整个信号通路的研究，这是临床转化需要考虑的问题。