LncRNA在眼科疾病中的研究进展

朱荟蓉，苏杨

（重庆医科大学附属永川医院，重庆 402100）

LncRNA是一类长度超过200个核苷酸、具有很少或没有编码能力的RNA转录物，可在转录、转录后修饰、RNA编辑、RNA转运和翻译等过程，参与从胚胎干细胞的多能性、细胞周期调节到癌症和其他疾病的发展[1]。众所周知，lncRNA表达水平的变化与多种疾病的发生有关，包括眼部疾病，并涉及lncRNA不同的调控机制。本文通过对最近几年关于lncRNA与眼科疾病的相关文献整理总结，就lncRNA与眼科疾病的发生、发展、预后等方面做简要综述。

一、LncRNA概述

LncRNA是最近新发现的分子，与其他非编码RNA和蛋白质形成了相互作用网络，调节所有细胞过程。LncRNA的生物作用发生与mRNA一样，发生在细胞核内，依赖于RNA聚合酶II和III，但与mRNA不同的是lncRNA没有典型的起始密码子、启动子保守区、终止密码子等，因此不具备编码蛋白的作用，或仅能编码100多个氨基酸的多肽[2]。LncRNA多存在于细胞质或细胞核内，通过lncRNA的细胞定位可以指示其作用方式。核lncRNA可参与组蛋白修饰或直接调节转录。细胞质lncRNA通过吸附microRNA或与RNA结合的相互作用在转录后水平调节基因表达[3]。LncRNA通过与DNA、RNA和蛋白质相互作用来调节基因表达[4]。因此，lncRNA表达模式失调会影响细胞功能，造成疾病病理过程的发生。

二、LncRNA与新生血管性疾病

新生血管的形成是正常发育所必需的过程，但在组织损伤或缺氧等病理条件下，血管会发生异常生长。血管化与许多眼部疾病有关，包括角膜损伤或感染、早产儿视网膜病变（ROP）、年龄相关性黄斑变性（AMD）和增殖性糖尿病视网膜病变（PDR）。

（一）LncRNA与角膜新生血管

角膜新生血管（CN）形成的原因包括感染、损伤和移植排斥反应。这个过程受到两种平衡系统的严格控制：刺激剂和血管生成抑制剂，可导致严重的视力丧失甚至失明。Huang J等人证明lncRNA是CN发病机制的潜在调节因子，他们发现正常角膜和血管化角膜之间有154个不同的lncRNAs表达，其中60个下调，94个上调。例如，NR-033585在血管化角膜中的表达明显上调，表达谱与血管内皮生长因子（VEGF）相 似。LincRNA：chr 8：129102060-129109035反 向链明显下调，类似于血小板源性生长因子（PDGF）和内皮抑素[5]。该研究为探讨CN的发病机制提供了新的思路，并表明lncRNA可能成为预防或治疗CN的潜在靶点。

（二）LncRNA与早产儿视网膜病变

早产儿视网膜病变（ROP）发生在早产儿中，由于视网膜的血管生成被破坏，在无血管视网膜的边缘，异常血管生长到玻璃体中，导致视网膜出血和牵引脱离。Vax2os I是一种视网膜特异性lncRNA，调节光感受器祖细胞的细胞周期。其表达模式的紊乱导致分化过程的延迟[6]。对LncRNA-MALAT1的体外和体内研究表明，MALAT1对视网膜发育和缺氧相关疾病的血管生成有调节作用。沉默MALAT1的表达，使细胞质及细胞核内MALAT1水平降低，将使基底内皮细胞迁移增加，增殖减弱[7]。因此，抑制这些lncRNAs可能成为病理性视网膜新生血管形成的潜在治疗策略。

（三）LncRNA与年龄相关性黄斑变性

年龄相关性黄斑变性（AMD）是发达国家成人失明最常见的原因之一。它可分为两类：非新生血管性（干性）或新生血管性（湿性）。湿性AMD与源自脉络膜血管系统并延伸至视网膜下空间的新生血管有关。Vax2os1和Vax2os2是能与核因子κB相互作用的lncRNA。Vax2os1和Vax2os2在小鼠脉络膜新生血管（CNV）模型中，以及在CNV患者的房水中，表达明显下降[8]。研究发现在早期AMD中64个lncRNA失调，并证实它们可能在AMD发展中发挥重要作用。其中，RP-1123406.2在早期AMD中表达下降，体外实验证明，其提高了细胞的存活率，降低了细胞的早期凋亡率[9]。ZNF503-AS1是一种在视网膜色素上皮（RPE）分化过程中上调和在萎缩性AMD的RPE脉络膜中下调的基因间lncRNA。通过抑制其靶点ZNF503，促进RPE的分化。靶向调节RP-1123406.2和ZNF503-AS1均为萎缩性AMD的潜在治疗策略[10]。

（四）LncRNA与糖尿病视网膜病变

糖尿病视网膜病变是长期糖尿病患者最常见的血管并发症之一。高血糖状态下可导致视网膜微血管变化、新生血管异常、氧化应激、炎症、视网膜神经节细胞凋亡和胶质细胞活化等。LncRNA-MIAT是一种在糖尿病大鼠视网膜前体细胞和视网膜中高度表达的视网膜ncRNA2（RNCR2），并在糖尿病小鼠的Müller细胞中也有表达。糖尿病条件下敲低MIAT的表达可抑制凋亡并改善视觉功能[11]。LncRNA-MEG3它在糖尿病小鼠视网膜中的表达明显下调，重新建立其表达可以作为糖尿病相关血管并发症的治疗策略[12]。SOX2重叠转录子(SOX2OT)暴露于高葡萄糖水平和氧化应激的视网膜神经节细胞系和糖尿病小鼠的视网膜中表达下调，其可通过调节Nrf2及其靶基因HO-1相关的途径影响细胞凋亡和细胞活力[13]。

三、LncRNA与白内障

白内障是眼科的常见病之一，后囊混浊是白内障手术的常见并发症。白内障发病过程中发生了许多形态和功能改变，包括蛋白水解增多、细胞周期改变、DNA损伤以及晶状体上皮细胞（LEC）生长分化的变化。Shen Y等人的研究结果发现在白内障晶体中MIAT表达最丰富，并且其还可通过抑制TNF-α诱导的LEC增殖和迁移参与后囊混浊过程，敲低MIAT的表达可以影响PCO的形成[14]。在白内障晶体中，TUG1和caspase-3过度表达，而miR-421表达降低，TUG1负性调控miR-421表达并促进紫外线照射诱导的SAR01/04细胞凋亡[15]。与TUG1相似，KCNQ1OT1在人白内障晶状体前囊样品和用H2O2处理的SRA01/04细胞系中也过表达，下调可抑制SRA01/04细胞增殖和上皮间充质转化（EMT）[16]。Zhilin Zhang等人最近的研究发现，敲低lncRNAHOTAIR可抑制SRA01/04细胞的活力、增殖、迁移和EMT，影响TGF-β/smad信号通路传导[17]。总之，lncRNAs在白内障的形成过程中起着重要作用。

四、LncRAN与眼部肿瘤

LncRNA与肿瘤的发生发展密切相关LncRNA与细胞致癌潜能有关，并促进转移，但也可以作为肿瘤抑制因子。

（一）LncRNA与葡萄膜黑色素瘤

葡萄膜黑色素瘤（UM）是成年人最常见的恶性肿瘤，恶性程度高极易发生肝转移。CRNDE是一种通过mTOR信号通路促进细胞增殖和侵袭并调节组蛋白甲基化状态的lncRNA。CRNDE基因选择性剪接相关的SF3B1突变与葡萄膜黑色素瘤预后良好相关，CRNDE还可通过排斥组蛋白甲基转移酶EHMT2，激活启动子，产生致癌效应[18]。Robertson等人对80例UM分析了8 167个lncRNAs的表达谱，发现在预后不良的亚组中，与癌症相关的linc0152（CYTROR）和BANCR过表达。Linc0152和BANCR的上调与侵袭、细胞迁移和增殖相关[19]。lncRNA P2RX7-V3在UM增高，敲低P2RX7-V3表达可抑制肿瘤的生长，同时P2RX7-V3沉默会致很多基因调节及表达异常，揭示 P2RX7-V3在UM的诊断、发生发展及治疗上具有重要意义[20]。另外lncRNA PAUPAR可通过抑制组蛋白H3K4甲基化，降低HES1表达将减弱肿瘤细胞的迁移能力，上调PAUPAR可明显降低UM细胞的增殖、迁移能力，缩小成瘤的尺寸[21]。

（二）LncRNA与视网膜母细胞瘤

视网膜母细胞瘤（RB）是一种胚胎恶性肿瘤，起源于视网膜核层的胎儿干细胞，是儿童最常见的原发性眼内恶性肿瘤。在RB样本中，MEG3表达水平与癌症分期有关，且与淋巴结或远处转移有关，MEG3表达下调与RB的进展和预后不良有关，是一种潜在的治疗靶点和疾病特异性标记物，可用于早期诊断该肿瘤[22]。同样，HOTAIR以miR-613为靶点，促进RB细胞的EMT，抑制HOTAIR的表达导致miR-613上调并诱导细胞凋亡[23]。LncRNA H19和PANDAR也在RB细胞中过表达，通过调节波形蛋白、P53等蛋白影响细胞增殖、侵袭和迁移[24-25]。LncRNA THOR可通过上调c-myc的表达显著增强RB的恶性表型转化[26]。

五、LncRNA与青光眼

青光眼是一组以视网膜神经节细胞（RGCs）凋亡、进行性视神经损害和视野缺失为主要特征的视神经变性疾病，病理性眼压增高为主要危险因素，是导致不可逆视力丧失的主要原因。青光眼发病机制复杂，症状与长期高眼压及各种病理因素引起的RGCs凋亡有关。近年来越来越多的研究发现lncRNA在青光眼的发病机制中有着重要的作用。

（一）LncRNA与视神经的损伤与修复

视神经损害是视神经各种病变及其髓鞘或RGCs细胞及其轴突等的损害，致使神经纤维丧失、神经胶质增生，最终导致青光眼患者视野缺失、视力下降。MALAT1基因敲除后视网膜节细胞层（GCL）减少，提示MALAT1基因敲除影响RGCs的存活，在高眼压情况下MALAT1可通过促进PI3K/AKT信号通路抑制RGCs在青光眼中的凋亡[27]，可见MALAT1的表达对RGCs的存活至关重要。LncRNA GAS5可与糖皮质激素受体竞争性结合，从而抑制凋亡相关基因的表达，低表达GAS5可能是通过激活TGF-β途径促进青光眼RGCs的增殖、分化及轴突生长而影响RGCs存活[28]。lncRNA ANRIL主要位于细胞核中，是一种反义lncRNA，通过表观遗传修饰，延缓CDKN2B和CDNK2A的转录和翻译，CDNK2A/2B表达降低导致青光眼细胞周期依赖性激酶活性降低，从而使RGCs细胞更易凋亡，这一理论在青光眼小鼠模型中也得到确定[29]。

（二）LncRNA与纤维增生反应

滤过性手术是目前较为经典的治疗青光眼的手术方式，术后良好滤过道的保持是决定手术成功与否的关键，手术创口纤维细胞过度活化、增殖导致滤过道瘢痕化是青光眼手术失败的主要因素。最新的研究发现，LncRNA-MEG3作为TGF-β通路基因的调节因子，与非青眼组分离的人Tenon’s囊成纤维细胞（HTFs）相比，青光眼组Tenon’s囊成纤维细胞（GTFs）中MEG3表达下降，MEG3的过度表达有效地抑制了细胞的活力和增殖能力，且可能是通过对Nrf2蛋白表达的正向调节作用而影响TGF-β对GTFs细胞的活化和增殖。这些数据证实了MEG3在调控Tenon’s囊成纤维细胞增殖有着潜在作用，即其可能与青光眼术后滤过道瘢痕形成有关[30]。

（三）LncRNA与眼压

病理性眼压增高是青光眼主要危险因素，眼压与房水循环有关。Lili Xie等人通过对POAG患者和对照组房水（AH）中的lncRNA表达谱分析发现POAG患者AH中有3627条lncRNAs表达上调，有1520条lncRNAs表达明显下调。ENST00000607393在青光眼患者AH、虹膜和血浆中的表达水平明显上调，且可能通过Wnt信号通路发挥其作用，ENST00000607393基因敲除还可减轻H2O2诱导的原代人小梁网（TM）细胞钙化[31]。这些结果表明，ENST00000607393是预防TM钙化的潜在靶点。同样，反义lncRNA CDKN2BAS1中的单核苷酸多态性(SNPs)与POAG的发病风险和视神经变性有关[29]，CDKN2B-AS1在青光眼中的作用机制可能与其对TGF-β信号通路的影响或对邻近基因表达的调控有关。

六、总结与展望

近年来，lncRNA逐渐成为眼科学的研究重点之一，已发现一些lncRNA在眼科疾病的发生、发展、预后中至关重要，如lncRNA MALAT1、MIAT、HOTAIR、H19、ANRIL等，可通过细胞中的多种分子及信号通路影响疾病的发生发展。目前在眼科的lncRNA研究中仍处于初级阶段，其对眼科疾病的发生、发展、预后和治疗中起到确切作用及机制还有待进一步研究。随着对lncRNA在细胞和疾病中的调控机制更加深入地研究，lncRNAs将有望成为眼科疾病预防、诊断和治疗的重要因子，并为眼科疾病防治带来新的突破。