长链非编码RNA在类风湿关节炎中的研究进展

张凯琳,徐内利，王月娇*

0 引言

类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一种慢性自身免疫性疾病，可导致关节及周围组织炎症[1]。世界上约1%的人口患有RA，且更易在女性人群中发病，男女发病率约为1∶3[2]。RA的发病机制涉及多因素的综合作用，包括宿主因素(遗传易感性、免疫应答异常、代谢因素及性激素异常等)和环境因素(如细菌及病毒感染)[3-4]。早期RA的诊断依然具有一定难度，相当一部分患者经确诊治疗后仍有无法完全恢复的关节症状[5]。因此，探索RA相关的诊断标志物及相关的治疗靶点尤其重要。

长链非编码RNA(Long non-coding RNA，lncRNAs)是一类长度大于200核苷酸的不具有编码蛋白质能力的RNA[6]。这一类RNA参与肿瘤、自身免疫疾病等多种疾病的发病机制，主要以表观遗传、选择性剪切、微小RNA(microRNA，miRNA)吸附及转录、翻译修饰等调节方法参与多种生物学过程[7]。近年来研究表明，lncRNAs在多种自身免疫疾病中发挥重要作用，如RA、系统性红斑狼疮及系统性硬化症等[8-10]。

成纤维样滑膜细胞(Fibroblast-like synoviocytes，FLSs)在RA滑膜侵袭及关节损伤中发挥极其重要的作用，此类细胞表现出过度增殖、凋亡抑制及促炎性细胞因子分泌增多等类肿瘤细胞特性，使RA区别于其他的炎性关节炎[11]。随着全基因组测序技术的进展，人或鼠疾病模型中滑膜组织中lncRNAs及mRNAs等多谱系的表达检测使其在RA的发病中发挥的作用得到了深入研究[12-14]。

本文归纳了RA,尤其是RA FLSs中，表达失调的lncRNAs及其作用机制，进而探讨lncRNAs在RA临床诊断及治疗中的潜在作用。

1 ceRNA

研究表明，作为ceRNA，lncRNAs可通过吸附miRNAs，进而影响其下游靶mRNAs的表达发挥生物学功能。有文献报道，lncRNA GAPLINC在RA患者的FLSs中呈明显上调表达趋势，且作用于FLSs的增殖、迁移、侵袭及促炎性细胞因子分泌等功能，该过程是miR-382-5p及miR-575依赖模式的，提示GAPLINC通过竞争性结合于miR-382-5p及miR-575而上调下游靶基因的表达在RA FLSs的生物学过程中发挥作用[15]。此外，lncRNA ZFAS1在RA滑膜及FLSs中均呈高表达，通过与miR-27a结合调控FLSs细胞的迁移及侵袭过程[16]。Bi等[17]在研究中发现，lncRNA PICSAR在RA FLSs及滑液中高表达，人为抑制其表达后明显作用于RA FLSs的细胞增殖、迁移、侵袭及促炎性细胞因子的分泌等生物学过程，而机制上作者证实PICSAR可与miR-4701-5p结合。通过ceRNA方式发挥作用的还有lncRNA MEG3，低表达于RA FLSs中，竞争性结合miR-141调控AKT/mTOR信号转导通路调控FLSs的细胞增殖过程[18]。

除RA FLSs外，lncRNA HOTAIR被鉴定为在RA软骨细胞中低表达，上调HOTAIR后软骨细胞增殖及IL-17和IL-23分泌能力受到抑制，机制上，miR-138过表达可部分恢复上调HOTAIR对软骨细胞增殖能力的抑制，提示HOTAIR通过miR-138调控RA软骨细胞的增殖及促炎性细胞因子分泌[19]。

但上述报道中仅研究了lncRNAs与miRNAs的直接结合关系，对下游受影响的靶mRNAs并未进行探索验证。

近年来研究发现，lncRNA NEAT1在肿瘤中调控众多生物学过程， Wang等[20]发现， NEAT1在RA滑膜组织及FLSs中高表达，且促进RA FLSs细胞增殖、迁移和侵袭，NEAT1通过竞争性结合miR-410-3p进而上调靶基因YY1的表达，而YY1过表达可恢复NEAT1敲减在RA中的作用，提示NEAT1/miR-410-3p/YY1轴在RA中发挥重要作用。Xiao等[21]的研究同样证实了NEAT1在RA滑膜组织及TNF-α诱导的FLSs中高表达，机制上NEAT1结合miR-204-5p调控RA FLSs细胞增殖及促炎性细胞因子分泌，但其并未对下游调控靶mRNA分子进行研究。

除miR-410-3p及miR-204-5p，NEAT1可促进miR-129启动子甲基化进而下调其表达，并通过MAPK/ERK信号通路调控RA FLSs细胞增殖参与RA发病[22]。通过竞争性结合miR-155-5p，lncRNA PINT可上调靶基因SOCS1进而调控RA FLSs细胞增殖及侵袭[23]。在CIA大鼠中，上调lncRNA OIP5-AS1明显改善关节炎症状，OIP5-AS1可竞争性结合miR-448上调其靶基因PON1，使NF-κB通路失活改善RA病情[24]。 Wang等[25]研究发现，LINC00152通过竞争性结合miR-1270，上调其靶基因转录因子FOXM1的表达，并且FOXM1可转录激活LINC00152，进而形成了一个正反馈环路调控RA FLSs细胞增殖及凋亡，揭示了lncRNA作为ceRNA参与RA发病机制的多样性。

除了与miRNAs直接结合发挥ceRNA的功能外，某些特定的lncRNA还可参与miRNA的加工成熟过程。lncRNA uc.477可干扰pri-miR-19b的加工过程进而影响miR-19b成熟体的产生，在RA FLSs中发挥促炎性作用[26]。uc.477和miR-19b都是中成药强肾通痹胶囊(HQT)在RA中的治疗靶点，体内、外HQT处理可恢复uc.477和miR-19b的异常表达、改善关节炎症状。

2 与RNA结合

除miRNAs海绵吸附作用外，lncRNAs还可与RNA结合进而影响其作用发挥功能。lncRNA LERFS在RA FLSs中呈现明显低表达趋势，且与FLSs细胞增殖、迁移和侵袭呈负相关。在健康状态下，LERFS与RhoA、Rac1及CDC42的mRNA结合，控制FLSs细胞运动及增殖，而在RA的病理状态下，低表达的LERFS诱导LERFS-hnRNP Q复合物的形成，进而减少hnRNP Q与其靶基因mRNA的结合，造成靶mRNAs的稳定性或翻译增加，该现象提示LERFS通过与RNA结合，进而影响特定功能蛋白的作用，在RA关节损伤中发挥重要作用[27]。

3 与DNA结合

除上述机制外，Zhang等[28]报道，大鼠RA模型中，lncRNA PVT1在滑膜组织及细胞中皆呈低表达，体外实验表明，PVT1上调表达后，大鼠RA FLSs细胞增殖、炎症受到抑制，而细胞凋亡水平上升。对其发挥保护性作用的机制研究中发现，PVT1主要定位于细胞核，且与sirt6的基因启动子区存在结合、诱导sirt6的甲基化状态而抑制其转录，而PVT1敲减后sirt6甲基化水平下降、表达水平上升。提示PVT1通过与sirt6 DNA结合影响其甲基化状态在RA FLSs中发挥功能。

与PVT1作用相似，Li等[29]报道，lncRNA MALAT1下调表达于RA滑膜组织，且可结合于CTNNB1的启动子区域，招募甲基化转移酶诱导CTNNB1启动子甲基化，最终抑制CTNNB1表达，进而影响Wnt信号通路参与FLSs细胞中IL-6、IL-10及TNF-α等炎性细胞因子的分泌过程。此外，Ye等[30]报道，lncRNA IL7R在脂多糖诱导的FLSs中上调表达，通过与转录因子EZH2 1-1427nt的序列中存在结合，进而调控FLSs细胞增殖、凋亡及周期等生物学功能。

上述研究提示，lncRNAs可通过与靶基因DNA启动子区域结合，或直接调节靶基因表达，以及作为骨架分子招募其他蛋白形成复合物，进而调节靶基因表达。

4 与蛋白结合

近年来的研究表明，lncRNA可通过与RNA结合的蛋白结合,进而影响下游基因的表达。lncRNA NTT过表达促进RA中THP-1细胞向巨噬细胞分化、上调IL-10及CXCL10的表达。机制上，RIP实验证实，NTT可与hnRNP-U蛋白结合，而hnRNP-U可与PBOV1基因的启动子区结合。因此，推测NTT通过与hnRNP-U蛋白结合，促进其与PBOV1结合，最终增强PBOV1的表达，参与RA发病[31]。

lncRNA HOTTIP在RA FLSs中高表达，调控细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭。机制上，HOTTIP通过招募甲基化转移酶Dnmt3b结合到SFRP1基因的启动子区，进而诱导SFRP1启动子高甲基化状态，最终下调其表达[32]，提示lncRNA可通过“支架”作用表观修饰下游基因参与RA。Liu等[33]及Yu等[34]报道，lncRNA MEG3和FER1L4在RA滑膜组织及FLSs中下调表达，而MEG3及FER1L4的表达与炎症相关蛋白NLRC5的表达呈负相关，但二者的研究并未对MEG3与NLRC5的结合进行深入验证。

5 作用于信号传导通路

文献报道，lncRNA GAS5及MALAT1在RA滑膜组织及FLSs中表达明显下调，通过作用于caspase-3/-9及PI3K/AKT信号通路影响FLSs凋亡[35-36]。Yan等[37]报道，lncRNA UCA1在RA FLSs中表达明显下调，且通过调节caspase-3和Wnt6的表达参与FLSs的细胞增殖过程。此外，Yue等[38]发现，lncRNA ITSN1-2在RA FLSs中高表达，敲减ITSN1-2后RA FLSs的增殖、促炎性能力受到抑制而凋亡水平升高。该研究通过敲减ITSN1-2后进行转录组测序，鉴定下游调控的靶分子NOD2，ITSN1-2通过NOD2/RIP2信号通路作用于RA FLSs增殖及炎症表型。然而，其仅研究了ITSN1-2对NOD2的表达调控，具体通过何种机制作用于NOD2并未进行阐述。Piao等[39]鉴定了新的lncRNA,RP11-83J16.1在RA中高表达，且与RA患者炎症程度及病情活动度相关，体外实验表明，RP11-83J16.1通过β-catenin信号通路调控RA FLSs细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭及炎症。在RA患者血清中高表达的lncRNA THRIL与TNF-α水平、DAS28评分及ESR等呈正相关，THRIL可通过激活PI3K/AKT信号通路促进RA FLSs细胞生长及炎性应答[40]。上述研究提示，lncRNAs可通过作用于信号转导通路参与RA发病过程。

6 作用于细胞因子

近年研究发现，一些lncRNAs可通过作用于特定细胞因子参与RA发病。Liu等[41]的芯片数据揭示，lncRNA CASC2在RA患者血清中低表达，且负调控IL-17的水平，提示CASC2可能通过作用于IL-17进而影响RA疾病进展。Wang等[42]通过对临床RA患者的研究发现，lncRNA DILC在RA血清中低表达，其表达与IL-6呈明显负相关，体外实验显示，上调DILC后，RA FLSs凋亡水平上升，提示DILC通过调控FLSs细胞凋亡及IL-6分泌参与RA发病。lncRNA PlncRNA-1在RA患者血清中低表达，且活动性RA患者的血清中表达较稳定性RA患者更低，体外实验表明，RA FLSs中上调PlncRNA-1的表达可促进其TGF-β1的分泌，提示PlncRNA-1通过调控TGF-β1参与RA发病[43]。

7 总结

RA是一种病因及发病机制尚不明确的致残性自身免疫性疾病。近年来，随着测序技术的发展，大量研究关注与RA中表达失调的lncRNAs，探讨其中复杂的交互作用调控网络，进而对RA的发病机制进行深入研究。其中一些lncRNAs不仅在滑膜中表达异常，在外周血单核细胞、T淋巴细胞等参与RA发病的细胞中也存在表达失调，或可作为诊断早期RA的标志物，仍需大样本量队列研究在不同人群中进行证实。目前，已有动物实验及临床研究通过反义核苷酸(ASOs)靶向敲减lncRNAs治疗肿瘤等疾病[44]，然而，RA中尚无相关研究，这一研究领域在未来仍有待探索。本文对近年来RA中特异性表达异常的lncRNAs进行总结,其可通过与DNA、RNA、蛋白质结合等多种复杂作用机制参与RA发病，但多数研究仅存在于体外实验，仍需要大量的动物及临床实验来进一步证实lncRNAs作为诊断标志物或治疗靶点在RA中的临床应用价值。