长链非编码RNA对缺血性脑卒中的调控作用及中药对其影响

林秀苗，顿玲露，廖钟玲，卢昌均，安红伟，周哲屹

缺血性脑卒中(ischemic stroke，IS)是急性脑血管病的一种主要类型，当脑血管出现阻塞或狭窄性闭塞，进入大脑的血流中断而导致脑组织损伤、神经元坏死，出现神经功能缺损。缺血性脑卒中约占脑卒中的80%，具有发病率高、死亡率高及致残率高的特点[1]。缺血性脑卒中危害性大，给病人、社会及国家都带来巨大的经济及精神负担[2]，认识缺血性脑卒中的发病机制对其治疗具有重要意义。近年来，长链非编码RNA(long non-coding RNA，LncRNA)受到密切关注，其具有多种生物学特性，可参与基因的表达调控、染色体修饰等[3]。越来越多的研究显示，LncRNA在缺血性脑卒中的生理病理过程中发挥重要的作用[4]。部分中药及其有效成分通过作用于LncRNA相关靶点对缺血性脑卒中起治疗作用。本研究就LncRNA在缺血性脑卒中发病过程中的调控作用及中药对其影响做一综述，以期对缺血性脑卒中的诊治提供新的靶点，并发挥传统中医的优势，改善缺血性脑卒中病人的预后。

1 LncRNA概述

1.1 生物学特征 LncRNA通常是指一类长度具有大于200个核苷酸的RNA转录本，主要存在于细胞核中，是一种不具备编码蛋白质潜能的物质，与蛋白编码基因相比，LncRNA由于缺乏显著的开放阅读框(open reading frame，ORFs)而使得编码蛋白能力局限[5]。过去LncRNA被认为是一种转录垃圾，不被机体需要。但近年来的研究认为LncRNA可能是许多细胞的调控因子，LncRNA具有很强的组织特异性，可发挥基因转录顺式或反式调控作用，经过剪接或非剪接、聚腺苷酸化或非聚腺苷酸化的处理参与多种生物化学过程[6]。目前LncRNA的生物学功能研究尚未明确，有待更深层次的挖掘研究。

1.2 LncRNA作用机制 越来越多的研究表明，LncRNA在人体中拥有庞大的数量并且具有重要作用，其代表了哺乳动物基因调控网络中的一个新调控层，人类疾病的病理生理学基础与这个基因调控网络密切相关，通过抑制或促进各个方面的炎症信号，广泛参与到生物学基本过程，如细胞自噬、凋亡，炎症反应，血管生成及神经修复等，对缺血性脑卒中机制研究具有重要的意义[7-8]。LncRNA的主要作用机制：①LncRNA可作为一个支架或者桥梁在调节转录过程中调节染色质修饰酶从而改变基因表达水平；②作为一种信号分子，通过其时空表达特异性传递生物发育的调控信号，进而在调控相关基因的表达中发挥调控作用；③作为一种调控因子，具有调控染色质的作用，参与蛋白修饰的调控，如DNA甲基化[9-10]。近年来，研究发现LncRNA在疾病的发生发展中发挥重要作用[11]。LncRNA的生物学功能及作用机制可能为早期识别缺血性脑卒中的生物标志物的研究提供方向，并可能成为治疗缺血性脑卒中的潜在新靶点[12]。

2 LncRNA对缺血性脑卒中的作用

缺血性脑卒中不仅给身体健康带来严重的损害，同时还可带来严重的并发症，导致脑功能出现永久性功能障碍，甚至死亡。研究认为，缺血性脑卒中与细胞自噬、细胞凋亡、炎症反应、血管新生、神经修复密切相关，而LncRNA可以通过影响上述途径参与到缺血性脑卒中的发病中[13]。

2.1 LncRNA与细胞自噬 自噬是一种重要的细胞生理过程，通过吞噬细胞内变形、衰老及凋亡和损伤的细胞器或大分子物质，从而维持细胞内环境的稳态及协调细胞在病原体感染的反应中起着至关重要的作用[14]。LncRNA H19(H19)是最早发现的LncRNA因子之一。曹雯[15]研究发现 H19可以通过激活自噬途径阻碍缺血性脑卒中微血管内皮细胞的增殖、迁移和形成，加快内皮细胞凋亡，从而影响血管生成，同时抑制H19可以促进受损的神经细胞修复，可加快部分神经功能恢复；Yao等[16]通过建立细胞模型来模拟体外脑再灌注损伤，发现LncRNA SNHG12(SNHG12)可以通过减少自噬反应而改善缺血性脑卒中症状。

2.2 LncRNA与细胞凋亡 细胞凋亡是指为了维持细胞内环境的稳定，相关基因调控诱导凋亡相关信号通路调节细胞有序、主动的细胞死亡的一个生理过程[17]。有研究发现，LncRNA ANRIL[antisense non-coding RNA in the INK4 locus (ANRIL)]即LncRNA反义位于INK4位点可以减轻缺氧-葡萄糖剥夺(oesophago gastroduo denoscopy，OGD)诱导的PC-12细胞凋亡[18]。Liu等[19]采用OGD刺激大鼠肾上腺髓质来源的嗜铬细胞瘤细胞系PC-12，探讨了ANRIL的作用及其机制，结果发现ANRIL表达水平明显升高，细胞凋亡明显减少，表明ANRIL的过表达改变了OGD处理PC-12细胞的生长，沉默ANRIL抑制了OGD处理PC-12细胞的生长。另有研究发现，SNHG6(small nucleolar RNA host gene 6，SNHG6)在OGD诱导的神经细胞和小鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型中均有明显的表达；实验表明抑制SNHG6可提高细胞的活力及生命力，SNHG6基因敲除可降低MCAO小鼠的脑梗死面积，改善神经功能，减少缺血性脑卒中的发生；此研究揭示了SNHG6具有调节缺血性脑卒中病人神经元凋亡，从而调控神经元的作用[20]。

2.3 LncRNA与炎症 炎症是一种生物学反应的过程，在发生炎症反应的时候，许多生物活动被激活保护机体免受伤害，其中包括多种免疫细胞的聚集、血管通透性改变、细胞因子扩散等。急性且剧烈的炎症反应是缺血性脑卒中发生过程中最主要的病理过程，并且是缺血性脑卒中病理生理学的关键环节。Nespas是LncRNA的因子之一，Deng等[21]建立了小鼠MCAO模型，其实验证实LncRNA Nespas通过减少神经炎症反应的发生在缺血性脑卒中发挥重要的保护作用，并且LncRNA Nespas在小胶质细胞中高表达，可以通过影响小胶质细胞而诱导其死亡，从而影响缺血性脑卒中的发展。星形胶质细胞为中枢神经系统中最丰富的胶质细胞类型，成为神经病理学及生理学研究的重点，与炎症密切相关。有研究表明，LncRNA可以通过上调部分炎性细胞因子表达而促进星形胶质细胞凋亡成为治疗缺血性脑卒中的关键[22]。

2.4 LncRNA与血管新生 血管内皮细胞具有调节血管壁的功能，主要黏附于血管和淋巴管内表面的扁平上皮，存在于血管内层中。LncRNA AK094457是LncRNA之一，Zhuo等[23]研究发现，抑制AK094457可明显加快内皮细胞的活力和迁移能力，进而防止血管内皮细胞受到破坏，对细胞内皮起到保护作用。LncRNA MALAT1与缺血性脑卒中关系非常密切，MALAT1高表达可以促进血管内皮的新生，反之，则阻碍血管内皮的新生[24]。Wang等[25]研究显示，在缺血情况下，LncRNA MALAT1通过15 LOX1/STAT3信号通路发挥促血管生成作用，且观察到脑内皮细胞中的MALAT1表达可增强，从而对缺血性脑卒中局部组织起到保护作用。越来越多的研究发现，LncRNA可通过阻止脑微血管内皮细胞的损坏，从而对血脑屏障起到保护作用[26]。Zhan等[27]发现缺氧-葡萄糖剥夺/复氧(OGD/R)干预后的大鼠脑微血管内皮细胞模型中观察到人类母系表达基因3(MEG3)，而MEG3在缺血性脑卒中后表达水平明显下降，阻碍缺血性脑卒中后血管生成。总而言之，LncRNA与血管内皮关系密切，而内皮细胞的损伤破坏了血脑屏障的完整性，在缺血性脑卒中后再灌注损伤中起到了主要作用。

3 中药在脑卒中的治疗中对非编码RNA的影响

目前，静脉溶栓治疗是缺血性脑卒中唯一确定有效的临床治疗策略，但其治疗时间窗狭窄(症状出现后不到4.5 h)，因此，大约只有20%的缺血性脑卒中病人能接受这种治疗，并且由于缺血再灌注损伤，效果并非很理想，寻求治疗缺血性脑卒中的多种方法是目前研究的热点。传统中医中药治疗缺血性脑卒中具有悠久历史。多项研究表明，多种中草药的生物活性成分可以改善脑神经的功能，减轻缺血性脑卒中的临床症状[28]。一般认为，中药主要通过抗血栓形成、抗氧化和抗炎、改善血管再生等作用来促进脑卒中的神经功能恢复[29-30]。迄今已发现部分中药及有效成分可以通过调控LncRNA发挥治疗缺血性脑卒中的作用[31]。

白藜芦醇(Resveratrol，RSV)为一种天然的多酚类植物抗毒素，多种食物中均可以见到，具有止痛、抗血栓、提高免疫能力、抗氧化、抗炎及调脂的作用[32]。白藜芦醇可参与到细胞凋亡、细胞增殖及炎症反应3个关键机制的调控；Varonie等[33]研究显示，白藜芦醇可调节LncRNA，目前成为缺血性脑卒中的治疗靶点。贾雪凌等[34]发现白藜芦醇可通过调控MALAT1(LncRNA的因子之一)基因来抑制炎性因子[白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)]和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达；白藜芦醇还可通过调控LncRNA而发挥抗血小板、降脂的功能，从而改善动脉斑块，降低缺血性脑卒中的发病率[35]。有研究表明，丹皮酚为牡丹皮主要成分之一，具有神经保护、改善大脑血液循环的作用，通过靶向作用于LncRNA H19可以减轻脑梗死及局部缺血，还可以预防缺血后神经退行性病变等[36-37]。姜黄素可以从姜黄、菖蒲、莪术和郁金等中药中提取出来，是一种天然抗氧化剂，具有神经保护作用。姜黄素不仅可以减轻脑梗死面积，还可以改善脑神经的功能，抑制神经元的破坏，提高缺血再灌注损伤后神经元存活率[38]。Wang等[39]研究发现，姜黄素可下调细胞中LncRNA的AK125910因子，而AK125910的表达不仅能抑制细胞凋亡，且能促进细胞增殖，同时减少细胞凋亡，从而对缺血性损伤具有神经保护作用。

4 小结与展望

目前，缺血性脑卒中的发病率逐年上升，发病机制十分复杂，多种细胞因子及细胞的炎症反应、自噬、凋亡、血管新生等参与到其中，构成繁杂的调控网络。目前治疗缺血性脑卒中方法有限。相比于西医药物治疗，传统中药具有多方面、多靶点的优势，可以全面调控各靶点抑制缺血性脑卒中的进展。LncRNAs与缺血性脑卒中具有密切的关系。至今，许多中药的活性成分可以通过作用于LncRNA对缺血性脑卒中的治疗起作用；LncRNA可能作为中药治疗脑卒中的作用靶点之一。中药作用于LncRNA调节脑卒中后血管新生及血流恢复等研究尚处于初步阶段。今后的研究中需探索更多中药或中药活性成分对血管特异性 LncRNA的调节作用，特别是干预靶基因对血管生成的调控作用，从而为中药治疗缺血性脑卒中提供理论和实验依据，为临床诊治缺血性脑卒中提供新方法。