长链非编码RNA在非酒精性脂肪性肝病发生发展中的调控作用

左志华，曾楚怡，姜 瑶，陶华林，郭永灿

1 西南医科大学附属医院 检验科，四川 泸州 646000；2西南医科大学附属中医医院 检验科，四川 泸州 646000

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是指在非酒精性因素的作用下，肝细胞发生脂肪变性、脂质代谢紊乱及异常沉积等一系列临床病理变化，可从最初的单纯性非酒精性脂肪肝、肝炎逐步向肝纤维化、肝硬化过渡，并最终发展为肝细胞癌。近年来，随着生活方式和饮食结构的改变，全球NAFLD的患病率不断增加，高达25.24%，已超越病毒性肝炎成为全球最常见的肝脏疾病[1-2]。然而目前关于NAFLD形成机制的研究主要集中于脂质代谢紊乱、胰岛素抵抗、氧化应激等细胞层次，其具体分子机制尚不明确。

随着微阵列检测技术的广泛运用，许多研究发现长链非编码RNA(lncRNA)的表达水平在正常肝组织细胞与NAFLD之间存在显著性差异[3]；同时，实验研究[4]证实，lncRNA可通过参与调控肝脏脂质代谢等相关信号通路中的基因与蛋白表达，来促进NAFLD的发生以及向肝纤维化、肝硬化的发展。lncRNA在NAFLD形成中的作用机制以及作为诊断标志物和治疗靶点的潜力，成为了当前分子研究的热点。因此本文主要对近年来报道的参与NAFLD形成的lncRNA及其调控机制作一综述。

1 lncRNA结构特征及生物学功能

lncRNA是一类转录本长度大于200个核苷酸的内源性非编码RNA分子，其结构包含5’帽子、3’多聚腺苷尾和多个外显子[5]。lncRNA除了具有某些与其他小RNA类似的一级结构以及不参与编码蛋白的特性外，还具有复杂的多级结构和相对较低的序列保守性。此外，lncRNA在人类基因组中的含量非常丰富，其数量远大于编码蛋白的基因数量[6]。lncRNA的分类方式多样化，常见的分类是根据其在基因组中的位置，将其分为正义、反义、内含子、双向、基因间lncRNA 5种类型[7]。

起初lncRNA一直被认为是基因转录的副产物，不具有生物学功能。但近年在高通量测序技术的运用下，越来越多的证据表明lncRNA在疾病的表观遗传、转录过程中的调控以及胞内运输中具有重要作用[8]。例如，lncRNA可通过与微小RNA(miRNA)或基因的转录本相结合，干扰基因的稳定性和表达；甚至参与了mRNA的剪切以及蛋白质的修饰和锚定，进而参与调控细胞的复制、增殖、凋亡[9]。在NAFLD中，研究人员发现lncRNA在脂质蓄积过程中出现了异常的表达，如Sun等[10]用微阵列技术对NAFLD患者和正常人的lncRNA表达谱进行了分析，结果显示，535种lncRNA表达上调和1200种lncRNA表达下调；在Chen等[11]建立的NAFLD啮齿动物模型中，包括脂肪肝相关lncRNA家族(fatty liver-related lncRNA,FLRL)在内的291种lncRNA随着肝脏的脂肪变性而表达失调。

2 lncRNA在NAFLD形成中的作用

脂质异常蓄积是NAFLD形成的首要表征。在这一过程中，许多脂质转录因子通过不同的信号通路来调节脂质的吸收、转运和代谢，例如NAD-依赖性的去乙酰化酶1(SIRT1)、脂素-1(lipin-1)、胆固醇调节元件结合蛋白-1(SREBP-1)。同时在NAFLD脂肪变性的过程中，患者往往会伴随糖代谢紊乱的发生，然而随胰岛素抵抗和血糖水平的增加，肝脂肪变性进入恶性循环，最终促进NAFLD向肝炎、肝纤维化的转变[12]。近年来，研究证实lncRNA可通过直接靶向糖/脂代谢等信号通路中的转录因子，或是间接地通过与miRNA结合作用于靶基因，来调控下游基因和蛋白的表达，进而促进NAFLD的发生发展(表1)。

表1 lncRNA在NAFLD中的调控通路与作用机制

2.1 靶向调节NAFLD中脂代谢相关途径

2.1.1 lncRNA H19 在肝细胞内，PPARα是一种重要的脂肪生成调控因子，其作用途径是通过增强线粒体的氧化反应来调节脂质代谢。H19在高脂饮食喂养的小鼠肝脏中明显上调，而高表达的H19可直接竞争结合miR-130a进而抑制PPARα表达，最终导致脂肪代谢的受阻[13]。此外，在肝细胞中过表达外源性H19还能够上调生脂转录因子——MLXIPL来促进肝脂肪变性；相反，敲除内源性H19明显减少了肝细胞脂质的积累[14]。

2.1.2 lncRNA NEAT1 NEAT1在许多癌症中异常上调，其高表达往往与患者不良预后密切相关[31]。大量研究表明NEAT1在肝细胞内积极参与脂质代谢相关活动，可通过多种途径促进NAFLD的发生。Chen等[15]通过构建体内外NAFLD模型发现，敲除NEAT1能够促进miR-146-5a的表达并抑制ROCK1的活性，从而通过激活AMPK途径来抑制脂质蓄积。同时，NEAT1还能与miR-140结合并协同作用，使AMPK/SREBP-1信号传导失活，加剧NAFLD的脂质蓄积[16]。最重要的是，Wang等[32]在NAFLD小鼠中注射NEAT1抑制剂后，脂肪变性程度明显改善，提示NEAT1可能是治疗NAFLD的一个潜在靶点。

2.1.3 LncARSR LncARSR是一种与肾细胞癌耐药性密切相关的新型lncRNA，常被报道参与促进癌细胞的增殖和自我更新。但最近的研究显示，LncARSR在NAFLD的发生发展中具有重要作用。LncARSR在NAFLD患者和小鼠中表达显著上调，对肝脏胆固醇代谢的相关基因的活性还具有积极调控作用[33]。例如，Zhang等[17]在NAFLD小鼠模型中进行了LncARSR的过表达和敲除实验，其结果显示，随着LncARSR的表达增加，与脂肪酸合成、氧化相关的基因表达也相应增加，包括SREBP-1c、FASN，有效地促进了肝脏脂质的积累。但目前关于LncARSR的研究大多都集中在肿瘤耐药中，因此LncARSR在NAFLD中的作用途径还需进一步探索。

2.1.4 lncRNA FLRL FLRL是一类被发现与肝脏脂肪变性密切相关的lncRNA，包括FLRL1～8等8种lncRNA，广泛地分布于细胞核内。有研究[11]指出，FLRL3/7/8可分别作用于PPAR信号通路中的关键因子：FABP5、LPL和FADS2，来调节肝细胞的脂肪代谢。此外，荧光素酶实验[18]显示，FLRL2能够与ARNTL、SIRT1特异性结合，当FLRL2过表达时，ARNTL/SIRT1轴被激活，明显减轻脂肪变性程度。

2.2 靶向调节NAFLD糖代谢相关途径

2.2.1 lncRNA SRA SRA是类固醇受体RNA激活基因(steroid receptor RNA activator gene，SRA1)编码的功能性lncRNA，在糖代谢和脂质代谢中具有重要的作用[34]。在肝脏中，SRA主要是通过靶向两个重要的基因：ATGL和FOXO1，参与NAFLD的形成。ATGL是体内重要的甘油三酯水解酶，其在脂质代谢中的作用易受到胰岛素信号的调节，而FOXO1是调节肝脏糖异生和胰岛素抵抗反应的关键转录因子[35]。同时SRA还能靶向抑制FOXO1基因，调节胰岛素信号来干扰ATGL的活性和表达，最终促进脂质的异常积累[19]。

2.2.2 lncRNA MEG3 MEG3定位于染色体14q32.3，在人类多种恶性肿瘤中低表达[36]。最近的研究[37]显示，MEG3同样在NAFLD患者和小鼠中下调，其表达量与肝细胞脂质蓄积程度呈显著负相关。Zhu等[20]曾报道，MEG3在肝脏中可通过靶向FOXO1增加肝细胞胰岛素抵抗反应，间接促进甘油三酯的积累。另外，Huang等[21]通过NAFLD小鼠实验证实，MEG3还可通过miR-21/mTOR途径，调节脂肪生成相关基因的活性，直接诱导细胞内脂质的积累。因此，对MEG3的深入研究可能为NAFLD的靶向治疗提供新的思路。

2.2.3 LncSHGL LncSHGL是在NAFLD和肥胖小鼠中新发现的特异性lncRNA，积极参与调节肝脏糖/脂代谢。在高脂饮食喂养的小鼠肝脏中，LncSHGL表达下调；相反，在体外通过转染高表达的LncSHGL时，NAFLD小鼠的高血糖、胰岛素抵抗和脂肪变性症状得到良好的改善。同时还指出，LncSHGL可通过激活PI3K/Akt 信号通路和抑制糖代谢途径中关键酶的活性来抑制肝细胞脂肪的生成[22]。此外，LncSHGL还能靶向作用于FOXO1，参与调节细胞内胰岛素抵抗途径，促进NAFLD的发生[7]。

2.3 靶向调节NAFLD中肝细胞炎性、纤维化等途径

2.3.1 Lnc18q22.2和Blnc1 Lnc18q22.2和Blnc1同属于肝脏特异性lncRNA，在非酒精性肝炎患者中表达上调，是反应肝炎程度的灵敏指标[3,25]。研究[3,23]表明，Lnc18q22.2和Blnc1的过表达可以加剧肝组织炎症和纤维化，导致更严重的胰岛素抵抗和脂肪变性。在上述过程中，Lnc18q22.2可直接或间接参与NAFLD的炎性变化，包括调节氧化还原因子与相关细胞凋亡基因的表达；而Blnc1可通过其伴侣蛋白来减弱NAFLD细胞促炎因子的信号传导以及调节线粒体的氧化应激[23-24]。Zhao等[25]研究指出，Blnc1可携同诱导LXR-SREBP1c途径，激活肝脂肪生成程序来加剧NAFLD的进展。

2.3.2 lncRNA GAS5和lncRNA HULC 作为肝癌特异性lncRNA，下调的GAS5和上调的HULC已分别被证实与肝细胞癌的发展密切相关[38-39]。但GAS5和HULC在肝纤维化转变中同样具有重要作用，它们可通过不同的途径促进NAFLD的不良进展。如有研究[27]发现，在NAFLD小鼠中注射HULC的抑制剂，MAPK信号通路活性明显被抑制，最终使大鼠肝脏的纤维化程度和肝细胞的凋亡状态明显改善。而GAS5可竞争性降低miR-23a的表达水平，从而抑制PI3K/Akt/mTOR 信号通路促进肝细胞的纤维化[26]。因此，GAS5和HULC或许是改善NAFLD纤维化的潜在靶点。

2.3.3 lncRNA MALAT1 MALAT1位于13号染色体上，起初在非小细胞肺癌中被发现与癌细胞转移和患者的预后密切相关[40]，但越来越多的研究证实，MALAT1也积极参与调控肝脏疾病的发生发展。MALAT1的表达量在NAFLD患者中显著高于正常人，同时在构建的NAFLD细胞和小鼠模型中也表达上调[28,41]。敲除MALAT1基因可导致SREBP-1c基因的表达量减少，从而减轻肝细胞内的脂质蓄积[28]。Malakar等[29]报道，MALAT1可通过增强代谢转录因子TCF7L2的翻译来上调糖酵解基因的表达并抑制糖异生相关酶的活性，从而参与肝细胞内的糖代谢过程。MALAT1还可通过刺激CXCL5的表达来参与调控炎性趋化因子，促进肝细胞的炎症和纤维化[30]。

3 小结和展望

随着分子技术的快速发展，越来越多研究报道了lncRNA可通过竞争结合miRNA，直接或间接地调控肝细胞内脂质代谢、糖代谢等途径来促进NAFLD的进展。但其中的具体机制还尚未完善，例如许多研究都集中于单一lncRNA，可能忽略了多基因组之间的相互作用。因此还需要大量基因和蛋白组学的基础实验来探索lncRNA潜在的靶向下游因子，从而进一步完善其在NAFLD中的系统调控网络和作用机制，有助于为NAFLD的靶向治疗开辟新的方向。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：左志华负责课题设计，资料分析，起草论文；曾楚怡、姜瑶参与资料分析，修改论文；陶华林、郭永灿负责拟定写作思路，指导性支持并终审论文。