LncRNA参与固有免疫及其在牙周炎症反应中的研究进展

胡安妮， 苏俭生

（上海牙组织修复与再生工程技术研究中心，同济大学口腔医学院，同济大学附属口腔医院口腔修复科，上海 200072）

牙周炎是牙周支持组织的一种慢性感染性疾病，是成年人牙齿缺失的首要原因。牙周组织的固有免疫系统高度活跃，对维持牙周健康至关重要[1]。固有免疫是宿主抵御病原刺激的第一道防线，反映了机体的快速抗感染能力，同时也促进了适应性免疫的激活。目前已证实，长链非编码RNA（lncRNA）在固有免疫调控中扮演重要角色[2]，包括髓系细胞的分化发育、炎症基因的表达和炎症小体的激活等。据此，本文将着重探讨lncRNA在固有免疫中的作用，并从固有免疫角度，对lncRNA在牙周炎症反应中的研究进展进行综述。

1 LncRNA概述

LncRNA是长度超过200 nt的非编码RNA，具有m7G帽及PolyA尾。由于缺乏有效的开放阅读框，lncRNA几乎无蛋白质编码功能。与mRNA相比，lncRNA长度较短，外显子少却更长，表达水平低，进化保守性差。LncRNA主要富集在细胞核,其表达分布对细胞、组织、发育或疾病状态具有特异性，并且高度依赖时间和环境。 根据所在基因组中的位置方向,lncRNA主要分为：基因间区长链非编码 RNA（intergenic lncRNA,lincRNA）、内含子长链非编码RNA （intronic lncRNA）、正义长链非编码RNA （sense lncRNA）、反义长链非编码RNA（antisense lncRNA）和双向长链非编码RNA（bidirectional lncRNA）[3]。 研究表明，lncRNA 可利用 RNA-DNA，RNA-RNA，RNA-蛋白互相作用的方式，从表观遗传水平、转录水平和转录后水平3个层面在诸如X染色体沉默、基因组印记、干细胞多能性、肿瘤生长与转移及免疫应答等多种生理、病理过程中起到重要作用[4]。

2 LncRNA与固有免疫

2.1 LncRNA与固有免疫细胞的分化发育和稳态维持

执行固有免疫应答的细胞主要有单核/巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞、固有淋巴细胞（innate lymphoid cells,ILCs）及组织相关细胞等[5]。LncRNA Lnc-MC被发现可作为竞争性内源RNA结合miR-199a-5p，从而促进单核细胞向巨噬细胞的分化[6]。LncRNA NTT可结合转录因子C/EBPβ并通过核不均一核糖核蛋白-U（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein-U，hnRNP-U） 与邻近基因PBOV1启动子相互作用，调节单核细胞周期和分化[7]。LncRNA Morrbid可通过调节促凋亡分子BCL2L11来调控嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和Ly6c+单核细胞的寿命及稳态[8]。另外，如lncRNA Rroid对维持1型固有淋巴细胞（ILC1）的稳态至关重要[9]。

2.2 LncRNA与炎症基因表达

固有免疫应答的核心是机体在病原侵袭时能以快速诱导模式识别受体下游炎症基因的表达。当感染或刺激发生时，固有免疫细胞的模式识别受体：Toll样受体 （Toll-like receptors,TLRs）、NOD样受体（NOD-like receptors,NLRs）、RIG-I样受体（RIG-I-like receptors，RLRs）、C型凝集素受体和DNA感受器识别病原体相关分子模式（pathogenassociated molecular patterns，PAMPs）或损伤相关分子模式（damage-associated molecularpatterns，DAMPs），激活固有免疫信号，引起炎症细胞因子、转录因子等效应分子表达，启动炎症反应，从而完成病原体的识别和清除。宿主来源的lncRNA在炎症基因表达调控网络中的作用大致呈现以下3种模式。

2.2.1与RNA结合蛋白结合，在基因启动子区形成核酸蛋白复合体，调控其表达 例如，lincRNACOX2可通过与hnRNP-A2/B1和hnRNP-A/B结合形成复合体来抑制多种免疫相关基因表达，如趋化因子 CCL5（CC chemokine ligand 5）和 CX3CL1[Chemokine （C-X3-Cmotif）ligand 1]等[2]。 LncRNA THRIL则能在与hnRNP-L形成复合物的同时，定位于肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）启动子区，作为TNF-α的负反馈调节因子控制炎症过度进展[10]。类似的，lincRNA-EPS也可作为负调控因子，通过与hnRNP-L相互作用并调节其核小体定位来抑制免疫应答基因的表达[11]。

2.2.2与转录或剪接因子结合，影响其活性 一个经典的例子是lncRNA-NEAT1，它可将富脯氨酸/谷氨酰胺剪接因子 （splicing factor proline/glutaminerich,SFPQ）定位到细胞核中形成旁斑，削弱其对白细胞介素-8（interleukin-8,IL-8）启动子的抑制作用，激活IL-8的转录[12]。另如，lncRNA PACER能与NF-κB的亚基p50结合，阻断其与COX2启动子作用，激活p300组蛋白乙酰转移酶 （histone acetyltransferase，HAT）的募集从而增加组蛋白乙酰化，并启动RNA聚合酶Ⅱ复合物的组装，促进炎症调节剂COX2的表达[13]。

2.2.3影响基因表观遗传调控 例如，lincRNACOX2可与染色质重塑复合物SWI/SNF（switching defective/sucrose non-fermenting）形成复合体，影响SWI/SNF相关的染色质重塑[14]。同样，lincRNA-COX2与Mi-2/核小体重组和脱乙酰基酶复合物Mi2/NuRD（nucleoside remodeling and deacetylase）相互作用，影响IL-12b启动子区H3K27乙酰化和H3K27二甲基化,起到IL-12b的反向调控作用[15]。此外，lncRNAIL7R则可以通过调节组蛋白3第27位赖氨酸的三甲基化负向调控炎症介质表达[16]。

2.3 LncRNA与炎症小体

炎症小体是细胞质中的一种多蛋白复合体，由分子感受器、衔接蛋白——凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD,ASC)和天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶(cysteinyl aspartate-specific proteinase,Caspase)组成，可通过感知PAMPs或DAMPs控制炎症反应。激活后的炎症小体可组装活化Caspase-1，介导促炎因子IL-1β和IL-18的成熟分泌，也可以驱动焦亡执行蛋白Gasdermin-D分子切割，引起细胞焦亡[17]。近年来，以NLRP3（NOD-,LRR,and pyrin domain-containing 3）炎症小体为代表的研究已成为固有免疫领域的热点，而lncRNA在其中的作用也备受关注。

研究表明，lincRNA-EPS可抑制炎症小体中ASC基因的表达，阻遏 IL-1β的产生[11]。 Yi等[18]指出，linRNA-Gm4419可以直接与 NF-κB的 p50亚基结合，并激活NLRP3炎症小体从而调控高糖环境下肾小球系膜细胞的炎症进程。此外，lncRNAMALAT1可竞争性地结合miR-22影响NLRP3的表达，促进高糖诱导的内皮细胞焦亡[19]。最新研究显示，lincRNA-COX2可以通过结合 NF-κB的 p65亚基并促进其核移位来上调NLRP3和ASC的表达[20]，而 lncRNA-NEAT1 则与 NLRP3、NLRC4 和AIM2炎症小体的组装及加工相关[21]。

3 LncRNA、固有免疫与牙周炎

3.1 固有免疫在牙周炎发生中的作用

牙周炎主要由微生物失调、宿主免疫及遗传因素共同促成。当受到牙龈卟啉单胞菌等厌氧菌的侵袭时，牙龈作为抵御外界刺激的第一道屏障，最先通过固有免疫细胞的TLRs（如 TLR2、TLR4）和 NLRs（如NLRP3）识别病原菌及其毒素，触发涉及NF-κB途径的胞内信号级联，分泌IL-6、IL-8、IL-1β及TNF-α等多种效应分子，启动炎症反应和固有免疫应答，并在后期激活适应性免疫。在未受到有效控制的情况下，持续且广泛的炎症反应和过剩的炎症因子将进一步蔓延至深部，导致宿主促炎-抗炎免疫失衡，进而造成牙周膜胶原纤维溶解和牙槽骨吸收[1]。

3.2 LncRNA参与的固有免疫与牙周炎症反应

文献表明，lncRNA与牙周炎病程密切相关，芯片研究发现，与正常牙周组织相比，牙周炎症组织中共有8 925种lncRNA的差异表达，说明lncRNA可能在牙周炎进程中发挥部分或关键作用[22]。已有研究证明，lncRNA参与的固有免疫主要以lncRNA/miRNA/效应分子或信号通路的模式影响牙周炎症反应。例如，lnRNA-MALAT1在慢性牙周炎患者的牙龈组织中高表达，并可作为分子海绵竞争性结合miR-20a，上调TLR4并促进IL-6、IL-8等炎症因子的产生，提示MALAT1/miR-20a/TLR4途径有望成为牙周炎治疗的新靶点[23]。又如，lncRNA FGD5-AS1在牙周炎牙龈组织和人牙周膜细胞炎症模型中均呈现低表达，它可以通过miR-142-3P/SOCS6/NF-κB信号负向调控TNF-α、IL-1β等炎症因子表达[24]。类似的，在炎症来源的牙周膜干细胞中，lncRNA MAFG-AS1在限制细胞增殖的同时也能结合miR-146a，削弱miR-146a对TLR4的靶向抑制作用[25]。此外，还有一些lncRNA可能通过固有免疫与牙周炎存在关联，但潜在机制尚待考证。例如，lncRNA ANIRL在感染的牙龈上皮和成纤维细胞中均呈高表达[26]，而其又受NF-κB信号调节，介导IL-6等促炎因子产生[27]。LncRNA OIP5-AS1在炎性牙周组织中显著低表达[28]，而其又能够结合并限制HuR蛋白靶向TNF、TLR4 mRNA 等功能的发挥[29]。

固有免疫既是机体抗感染的首要防线，又是适应性免疫的前哨，贯穿了牙周炎病理发展的始终。鉴于lncRNA与固有免疫的密切联系和固有免疫在牙周炎中的关键地位,lncRNA参与的固有免疫与牙周炎的关系及其效应机制亟待深入挖掘。

综上所述，目前lncRNA已在肿瘤、遗传等领域获得丰厚的进展，而其在固有免疫方面的研究仍处于起步阶段。固有免疫作为宿主抵御病原侵袭的先锋和承接适应性免疫的桥梁，在机体健康和稳态维持中的有效调节显得尤为重要。LncRNA介导固有免疫调控的一大优点是可以通过现有的蛋白因子库调节靶基因的表达，从而在短时间内对外界刺激做出响应。然而，现阶段该领域研究也面临着一些挑战，如lncRNA在固有免疫细胞的其他功能（如细胞黏附、趋化性、吞噬、抗原呈递等）中的作用尚待挖掘，并且由于lncRNA的种类间同源性较差，导致实验结果的临床转化存在困难。可以明确的是，lncRNA与疾病发生、发展紧密相关，这就使得lncRNA作为新的药物靶点用于感染和急、慢性炎症等疾病的治疗成为可能，而牙周炎便是其中之一。希望随着研究的不断深入，lncRNA在固有免疫和牙周炎中的更多发现将逐步被挖掘，从而为牙周炎和其他固有免疫相关疾病的预防及治疗提供新的思路和应对策略。