长链非编码RNA在自身免疫性疾病中作用的研究进展

范华宇，龚 瑜，史玉玲

(同济大学附属第十人民医院 皮肤科， 上海 200072)

基因组计划研究表明，在组成人类基因组的30亿个碱基对中，仅有1.5%的核酸序列用于蛋白质编码，其余98.5%的基因组为非蛋白质编码序列。非蛋白编码序列主要包括两类：microRNA(miRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs)，miRNA发挥功能的分子机制已比较清楚，即通过种子序列与靶mRNA分子3′UTR不完全互补结合，从而降解mRNA或抑制其翻译[1]。人类lncRNAs的数量超过蛋白编码基因数量的两倍，但目前对其命名、分类及作用的了解仍处在起步阶段。lncRNAs在不同的生物过程中都有关键作用，包括染色体的表观遗传修饰、启动子特异性基因调控、核输入及核体结构的维持、核糖核酸剪接和蛋白质转运等。lncRNAs在细胞的发育中也起重要的作用，包括干细胞发展、多能性、细胞增殖和凋亡等[2]。lncRNAs还与人类疾病直接相关，比如癌、阿尔茨海默病、心血管疾病及自身免疫性疾病等。本综述将对近几年lncRNAs在自身免疫性疾病发生发展中的研究进展进行总结。

1 银屑病

银屑病(psoriasis)是一种遗传因素和环境因素共同作用的多基因慢性炎性反应性皮肤疾病，是由激活的免疫细胞系统引起的器官特异性自身免疫性疾病。PRINS(psoriasis susceptibility-related RNA gene induced by stress)是应激所致的在银屑病皮损和非皮损中过表达的一种lncRNA，对暴露在压力中的细胞有保护作用。然而，表皮中PRINS表达的升高也可能导致银屑病易感性[3]。有体外实验显示，其他的应激因子如：微生物成分、环己酰胺所致翻译阻滞和UV-B照射等，均能使角质形成细胞中PRINS表达升高[4]。PRINS 可调控G1P3基因(一种干扰素诱导基因，在肿瘤细胞中有抗凋亡作用)。G1P3在过度增生的皮损患者中上调400倍，在非皮损患者表皮中上调9倍。PRINS失调可能导致银屑病，并减弱对G1P3的调节，从而降低角质形成细胞对自发凋亡的敏感性[5]。在HaCaT细胞和NHKs(normal human keratinocytes)中使用小干扰RNA诱导PRINS沉默对LPS介导的NF-κB活性均无作用，PRINS可能与角质形成细胞中NF-κB信号功能无关[6]。 PRINS的表达出现在银屑病患者皮肤表皮的全层。NPM(nucleophosmin)，一种核仁磷酸蛋白，和哺乳动物细胞对环境压力的急性应答有关，在银屑病患者皮损部位的表皮中高表达。NPM在紫外线照射的角质形成细胞中会穿梭到核质中，而PRINS基因特异性的沉默导致NPM在经紫外线照射的角质形成细胞的核仁中保留，这表明PRINS可能在NPM诱导的皮肤细胞压力应答中起作用[7]。

2 类风湿性关节炎

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是以慢性和对称性多关节炎为主要表现的自身免疫性疾病。RA患者的外周血单个核细胞及血清外泌体(exosomes)中lncRNA Hotair显著升高，并诱导活化巨噬细胞的迁移。Hotair 在乳腺癌、结肠癌、胰腺癌和肝癌中也是上调的。Hotair导致RA的病理机制是激活破骨细胞和滑膜细胞中MMP- 2和MMP- 13，进而可能导致骨和软骨基质的溶解，促进关节破坏[8]。 紫草素可通过lncRNA-NR024118抑制RA滑膜成纤维细胞炎性反应[9]。

LOC100652951和 LOC100506036 在RA患者 T 细胞中高表达。生物制剂治疗可以降低RA患者T细胞中LOC100652951的表达；T细胞的激活使LOC100506036表达增高，诱导RA炎性反应；抑制LOC100506036表达则减少鞘磷脂磷酸二酯酶1(sphingomyelin phosphodiesterase 1, smpd1)和NFAT1(nuclear factor of activated T cells 1)的表达[10]。LOC100652951和 LOC100506036 可能成为治疗RA的新靶点。C5在RA患者发炎关节中表达升高， C5缺陷小鼠对胶原诱导的关节炎有抵抗作用。C5T1 lncRNA(C5-TRAF1-long non-coding RNA)主要在细胞核内表达，在RA患者滑膜成纤维细胞敲除C5T1 lncRNA后C5 mRNA表达显著降低[11]。C5T1lncRNA在RA中的作用有待进一步研究。

3 炎性肠病

炎性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一组特定的肠道慢性疾病的统称，主要包括克罗恩病(Crohn’s disease, CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)两种。活动性CD患者lncRNADQ786243和CREB(cAMP response element binding protein)的表达均升高。Foxp3作为CD4+Treg细胞的发育和功能成熟的“主控基因”，在非活动性CD患者中较活动性CD患者和健康人中表达减少，但在活动性CD患者和健康人中的表达无明显差异。在Jurkat细胞中DQ786243转染48 h后，CREB和Foxp3的mRNA表达均升高，CREB的磷酸化比例增加[ 12]。由此可见DQ786243对于CD患者的基因转录和免疫调节均有影响，但具体机制有待进一步的研究。

超过50%的IBD基因易感位点和其他的炎性疾病及自身免疫性疾病包括1型糖尿病(type Ⅰ diabetes T1D)的易感位点发生重叠。T1D易感位点相关的lncRNAs中GC(lncRNAs中GC含量越少，则其碱基结构越不稳定，可以使主要序列更易与细胞因子相互作用)含量(48%)比IBD位点相关lncRNAs中GC(43.5%)及总NONCODEv4人类lncRNAs中GC(42%)含量高[13]。炎性的CD和UC患者中分别有431和745种lncRNAs的差异表达，而在非炎性的CD和UC患者中则分别有12和19种lncRNAs的差异表达，lncRNAs的表达谱在炎性的和非炎性CD和UC中都能成功的将IBD患者和健康对照组区分开[14]。

4 其他自身免疫性疾病中相关lncRNA

Ⅰ型糖尿病(type Ⅰ diabetes,T1D)是以胰岛被单核细胞过度浸润为特征的自身免疫性疾病，伴随着胰岛细胞渐进性破坏的炎性过程[15]。MIN6细胞表达大量的lncRNAs，该lncRNAs的水平已在小鼠胰岛中确认且在NOD小鼠的糖尿病前期表达增高。该实验用4个lncRNAs来集中说明在小鼠胰岛中促炎性因子对它们的调控，lncRNA- 3与lncRNA- 4能够有效的增加MIN6和小鼠胰岛细胞的凋亡，然而lncRNA- 1与lncRNA- 2只有在低剂量IL- 1β 或TNF-α的作用下才介导凋亡[15]。虽然筛选出很多糖尿病相关的lncRNAs，但它们的分子机制及相互间的关联仍需进一步研究。

干燥综合征(Sjogren’s syndrome,SS)是一种以侵犯泪腺、唾液腺等外分泌腺为主的慢性自身免疫性疾病。lncRNA TMEVPG1也称NEST，是首先在Theiler’s病毒中易感位点发现的，TMEVPG1在CD4+细胞、CD8+细胞及NK细胞中表达。TMEVPG1在干燥综合征中高表达，能通过T-bet促进 IFN-γ的产生，且它的水平和SSA(Sjogren syndrome A)、ESR(erythrocyte sedimentation rate)及IgG相关联，但与SSB(Sjogren syndrome B)、Ro- 52及ANA(antinuclear antibodies)无关[16]；NEST在桥本氏甲状腺炎患者中表达也是上调的[17]。在干燥综合征患者的腮腺中有两个lncRNA显著上调：分别是Gomafu(为基因间的lncRNA)与lncRNA LINC01215[18]。

系统系红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)是一种系统性的自身免疫性疾病，主要累及皮肤黏膜、骨骼肌肉、肾脏及中枢神经系统。Linc0949和linc0597在SLE患者中明显减少,linc0949和SLEDAI- 2K评分呈负相关，但和补体成分C3水平呈显著正相关。Linc0597在有累及器官损害的患者中也是减少的，且其表达的减少和狼疮性肾炎相关；在治疗后表达水平显著上升。Linc0597的表达则与疾病活动性和器官损害无相关性[19]。另外，lncRNA HIVEP及一个在它的转录启始区上游长800～1 500碱基的lncRNA，在SLE中均显著上调；两个位于染色体6q上的lncRNA在SLE中也是显著上调的[20]。

多发性硬化症(multiple sclerosis, MS)是一种由CD4+T细胞诱导的中枢神经系统慢性炎性疾病，主要病变是中枢神经系统白质炎性脱髓鞘。在MS患者中有2 353个上调的lncRANs，389个下调的lncRANs，1 037个上调的mRNAs与279个下调的mRNAs；另发现一些可能的顺式调控基因，比如HOXC9在MS患者PBMC中上调2.9倍，可能是lncRAN uc.341的靶点；DDIT4作为lncRNA ENST00000491934.2(上调2.87倍)的上游，有可能成为ENST00000491934.2的顺式调控靶点[21]。系统性硬化病(SSc)或硬皮病可以导致皮肤和内脏器官的纤维化。 lncRNA TSIX 在SSc体内实验和体外实验的皮肤成纤维细胞中均高表达，在SSc 患者血清中也高表达，TSIX 是新发现的胶原表达调控者，促进胶原mRNA 的稳定性[22]。

重症肌无力(myasthenia gravis, MG)是一种由T细胞和B细胞参与，神经肌肉接头处乙酰胆碱受体抗体介导的自身免疫性疾病。 在伴发和不伴发胸腺瘤的MG患者中进行lncRNA 与mRNA 的表达分析，发现共有12个明显异常表达的lncRNAs,其中lncRNA oebiotech- 11933在伴有胸腺瘤的MG患者中的表达和健康人相比，上调程度最高，并和MAPK信号通路、趋化因子信号通路、NOD样受体信号通路、Toll样受体信号通路及脂肪细胞因子信号通路等相关[23]。

川崎病(Kawasaki disease)是一种主要发生于儿童、以全身血管炎为主要病变的急性发热性出疹性疾病，主要累及冠状动脉。 Lnc1992 THRIL(TNF-α and hnRNPL related immunoregulatory lncRNA)的表达和川崎病患者症状的严重程度相关，并能通过hnRNPL(heterogenous nuclear ribonucleoprotein L)诱导TNF-α发挥作用。THRIL的表达在川崎病急性期是减低的，但此时TNF-α水平是升高的，这一负反馈调控在体外实验中已证实，表明THRIL可能成为免疫激活中新的生物标志物[24]。THRIL对TNF-α的调控表明其可能参与其他常见的炎性疾病，如类风湿性关节炎、银屑病等。这值得进一步研究。

5 存在问题与展望

近年来人们关于lncRNAs对基因的调控作用有越来越多的认识，并开始关注lncRNAs在疾病中的作用机制。但是目前lncRNAs在自身免疫性疾病中的研究，多局限在鉴别致病的lncRNAs的数量。同一种自身免疫性疾病可有多种lncRNAs表达差异，但究竟是某一个lncRNAs起主要作用或者是几个共同起作用，有待进一步研究；lncRNAs影响某一基因或蛋白的具体通路也缺乏详细的机制研究；不同的自身免疫性疾病可有相同的lncRNAs差异表达，那么是否是同一种lncRNAs在不同的自身免疫性疾病中有相同的机制？这些都需要更多的研究。另外lncRNAs 不仅和自身免疫性疾病相关，还与癌、神经系统疾病和心血管疾病等相关，这表明lncRNA在疾病机制中有着更为复杂及重要的作用。此外，使用小干扰RNA可以阻断特定lncRNA的表达，导致患者血清及组织中lncRNA的表达发生变化，这些为疾病的诊断和治疗提供了新的方向,但仍有许多问题有待解决。