lncRNA 调控动脉粥样硬化病变的研究进展

李阳阳，管 圣

（1.新疆医科大学研究生院，新疆 乌鲁木齐 831000；2.新疆维吾尔自治区人民医院血管外科，新疆 乌鲁木齐 831000）

动脉粥样硬化（AS）是一种由多种因素引起的复杂的慢性血管炎性病变，是心肌梗塞，中风，不稳定型心绞痛和心源性猝死等心脑血管疾病的基础，给人类健康带来了巨大威胁[1]。AS 实质是一种以病理生理改变为基础的血管疾病，主要表现为内皮细胞功能障碍，血管平滑肌细胞增生和迁移，脂质沉积，慢性炎症及免疫紊乱等一系列反应，最终导致动脉粥样硬化斑块形成，造成动脉内膜破坏、动脉血栓形成和终末器官缺血[2,3]。长链非编码RNA（lncRNA）是长度超过200 个核苷酸（nt）的转录本，广泛存在于基因组中，虽然没有明显编码蛋白质的能力，但在转录、转录后和表观遗传等基因调控机制中均有着重要作用[4,5]。有文献报道称lncRNA 可通过调节和控制转录调节蛋白复合物、激活增强子、作为microRNA 海绵、结合并调节蛋白质以及蛋白质翻译等途径调节动脉粥样硬化形成[6]。虽然众多研究已证实lncRNA 可以通过调节血管内皮细胞、平滑肌细胞、脂类代谢、炎症及免疫影响动脉粥样硬化的形成，但仍有大量的lncRNA 功能还尚未发现，并且对于其生物学功能和机制还需进一步探究。本文阐述并总结了近两年有关lncRNA 对于动脉粥样硬化调控机制的影响，为日后发现和研究新的LNCRNA 奠定基础，并为动脉粥样硬化引起的心脑血管疾病提供新的诊疗思路。

1 调节血管内皮细胞

内皮细胞（EC）功能障碍被认为是早期动脉粥样硬化的重要标志，持续的不良刺激可能导致动脉血管的EC 损伤和细胞凋亡，而内皮损伤或损伤后的内皮修复是预防动脉粥样硬化的关键步骤，lncRNA 在调节血管内皮细胞的生成方面对于动脉粥样硬化有重要意义[7]。既往研究显示[8]，小核仁RNA（snoRNA）在细胞蛋白质合成机制中有很重要作用，如果保留包括外显子在内的全长转录本，snoRNA 将作为一种lncRNA 起作用，称为小核仁RNA 宿主基因（SNHG）。近期有研究发现，SNHG1在ox-LDL（氧化型低密度脂蛋白）诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVEC）中的作用，结果表明SNHG1 的上调减弱了ox-LDL 诱导的HUVEC 细胞损伤和炎症反应。RNA 免疫沉淀（RIP）分析鉴定了miR-556-5 与SNHG1 之间的相互作用，GNAI2（G 蛋白亚基αi2）和PCBP1[poly（rC）结合蛋白1]被确定为miR-556-5p 的下游靶标。SNHG1 通过使miR-556-5p变海绵并上调GNAI2 和PCBP1 来减轻ox-LDL 诱导的HUVEC 的功能障碍[9]。此外，有报道称在暴露于ox-LDL 的HUVEC 中，lncRNA SNHG7 显著上调，结果显示SNHG7 抑制了HUVEC 的增殖和迁移。在机理上，转录因子E2F1 靶向lncRNA SNHG7的启动子区域并加速其表达，证明了E2F1/SNHG7/miR-186-5p/MMP2 轴在内皮细胞的增殖和迁移中具有重要作用[10]。既往在细胞质中发现了一种肿瘤相关的lncRNA-非DNA 损伤激活的非编码RNA（NORAD），其被证明是维持基因组稳定性所必需的，但其调节动脉粥样硬化形成的机制研究较少[11]。Bian W 等[12]研究发现在ox-LDL 处理的人脐静脉内皮细胞(HUVECs) 和高脂饲料喂养的载脂蛋白E(ApoE) 小鼠中，lncRNA NORAD 通过NF-κB 和p53-p21 信号通路以及IL-8 减弱内皮细胞的衰老和凋亡。而Wan W 等[13]发现NORA 另外的作用，大黄素甲醚8-O-β-吡喃葡萄糖苷（PG）通过调节lncRNA NORAD/miR125/STAT3 信号通路对高糖诱导的糖尿病视网膜病变（DR）变起到保护作用。Lu G等[14]通过对lncRNA X 失活特异性转录本（XIST）的研究发现，XIST 在经ox-LDL 处理的HUVEC 中的表达上调，并且XIST 减弱了HUVECs 中ox-LDL 诱导的能力，通过实验进一步发现了沉默XIST 可调节miR-204-5p/TLR4 轴在血管内皮损伤中发挥保护作用。此外在另一项研究中Wang M 等[15]发现在ox-LDL 诱导的HUVEC 中，lncRNA OIP5-AS1 显着过表达，并且结果显示lncRNA OIP5-AS1 通过募集EZH2 靶向GSK-3β 来加速ox-LDL 诱导的血管内皮细胞凋亡。内皮细胞损伤和不良修复是动脉粥样硬化形成的基础，lncRNA 可通过多种途径调节内皮细胞增殖和凋亡，因此，通过研究lncRNA 对AS 的调控可为动脉粥样硬化的治疗提供潜在的靶点。

2 调节血管平滑肌细胞

血管平滑肌细胞（VSMC）是血管壁的组成细胞，控制血管的舒张和收缩，并参与血流动力学和内环境稳定。平滑肌细胞的病理生理学变化（如过度增殖、肥大、迁移和炎症）可导致心血管疾病[16]。人类尸检报告、体外机制研究和体内相关数据表明，平滑肌细胞在动脉粥样硬化的启动过程中起着重要作用。越来越多的证据表明，lncRNA 参与了血管平滑肌细胞的发生、增殖和凋亡。

有研究对35 例AS 患者和35 例健康志愿者血清中LNCRNA FOXC2-AS1 表达分析，AS 患者血清中LNCRNA FOXC2-AS1 表达明显上调，且OXLDL 和IL-6 可诱导血管平滑肌细胞（VSMCs）表达FOXC2-AS1，此外，结果表明FOXC2-AS1 过表达可促进VSMCs 增殖，抑制VSMCs 凋亡[17]。另有研究发现氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）可诱导人主动脉平滑肌细胞（HA-VSMCs）存活、氧化损伤和迁移，而LINC00299 基因敲除可减弱ox-LDL 诱导的HAVSMCs 损伤，揭示了LINC00299/miR-135a-5p/Xbox 结合蛋白1（XBP1）轴可调节ox-LDL 诱导的HA-VSMCs 损伤[18]。Zhang L 等[19]发现在冠状动脉粥样硬化患者的血浆和组织中，一种新的LNCRNA LEF1-AS1 被上调，而miR-544a 被下调，并揭示了LEF1-AS1 通过miR-544a/张力蛋白同源物（PTEN）轴调节平滑肌细胞的增殖和迁移。Wang M 等[20]发现ox-LDL 损伤的VSMCs 中，lncRNA MEG3 表达下调。通过生物信息分析发现MEG3 可能通过特异性结合mic RNA-361-5p 调节ATP 结合盒蛋A1（ABCA1）的表达，共同参与VSMCs 的增殖及凋亡。而Zhang B 等[21]通过建立ox-LDL 诱导的VSMC 模型，发现lncRNA MEG8 的表达被抑制，而miR-181a-5p 的表达则以剂量和时间依赖的方式增强，结果表明MEG8 通过MEG8/miR-181a/过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）轴调控血管平滑肌细胞的增殖和迁移。Tao K 等[22]研究发现在动脉粥样硬化患者血浆中癌基因LncRNA CASC11 表达下调，而IL-9表达上调，而在健康对照组中无相关性。揭示了CASC11 可能通过下调IL-9，调节VSMC 凋亡和增殖来改善动脉粥样硬化。另外，Liu X 等[23]研究发现一种新的LINC00341 基因的敲除抑制了血管平滑肌细胞的增殖和迁移能力，并进一步发现其可通过海绵miR-214 促进O 型叉头盒转录因子4（FOXO4） 蛋白的表达，而miR-214 反过来又导致LINC00341 的转录激活形成正反馈回路。血管平滑肌细胞的增殖和迁移是动脉粥样硬化形成的重要使动因素，lncRNA 通过多种生物轴抑制VSMC 异常增殖和迁移可为AS 治疗提供新策略。

3 调节脂质代谢

脂质代谢紊乱是动脉粥样硬化的主要危险因素之一，当脂质代谢发生紊乱时，脂质聚积在动脉内壁进而形成斑块，并进一步对斑块的稳定性和血管腔狭窄造成影响，是形成血管动脉粥样硬化的基础。众所周知，（低密度脂蛋白）LDL 胆固醇和高密度脂蛋白（HDL）胆固醇是血脂异常和动脉粥样硬化的关键因素，此外脂质氧化应激和其他脂蛋白颗粒代谢也对动脉粥样硬化起重要作用[24]。

Ma M 等[25]发现lncRNA Gm15622 在以高脂饮食（HFD）和以游离脂肪处理的鼠肝（AML-12）细胞小鼠肝脏中高度表达并被上调，并且发现Gm15622通过充当miR-742-3p 海绵来使转录调节剂固醇调节元件结合转录因子1c（SREBP-1c）表达上调，从而促进肝脂质蓄积。此外，Li P 等[26]通过高通量测序冠心病患者的血浆样本并逆转录定量（RT-Q）PCR发现了新的lncRNA ENST00000416361，其在冠心病（CAD）患者血清中高表达，并证明了其表达与固醇调节元件结合转录因子SREBP1 和SREBP2 在CAD 呈正相关，因此，lncRNA ENST00000416361 可能参与脂质代谢。既往研究发现牛磺酸上调基因1（TUG1）是调控AS 重要LNCRNA 之一，但其调节脂质代谢还需进一步研究。Yang L 等[27]通过测定高脂饮食C57BL/6J 小鼠、正常饮食C57BL/6J 小鼠、ob/ob 小鼠和db/db 小鼠TUG1 和载脂蛋白M（ApoM）的表达水平，发现在高脂饮食的C57BL/6J 小鼠、b/ob 和db/db 小鼠中，TUG1 高表达，而ApoM 表达下调。进一步实验发现TUG1 可通过调节miR-92a/FXR1 轴抑制肝组织和血浆载脂蛋白，从而抑制胆固醇流出。另一项实验发现与AS 形成有关的的LNCRNA MALAT1 过表达增加了含有80 个卷曲结构域的CCDC80 的表达，降低了小鼠脂蛋白脂酶（LPL）的表达，而MALAT1 基因敲除则表现为相反的表型。同时发现MiR-141-3p/200A-3p 模拟物或抑制剂可阻断MALAT1 过表达和下调的作用。而CCDC80 正是通过降低载脂蛋白脂酶（LPL）的表达和活性来加速载脂蛋白E 基因敲除LPL 的表达和活性，从而加速动脉粥样硬化的发展[28]。LncRNA 可通过调节胆固醇平衡以及脂代谢相关酶的生成从而调节脂质代谢，可为高脂血症及冠心病患者的潜在生物标志物提供新思路。

4 调节巨噬细胞炎性反应

动脉粥样硬化病变（AS）作为一种炎性疾病，脂蛋白氧化、炎症和免疫等过程在AS 中起着至关重要的作用。炎症是其发生，进展和不稳定的关键因素[29]。巨噬细胞是动脉粥样硬化病变中的主要免疫细胞群，在动脉粥样硬化的所有阶段均起作用。特别是巨噬细能够维持胆固醇动态平衡，其研究在减轻动脉粥样硬化尤为关键[30]。

国内外众多报道说明LNCRNA 影响着巨噬细胞的增殖和炎症反应来调控AS 表达和功能。Sun C等[31]发现在动脉粥样硬化晚期病变和巨噬细胞中高表达的一种新的LNCRNA RAPIA，通过体外研究发现RAPIA 可促进巨噬细胞增殖，减少凋亡，并且发现对已形成的晚期动脉粥样硬化斑块具有类似于阿托伐他汀的动脉粥样硬化保护作用。另有研究表明AS 患者和氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）刺激的巨噬细胞中MALAT1 表达水平显着降低，并进一步证实了敲低MALAT1 可能通过调节ox-LDL 诱导的THP-1 巨噬细胞中的miR-17-5p/（ATP 结合盒转运蛋白A1）ABCA1 轴而促进胆固醇的积累[32]。国外研究报道称发现了一种先前未知的lncRNA——巨噬细胞炎症抑制转录本（Mist1），并发现敲低Mist 可以增强巨噬细胞炎症基因的表达，并且在引起肥胖过程中Mist 下调可以部分通过表观遗传机制抑制炎症途径并导致代谢功能障碍[33]。另一项研究中Zhen Z 等[34]发现lnpRNA DAPK1-IT1 和脂蛋白脂肪酶（LPL）在THP-1 巨噬细胞衍生的泡沫细胞中被显著上调，进一步体外研究发现DAPK1-IT1/hsamiR-590-3p/LPL 轴可调节胆固醇代谢和巨噬细胞的炎症反应，通过该轴可调节动脉粥样硬化形成。LncRNA 通过巨噬细胞调节胆固醇代谢及炎症反应来影响AS 形成为研究抗AS 药物提供了理论依据，但有关lncRNA 调控其他炎症因子，如中性粒细胞、T 细胞及树突状细胞还有待于进一步研究。

5 调节细胞自噬

细胞自噬（autophagy）是依赖溶酶体途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的一种过程，其病理生理和人类疾病有着密切关系。动脉粥样硬化斑块中的自噬可通过清除有害的氧化修饰蛋白和受损成分来损害动脉粥样硬化过程，而细胞中的自噬缺陷则会加剧动脉粥样硬化。越来越多的证据表明，细胞氧化，脂质代谢和炎症反应会在晚期动脉粥样硬化斑块中刺激自噬，对AS 形成起重要作用[35]。

最近有研究表明LNCRNA 趋异转录本1（CTBP1-AS2）过表达可抑制人主动脉血管平滑肌细胞（HA-VSMCs）的增殖，促进其自噬，并且发现lncRNA CTBP1-AS2 是通过调节其下游靶miR-195-5p 的靶标自噬相关14（ATG14）抑制血管平滑肌细胞VSMCs 增殖，促进VSMC 自噬，并且这种作用可被自噬抑制剂ROC-325 或miR-195-5P 模拟物逆转[36]。另外有研究发现ox-LDL 中lncRNAFA2H-2 的表达显著降低，且lncRNA-FA2H-2 与混合系激酶结构域样蛋白（MLKL）基因启动子相互作用，下调MLKL 的表达，进一步实验表明沉默LncRNA-FA2H-2 和过表达MLKL 可激活炎症，抑制自噬，且进一步发现MLKL 对自噬的影响可能与依赖雷帕霉素（MTOR）--自噬抑制剂的信号通路有关[37]。既往研究表明巨噬细胞的自噬在晚期动脉粥样硬化中起能够起保护作用。Li Y 等[38]研究发现一种新的LncRNA DYNLRB2-2 通过miR-298/SIRT3 轴调节肝激酶B1（LKB1）/活化蛋白激酶（AMPK）/雷帕霉素（mTOR）自噬信号通路，从而阻断THP-1 巨噬细胞泡沫细胞的形成，从而增强胆固醇外流（CE），抑制AS 发展。此外Yang J 等[39]发现在冠心病患者血清中高表达的lncRNA 转移相关的肺腺癌转录本1（MALAT1）在维持氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）诱导的巨噬细胞自噬中至关重要，通过实验证实lncRNA MALAT1 通过SIRT1/MAPK/NF-κB 途径增强ox-LDL 诱导的巨噬细胞自噬。此外还有研究称MALAT1 可通过MALAT1/miR-15b-5p/有丝分裂原激活的蛋白激酶1（MAPK1）信号轴来促进细胞活力和细胞自噬，同时抑制细胞凋亡，随后发现MALAT1通过激活雷帕霉素（mTOR）信号通路抑制内皮祖细胞（EPCs）自噬并增加细胞活力，同时抑制冠心病（CAD）的发生[40]。lncRNA 通过调节自噬可以作为治疗AS 的新靶点，其多种自噬通路和自噬因子的调节以及如何通过自噬通路研制出抗AS 类药物已成为新的问题。

6 展望

lncRNA 调节多种生物学机制被越来越多的揭示，尤其在肿瘤和动脉粥样硬化方面。近些年在lncRNA 层面研究抗AS 实验逐渐开展，如心血管常用药物阿托伐他汀通过lncRNA NEXN-AS1/NEXN 途径抑制人血管内皮细胞的凋亡[41]，氯吡格雷通过抑制lncRNA HIF1A-AS1 减少细胞凋亡并促进人血管内皮细胞的增殖[42]。随着转录组学技术的逐渐成熟，通过RNA 测序（RNA-seq）方法建立全基因组数据库，筛选出多种差异表达的和转录本特异性的lncRNA，在检测lncRNA 方面有更高的灵敏度和准确性[43]。并且通过基因本体论（GO）和《京都议定书》的基因与基因组百科全书（KEGG）分析建立lncRNA-miRNA-mRNA 网络，发掘lncRNA 功能对于寻找潜在生物学标志物和靶向药物展示了广阔前景[44]。此外，还有一些新方法将lncRNA 的分子机制转化为AS 实际治疗价值[45]。但由于我们对AS 形成机制的了解有限以及lncRNA 的多样性和复杂性，lncRNA 对AS 的调控机制还有很多未知。首先，动脉粥样硬化相关基因座的基因组结构总体上是保守的，而产生的lncRNA 保守性有限[46]；其次，许多lncRNA 在动脉粥样硬化的表达水平较低，往往根据其下游靶标microRNA 及蛋白质产物验证无法诠释lncRNA 整体功能；并且相关生物表观实验多在体外或动物实验中完成，在体内多种环境中lncRNA 对动脉粥样硬化的影响可能会产生差异，这些因素使研究lncRNA 调控AS 的可靠性和可重复性方面结果值得怀疑。因此，进一步揭示lncRNA 调控AS 的生物分子机制和细胞途径是未来研究心血管疾病的诊疗方法的关键一步。

7 总结

从最初的“垃圾RNA”到如今的“黄金RNA”，lncRNA 参与调节多种疾病的病理生理过程越来越重要。近些年来，大量的有关AS 的lncRNA 被发现，如ANRIL，H19，MALAT1，MEG3，NEAT1，TUG1 等，且其作用机制也有了深入探索，lncRNA 作为生物标志物及基因靶标治疗已经成为动脉粥样硬化治疗的有希望的领域。尽管有众多的lncRNA 未被挖掘，且其与AS 关系也尚未明朗，但随着生物技术的发展，lncRNA 在AS 中的作用将会被不断发现及利用。