LncRNA PVT1 在骨科疾病中的研究进展

胡明月 彭 莎 姚 楠 任 薇 胡子旋 黄丹娥

1.广东岭南职业技术学院药学院，广东广州 510663；2.广州中医药大学第五临床医学院，广东广州 510095；3.广东省中医药工程技术研究院 广东省中医药研究开发重点实验室，广东广州 510095

人类基因中编码基因在整个基因组中占比很少，约98%是由非编码基因构成[1]，包括长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）和微RNA（microRNA，miRNA）。lncRNA 是一类长度大于200 bp 的非编码RNA，与miRNA 相比，lncRNA 的作用机制更复杂多样[2]。lncRNA 作为人类基因组中一类重要的表观遗传调控因子，以RNA 形式通过表观遗传、转录调控及转录后调控等多种层面调控DNA 甲基化、组蛋白修饰和染色质重构，使基因沉默或激活[3]。浆细胞瘤转化迁移基因1（plasmacytoma variant translocation gene 1，PVT1）是一个在鼠浆细胞瘤变异易位中作为MYC 的激活因子而被发现的致癌因子，人类PVT1 基因定位于染色体8q24，其在多种肿瘤疾病中高表达，影响肿瘤的增殖、转移、侵袭和血管再生等[4-6]。目前研究表明，lncRNA 对骨关节炎（osteoarthritis，OA）、类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）、骨肉瘤（osteosarcoma，OS）等疾病具有调节作用[7-9]。在骨科疾病中，针对PVT1 的研究越来越多，受到了广泛的关注。

1 PVT1 在OA 发病中的作用

OA 是一种以骨关节疼痛、肿胀、活动受限为主要临床表现的退行性疾病，其发病机制还未完全清楚，目前，已知其发病机制与软骨细胞凋亡和炎症相关[10-11]。

1.1 PVT1 对软骨细胞凋亡的调控

Xing 等[12]首次在OA 患者中发现软骨PVT1 的表达明显升高，但是并未阐明PVT1 在OA 发病中的作用机制。有相关研究表明，PVT1 通过对miR-488-3p 的海绵吸附作用，负调控miR-488-3p 的表达，从而诱导了软骨细胞的凋亡[13-14]。Lu 等[15]研究使用白细胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）刺激C28/I2 细胞作为体外OA 细胞模型，研究PVT1 干预OA 细胞的机制，结果发现该模型中PVT1 表达明显升高，敲除PVT1 会导致miR-27b-3p 表达上调，TRAF3 表达随之下调，软骨细胞凋亡率显著下降，细胞活性显著提高。另研究发现，采用脂多糖诱导的炎症状态滑膜细胞中，PVT1 的表达显著升高，肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的分泌显著增加，导致软骨细胞凋亡明显增多。其机制是滑膜细胞中PVT1 吸附miR-211-3p 从而阻止了miR-211-3p 对TNF-α 表达的抑制，最终大量生成TNF-α，促进了软骨细胞凋亡[16]。

1.2 PVT1 对软骨细胞炎症的调控

Zhao 等[17]研究探讨了PVT1 与OA 发病涉及的炎症因子之间的关系，结果发现PVT1 通过与miR-149结合从而阻止miR-149 表达，增加了炎症因子的表达，减少了蛋白聚糖和Ⅱ型胶原的合成；反之，阻止PVT1 的表达可以通过提高miR-149 表达来减轻IL-1β 刺激软骨细胞产生的炎症反应。有研究[18]发现，OA患者血清含有的外泌体能显著诱导C28/I2 细胞PVT1的表达，并且外泌体介导的PVT1 通过吸附miR-93-5p，激活HMGB1/TLR4/NF-κB 通路导致OA 的炎症反应。Ding 等[19]研究了糖尿病引起的OA，结果显示OA 合并糖尿病的患者较仅患有OA 的患者而言，PVT1 的表达明显升高，提示PVT1 参与了糖代谢紊乱的OA 形成过程。过度表达的PVT1 与miR-26b 结合，可上调其靶点CTGF、TGF-β1、Smad3 和MMP-13 的表达，并且下调Ⅱ型胶原的表达，表明PVT1 通过miR-26b-CTGF-TGF-β1 轴参与高血糖诱导的胶原降解。另外，在糖尿病并发OA 的研究中，发现糖尿病OA 小鼠软骨PVT1 表达的增加与Mankin 评分上升显著相关，并且miR-146a 表达显著减少。在关节内注射adsiRNA-PVT1 抑制PVT1 表达可有效增加糖尿病OA小鼠miR-146a 的表达，抑制TGF-β/Smad4 通路，减轻关节炎症[20]。

2 PVT1 在RA 发病中的作用

类风湿性关节炎是一种常见的慢性炎症和破坏性关节病，症状包括膝关节的疼痛、僵硬和滑膜炎。虽然其病因尚不完全清楚，但已发现该病的重要特点是关节处滑膜的炎症和异常增生[21]。Tang 等[22]研究表明，在TNF-α 刺激的成纤维样滑膜细胞中沉默PVT1可以增加miR-145-5p 的表达，通过调节增殖基因ki67、PCNA 和凋亡基因Bcl-2、Bax 及NF-κB 通路的p-p65 基因，可阻止成纤维样滑膜细胞增殖，促进细胞凋亡，降低炎症因子的表达。RA 大鼠滑膜组织中PVT1 和SCUBE2 表达增强，miR-543 表达降低。PVT1 可以与miR-543 特异性结合，SCUBE2 是miR-543 的下游靶点。PVT1 的过度表达或miR-543 的沉默均增加了SCUBE2 的表达，从而促进细胞增殖和IL-1β 的分泌，同时抑制成纤维样滑膜细胞的凋亡率[23]。有研究[24]发现，RA 模型大鼠滑膜组织及RA 成纤维样滑膜细胞中PVT1 高表达、沉默信息调节因子6（silence information regulation 6，SIRT6）低表达。PVT1 主要定位在细胞核内，而有证据表明，它可以结合SIRT6启动子诱导SIRT6 甲基化，从而抑制SIRT6 转录。PVT1 基因敲除可通过降低SIRT6 甲基化来恢复SIRT6的表达，最终减轻RA 的症状。

3 PVT1 在OS 发病中的作用

OS 是一种因肿瘤组织侵袭骨皮质导致以局部疼痛肿胀为主要临床表现的原发性恶性肿瘤，其多发于青少年，主要治疗方法包括手术切除、放疗和化疗，但5 年内生存率仅有5%～20%[25]。Rao 等[26]研究发现，小鼠骨肉瘤频繁发生Myc/PVT1 的共扩增和超表达，并且提出通过调节PVT1 表达来干预Myc 诱发的OS 是值得考虑的方法。Zhou 等[27]实验结果显示，在U2OS和MG63 两种OS 细胞中沉默PVT1 的表达，可能通过miR-195 调节Bcl-2、CCND1 和FASN 的表达，抑制OS 细胞的增殖、迁移和侵袭，并促进细胞周期阻滞和凋亡。有学者对PVT1 与OS 细胞的糖代谢的关系进行了研究，结果发现PVT1 通过miR-497/HK2 途径参与OS 细胞的糖代谢、细胞增殖和运动，揭示了PVT1 与OS 细胞糖酵解改变之间的关系[28]。Qi 等[29]发现人骨髓间充质干细胞来源的外泌体可以促进OS细胞生长，Zhao 等[30]研究发现，骨髓间充质干细胞分泌的外泌体携带PVT1 并将其转运到骨肉瘤细胞中，PVT1 通过吸附miR-183-5p，促进OS 细胞中癌基因蛋白ERG 的表达，从而促进了肿瘤的生长和转移。另有研究[31]表明，PVT1 作为miR-486 的ceRNA，通过吸附miR-486 从而促进OS 细胞的转移和侵袭。肿瘤细胞侵袭的其中一个原因是由于原发肿瘤细胞失去上皮特征，发生上皮细胞间质转型，另有学者研究[32]表明，PVT1 通过调节上皮间质转化促进骨肉瘤的发生。Chen 等[33]实验对OS 发病中PVT1 表达明显上调的机制进行了深入研究，结果发现一种名叫ALKBH5 的RNA 去甲基化酶减少了PVT1 的m6A 甲基化水平，抑制了PVT1 的降解，促进了PVT1 的表达，从而促进了体外OS 细胞的增殖以及体内肿瘤的生长。耐药性是治疗肿瘤疾病的难题之一，Sun 等[34]探讨了PVT1调控OS 耐药性的问题，研究发现PVT1 通过下调miR-152 靶点，激活c-MET/PI3K/AKT 通路，从而促进OS 细胞的耐药性。该研究提示可以通过下调PVT1 且上调miR-152 以达到减少药物耐药性的效果。

4 结语

PVT1 参与了多种疾病的发病过程，包括肿瘤、心血管疾病、代谢性疾病和骨科疾病等，并且其具有多种生物功能调节作用，比如调节细胞增殖、细胞凋亡、细胞炎症、细胞转移和细胞侵袭。就骨科疾病而言，PVT1 可在软骨、滑膜和OS 等组织和细胞中发挥作用，并且PVT1 的作用机制大多数都是其与miRNA通过ceRNA 机制结合，从而负性调节miRNA 表达产生的。值得一提的是，Alessio 等[35]研究发现，在肌肉萎缩发病中PVT1 表达明显升高，并且可影响成肌细胞的线粒体呼吸和形态，影响其自噬、凋亡和肌纤维的大小。OA 的发病与肌肉萎缩的发病有着复杂且密切的联系[36]，或许PVT1 是两者联系的桥梁，这方面有待深入研究。目前为止，PVT1 干预骨科疾病发病的机制日益清晰，将来还会挖掘出更多的相关miRNA 及其下游靶点和信号通路，因而PVT1 有望成为临床治疗骨科疾病的靶点，成为诊断、预后以及耐药性的生物标志物。