长链非编码RNA调控缺血性脑卒中后血管新生的研究进展

李潇，周爽，赵琛

缺血性脑卒中是由短暂或永久性的局部脑血流减少引起的脑血管病，是导致成人残疾的主要原因之一，从细胞和分子层面揭示脑卒中的病理生理过程一直是对该病研究的热点［1-2］。研究表明，血管新生可能是治疗脑卒中的重要靶点之一［3-4］。长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）与肿瘤、心血管病、脑卒中等疾病密切相关。大量在缺血性脑卒中中异常表达的lncRNAs 被筛选出来［5］。最近研究发现，lncRNA可能在生理和病理情况下介导血管新生［6］。本文对lncRNA 调控脑卒中后血管新生的分子生物学机制进展进行综述，以期为缺血性脑卒中发病机制的研究、诊断及治疗提供新的思路。

1 lncRNA概述

lncRNA 是一类长度大于200 nt 的调节性非编码RNA，分布在胞核和胞质中，主要参与蛋白质翻译过程的调控及靶向运输，与其他非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）相比，lncRNA 种类更多，功能更复杂［3，6-7］。lncRNA 与其他分子之间的相互作用是其发挥生物学功能的基础，其自身二级和三级结构以及结合位点的动态变化使其能够与DNA、其他RNA 和蛋白质相互作用［8］。根据其分子机制，lncRNA被分为4种类型：（1）信号lncRNA，作为信号传导分子参与特殊信号通路的传导。（2）诱饵lncRNA，通过直接结合miRNA，阻断其作用和信号通路，充当miRNA 海绵。（3）引导lncRNA，将核糖核蛋白匹配到染色质的靶标上。（4）支架lncRNA，主要结合不同的蛋白构建复合体［8-10］。

2 lncRNA与缺血性脑卒中

研究表明，lncRNA在缺血性脑卒中的发病机制中起着重要作用［11］。有研究采用高通量测序技术观察脑卒中后lncRNA的表达，发现在卒中小鼠模型的脑组织中，lncRNA 表达谱发生了明显变化［12-14］。一项研究显示，与健康对照者相比，卒中患者血细胞中lncRNA的表达发生了特异性、显著性改变［15］。体外和体内的细胞水平研究表明，一些对缺血敏感的lncRNA参与了组织缺血后的炎症、细胞存活和血管生成等过程［16-17］。另有文献报道，lncRNA 在脑缺血后的神经保护和血管生成中也起一定作用［18-19］。因此，研究lncRNA调控血管新生的机制可能为缺血性脑卒中提供更高效的治疗方法。

3 缺血性脑卒中后血管新生相关的lncRNA

3.1 lncRNA MALAT1 lncRNA MALAT1 是一种与人类疾病密切相关的lncRNA，最初发现其与肺癌的转移有关［20］。据报道，MALAT1 通过调节成纤维细胞生长因子2（FGF2）的表达促进血管生成；同时MALAT1 也是脑卒中后上调程度最高的lncRNA 之一，其在缺血性脑卒中发生时起脑保护作用［21］。体外和体内研究证实MALAT1可通过调节血管生成相关的因子15-脂氧合酶1（15-LOX1）、血管内皮生长因子（VEGF）和转录激活因子3（STAT3）的表达来促进血管生成，减少细胞凋亡，减轻炎症［22-23］。另有研究发现，MALAT1 可能通过抑制缺血性脑卒中引起的内皮细胞死亡和炎症，保护大脑微血管和薄壁组织免受缺血损伤，从而保护脑血管和神经［24］。Wang等［23］研究证明在缺血状态下，MALAT1 在脑内皮细胞中的表达增强，其通过激活15-LOX1/STAT3信号通路发挥促血管生成作用。Zhang 等［20］研究了MALAT1 在调节血管生成中的潜在作用和分子机制，发现MALAT1 表达缺失小鼠后肢缺血后局部血流恢复明显降低，毛细血管密度降低；此外，沉默MALAT1 能显著减少骨骼肌微血管内皮细胞（SMMEC）的形成、迁移和增殖；该研究还发现血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）是MALAT1 的下游直接靶点，局部组织缺血后，MALAT1和VEGFR2可协同促进血管新生。

3.2 lncRNA MIAT lncRNA MIAT 长约9 kb，定位在细胞核，包含5 个外显子，不编码任何转录产物，最初被认为只是一个功能性RNA［25］。近年来研究发现，MIAT 不仅参与肿瘤的发生发展，还能抑制脑组织中血管的重构［26-27］，是缺血性脑卒中患者的独立预后指标。Zhu等［27］研究发现，MIAT的表达水平与脑卒中的严重程度和脑梗死体积呈正相关。Deng等［28］发现，MIAT在大脑中动脉闭塞（MCAO）大鼠的脑组织中异常表达，MIAT 通过竞争性结合miR-204-5p促进高迁移率族蛋白B1（HMGB1）表达升高；抑制MIAT 可以减少脑微血管内皮细胞损伤，诱导脑微血管内皮细胞的生成，增加存活神经元的数量；但Jiang 等［29-30］研究发现，神经血管功能障碍时MIAT表达升高；VEGF是一种内皮细胞的有丝分裂原，是血管新生和血管通透性的标志物，MIAT 通过对miR-150-5p的海绵作用上调VEGF 的表达，发挥竞争性内源RNA（ceRNA）的作用；敲除MIAT 后会导致脑微血管变性、中枢神经系统神经血管病（如阿尔茨海默病）等疾病。

3.3 lncRNA MEG3 MEG3 是一个长约1.6 kb 的印迹基因，位于染色体14q32.3 DLK1，在人体许多正常组织中表达，具有抗肿瘤增殖的作用［31］。Zhang等［32］发现，MEG3 失活会导致小鼠促血管生成基因的表达增加，促进大脑微血管再生。另有研究发现，在MCAO 大鼠模型中，敲低MEG3 可激活Notch 信号，促进血管新生和功能重建，提示缺血性卒中后下调MEG3 的表达可能对缺血组织起保护作用［33-34］。此外，抑制MEG3 可调节p53/NOX4 轴，促进血管新生，还可保护脑微血管内皮细胞免受氧葡萄糖剥夺-再恢复（OGD/R）诱导的细胞凋亡［35］。Shen 等［36］的研究也表明，敲低lncRNA MEG3可能有助于脑血管的再生。

3.4 lncRNA ANRIL ANRIL 位于人类CDKN2A/B基因座的9p21.3处，在RNA聚合酶Ⅱ的催化下被转录成3 834 bp lncRNA［37-38］。lncRNA ANRIL 的表达与染色体9p21.3 的变异相关，被认为是脑卒中的一种新的遗传标记［39］。过表达ANRIL 可上调VEGF，激活核因子（NF）-κB 信号通路，促进大鼠的血管生成，而敲除ANRIL 基因后，则无这种促血管新生的效应［17，40-41］。

3.5 其他lncRNA lncRNA-H19 是由H19 基因编码的长约2.3 kb 的RNA，是一种高度保守的印迹基因，仅在母体等位基因中表达［39］。最初认为H19 主要在胚胎发育和生长控制中发挥作用［42］。后续研究发现血浆H19水平对缺血性脑卒中有较高的诊断价值［43］。H19基因rs217727位点突变与缺血性脑卒中的发病相关［44］。敲低lncRNA H19 后可激活自噬通路，抑制人脑微血管内皮细胞D3（hCMEC/D3）的增殖、迁移和成管能力，促进内皮细胞凋亡，进而影响血管生成［45］。此外，高菲［46］发现，lncRNA TCONS 00119572、lncRNA TCONS 00013089 可能对VEGF基因（ENSCAFT00000049819）具有正调控作用，从而诱导血管新生，保证血供；而lncRNA TCONS 00175564、TCONS 00230710、TCONS 00045599、TCONS 00065165等可能通过调控白细胞介素（IL）-6的水平而促进血管新生。

4 小结

lncRNA 促进缺血性脑卒中后血管新生的机制有：（1）抑制内皮细胞凋亡和炎症反应，保护大脑微血管和薄壁组织免受脑缺血损伤，从而发挥对血管、神经的保护作用。（2）维持神经和血管的正常功能，调节神经营养因子和血管生成因子的产生，促进血管新生。（3）防止脑微血管内皮细胞凋亡，促进血管的生成和功能重建。（4）调节内皮细胞的增殖、迁移和成管能力，影响血管生成。

lncRNA 通过与其他分子相互作用来发挥其生物学功能，揭示lncRNA 作为ceRNA 调控脑卒中后血管新生的分子生物学机制有一定意义，而目前对这类机制的探索还不够深入，因此通过对lncRNAmiRNA-mRNA 网络的研究进一步阐明脑卒中后血管新生的分子生物学机制，有望为脑卒中的治疗和康复提供新思路、新方法。