长链非编码RNA在原发性高血压中的研究进展

付聪 石静 孔一慧

原发性高血压占所有高血压的95%，高血压个体之间的血压差异约30%由基因决定[1]。基因特异性表达差异决定了个体疾病病理生理进展的不同。非编码区基因占整个人类基因数量的98.2%。研究表明，长链非编码RNA(lncRNA)对基因表达的调控起重要作用，在人类疾病中发挥重要作用[2]。lncRNA具有多种分子功能，参与剂量补偿效应、表观遗传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等多种生命活动。lncRNA发挥功能主要依靠其二级结构，lncRNA可与蛋白质结合，引起染色质重构，影响转录因子功能，还可直接或间接与mRNA结合，影响其翻译、剪切、降解过程[3-4]。不同于mRNA，lncRNA在许多细胞和组织中呈特异性表达，通过调控基因表达及转录后修饰，参与疾病进程[5]。lncRNA可通过多种分子功能参与高血压发生发展的病理生理机制。

1 lncRNA在高血压发病机制中的作用

1.1 lncRNA与血管平滑肌细胞

高血压的主要病理机制是血管重构，以血管平滑肌细胞(VSMC)的异常增殖和迁移为特征[6]。与其他高分化细胞不同，VSMC在特定细胞外信号下可从静止的收缩表型转变为高度迁移和增殖的合成表型，进而导致血管重构[7]。与高血压相关的VSMC信号通路机制已有较多研究，而关于lncRNA如何调控VSMC信号通路，参与高血压的病理生理机制仍有待进一步明确。

血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)介导的VSMC功能障碍在高血压的病理生理机制中发挥重要作用，明确AngⅡ调控的基因网络有助于揭示高血压的发病机制，寻找新的治疗靶点。既往研究显示，AngⅡ可诱导lncRNA表达水平改变，进而调控高血压相关的mRNA表达及病理生理进程。有研究表明AngⅡ可增加lnc-Ang362在VSMC中的表达，敲除lnc-Ang362可抑制VSMC的增殖[8]。另有研究表明，利用AngⅡ作用于VSMC，VSMC中4个lncRNA有3个表达下调[9]。这些研究提示lncRNA可能参与高血压的发生发展。

lncRNA可作为内源竞争RNA (ceRNA)，影响微小RNA(miRNA)与mRNA的结合[4]。lncRNA TUG1在自发性高血压大鼠主动脉中高表达，调控 miR-145-5p，抑制成纤维细胞因子10表达，进而抑制VSMC增殖和迁移，对高血压患者起保护作用[10]。lncRNA-AK098656在高血压患者血浆中表达增加，过表达lncRNA-AK098656会诱导VSMC由收缩表型转变为合成表型，进而加速血管内皮重构。lncRNA-AK098656还可与收缩基因MYH11和FN1结合，使α-平滑肌肌动蛋白等收缩蛋白表达减少，骨桥蛋白等合成蛋白表达增加，促进VSMC增殖，进而促使高血压发生发展[11]。lncRNA mrak048635p1是具有高血压保护机制的非编码RNA，敲除lncRNA mrak048635p1可使自发性高血压大鼠平滑肌细胞来源的收缩蛋白表达减少，合成蛋白表达增加，进而促使VSMC由收缩表型转变为合成表型，最终导致血管重构，加速高血压发生发展[12]。

lncRNA可在多层面参与高血压的病理生理进展，其上调和下调均能加速高血压的进展。lncRNA GAS5参与VSMC和内皮细胞的增殖、迁移和凋亡。研究显示，敲除自发性高血压大鼠lncRNA GAS5基因可导致大鼠血压升高和血管重构。lncRNA GAS5可通过结合膜联蛋白A2、β-连环蛋白、α-平滑肌肌动蛋白和钙调蛋白，调节VSMC的增殖和迁移，而抑制lncRNA GAS5可增加血栓A2、内皮素-1、血管细胞黏附分子-1、细胞间黏附分子-1和选择素-E的表达水平，同样导致内皮功能障碍，敲除GAS5基因可使程序性细胞死亡因子4表达上调，引起细胞凋亡[13]。既往无直接证据表明lncRNA与高血压患者的耐药性及治疗效果的个体差异有关，Das等[14]研究证实，在AngⅡ处理的大鼠VSMC中，lncRNA Giver和Nr4a3表达增加。在AngⅡ 处理的高血压患者的动脉平滑肌细胞中，lncRNA Giver 和 Nr4a3的表达也增加，但在接受血管紧张素转化酶抑制剂或血管紧张素受体阻滞剂治疗的高血压患者中减少，lncRNA的表达差异与高血压患者药物治疗的疗效差异相关，Nr4a3是参与细胞周期调控的基因，AngⅡ可作用于Nr4a3进而导致lncRNA Giver表达上调，lncRNA Giver表达水平的上调可激活氧化应激及炎性反应相关基因靶点，促进VSMC增殖，而VSMC增殖是血管重构、高血压发病风险增加的重要原因[6]。

1.2 lncRNA与血管内皮细胞

在炎性环境下，循环中炎性细胞可进入血管壁，引起内皮细胞受损、血管扩张减弱、氧化应激、促炎性细胞因子增加以及血栓形成等[15]。内皮细胞功能障碍是高血压发病的主要原因之一，明确lncRNA对内皮细胞功能的调控机制对了解高血压病理生理机制具有重要意义。敲除lncRNA AK094457可上调机体一氧化氮合酶(iNOS)水平，使循环中一氧化氮(NO)水平增加，进而改善内皮功能，舒张血管管壁，延缓高血压进展[16]。Xu等[17]利用AngⅡ作用于内皮细胞，模拟高血压引起的血管内皮损伤，结果显示lncRNA AK094457的下调可抑制促炎性细胞因子、血管细胞黏附因子和活性氧增加导致的内皮功能障碍。

高血压可引起血管内剪切应力紊乱，抑制内皮细胞的增殖能力[18]。经层流剪切应力处理后人脐静脉内皮细胞lncRNA AF131217.1表达上调，miR-128-3p下调，抑制 miR-128-3p 可部分逆转敲除AF131217.1所致的内皮细胞炎性反应，提示lncRNA AF131217.1参与内皮细胞的抗炎作用[19]。lncRNA ANRIL的表达水平与高血压密切相关，核转录因子与ANRIL启动子的结合介导肿瘤坏死因子-α(TNF-α)诱导的ANRIL表达；ANRIL可通过调节let-7b/转化生长因子-βⅠ型受体信号通路引起内皮功能障碍，参与高血压的发生发展[18]。

1.3 lncRNA与周细胞

周细胞是血管周围的壁细胞，在微血管水平上促进内皮细胞成熟，保持血管稳定性。在体内，血小板衍生生长因子信号可引起周细胞凋亡，血管壁受损，从而导致内皮功能障碍。人原代周细胞中lncRNA HypERl高表达可增加血管内皮通透性，降低周细胞的活性和增殖能力，减少周细胞向人冠状动脉血管内皮细胞迁移，其引起的内皮功能障碍与高血压发病相关[20]。

2 lncRNA参与高血压并发症的进展

lncRNA除了参与高血压的发病，还参与高血压并发症的进展。有研究显示高血压并发左室肥大的患者，外周血单核细胞中表达特定lncRNA。有研究显示3个lncRNA在高血压患者中显著表达，有望作为高血压心脏病的治疗靶点。lncRNA Mhrt可以防止应激引起的心脏重构；lncRNA FENDRR通过控制心脏转录因子启动子的表观遗传模式调节心肌壁的发育；lncRNA CARMEN作为心脏中胚层增强子相关非编码RNA，对心肌前体细胞分化十分重要[21]。高血压心脏病患者lncRNA Ahit显著上调，Ahit的邻近基因MEF2A在心肌等多种组织中表达，是心脏发育和心脏基因表达的关键调节因子。lncRNA Ahit可通过介导MEF2A的表达下调，预防心肌肥厚[22]。

长期高血压导致的血管内皮细胞损伤是脑出血的主要原因，FENDRR是一类对血管发育至关重要的内皮基因[22]。Dong等[23]建立高血压脑内出血小鼠模型，发现小鼠脑血管内皮细胞经凝血酶处理后，lncRNA FENDRR和血管内皮生长因子A(VEGFA)表达水平升高，miR-126表达降低。lncRNA FENDRR通过 miR-126调节VEGFA，促进人脑血管内皮细胞凋亡。因此，抑制lncRNA FENDRR可能是缓解脑出血的潜在靶点。

研究发现，高血压会影响唾液腺功能，唾液分泌过少是高血压并发症之一。然而，对于lncRNA在高血压唾液腺中的作用却知之甚少。Shen等[24]以自发性高血压大鼠为模型，测定下颌下腺的唾液分泌，用基因芯片技术研究差异表达的10个lncRNA，这些lncRNA大多与免疫反应有关。免疫细胞会促进血管慢性炎性反应，损害器官的血压调节功能，导致高血压的形成。

3 lncRNA与高血压相关的临床研究

盐敏感性高血压(SSH)是与个体差异和原发性高血压遗传易感性相关的遗传表型。Wu等[25]比较SSH大鼠lncRNA的表达情况，相关性分析显示多种lncRNA可能通过影响血管发育、上皮细胞分化和转化生长因子-β信号通路等途径调节盐敏感性血压变化。Zhang等[26]对竞争性内源性RNA与SSH的相关机制进行了研究，发现lnc-OTX1-7:1对hsa-miR-361-5p具有抑制作用，继而下调SUV420H1的表达，而SUV420H1能够参与调控糖皮质激素受体靶基因的表达，促使钠离子重吸收和体液潴留。因此，lnc-OTX1-7:1/hsa-miR-361-5p/SUV420H可能参与调控SSH的发生发展。

部分中药的活性成分对lncRNA具有调控作用。三七皂苷R1可通过诱导内皮细胞lncRNA AK094457的表达降低高血压大鼠的血压水平[16]。在SSH大鼠模型肾血管内皮细胞和高盐处理的人脐静脉内皮细胞中，lncRNA sONE的表达水平上升，提示lncRNA sONE 参与SSH的发病机制。研究还显示枸杞在体内和体外均能抑制lncRNA sONE的表达，延缓SSH的恶化，推测枸杞的降压作用可能是通过下调lncRNA sONE表达实现的[27]。

雌激素在拮抗高血压发展中起重要作用。Zhu等[28]发现lncRNA可能参与雌激素诱导的Ang Ⅱ相关的心脏重构。切除小鼠卵巢模拟绝经期雌激素缺乏环境可引起小鼠血压、心肌纤维化和氧化/还原平衡异常，通过对心脏基因图谱的分析，发现lnc-rnasix3os1、 lnc-NONMMUT0244335、lnc-FENDRR和 lnc-nonmmut05609可能参与雌激素对心室重构的拮抗作用，该研究为深入探讨雌激素拮抗血压升高、心室重构和氧化/还原平衡障碍的药理机制提供了新的研究方向。

4 小结

尽管抗高血压新型药物的研发与利用已经取得了较大进步[29]，但原发性高血压发生和发展的确切分子机制尚不完全清楚，原发性高血压仍不能治愈。lncRNA通过调控mRNA的表达及翻译过程，参与高血压的发生发展。lncRNA是研究顽固性高血压及明确高血压个体治疗差异的重要手段，具有防治高血压的潜力。目前的临床研究主要基于细胞水平，对lncRNA调控高血压发生发展的机制探索还处在初期阶段，仍需更深入的研究。