长链非编码RNA在系统性红斑狼疮中的研究进展

来源:用户上传      作者:罗柏威 曾惠琼 张跃 叶志中

　　 【摘 要】 长链非编码RNA（lncRNA）在X染色体沉默、基因组印记、染色质修饰、转录及翻译、免疫细胞分化、凋亡和免疫应答等方面发挥着重要作用。近年来，许多潜在的lncRNA被发现参与了系统性红斑狼疮分子水平的调控。免疫相关的功能性lncRNA可作为新的治疗靶点和疾病标志物，为临床治疗提供潜在的理论支持。
　　 【关键词】 系统性红斑狼疮;长链非编码RNA;综述系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种自身免疫介导的弥漫性结缔组织病。流行病学研究表明，SLE的患病率在亚洲约为30/10万人～50/10万人，北美的患病率最高（241/10万人），非洲和乌克兰的患病率较低（0.3/10万人），本病多发于育龄妇女，男女比率约为1∶13[1-3]。SLE发病机制尚不清楚，目前公认的是遗传易感性、环境、免疫学和激素因素的相互作用，但确切的机制尚不明确。在基因的驱动，各种外界因素作用下，伴随着促炎因子的刺激，如Ⅰ型干扰素（IFN）和其他细胞因子，对自身抗原的免疫耐受性丧失[4]，随后大量自身抗体及免疫复合物形成而引发一系列机体的自身损伤。目前，临床上尚无治愈SLE的方法。有研究显示，长链非编码RNA（lncRNA）可能参与了SLE发病的分子层面的调控[5-6]，进一步了解SLE相关的lncRNA，有助于寻求新靶点及新药研发。为了识别与疾病相关的lncRNA，一般需要通过下列3种方法选择候选lncRNA[7]：通过微阵列和全转录组测序识别表达差异的lncRNA，通过定量PCR方法研究功能性lncRNA在患者或疾病模型的特定细胞中是否失调，通过全基因组关联研究发现包含疾病相关单核苷酸多态性的lncRNA基因。本文简要介绍lncRNA的定义、分类、功能，同时对近年最新研究显示的在SLE中差异表达并密切相关的lncRNA进行综述。
　　1 lncRNA概述
　　 lncRNA是一类长度在200～100 000个碱基对之间的RNA，它一般无蛋白编码能力[8]。大多数lncRNA是由RNA聚合酶Ⅱ产生，在结构上类似mRNA，因为它们都有5′端帽子结构和3′端聚腺苷酸尾巴[9-12]。
　　 目前，lncRNA主要按基因组定位，分为正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、基因间lncRNA和内含子间lncRNA五大类[13]。lncRNA曾被认为是基因组转录过程產生的“噪音”或“废物”，是RNA聚合酶Ⅱ转录的副产物，没有生物学功能;进一步研究显示，许多lncRNA在一系列细胞分化系统中动态表达，且都是选择性剪接，证明了它们表达的精确性，与它们只是转录噪音的说法相一致[11]。但全基因组研究表明，哺乳动物基因组被普遍转录，基因组中负责蛋白质编码的部分约占1.5%，而许多非编码调控元件被转录成lncRNA，在人体多种生理病理过程中，lncRNA作为信号、诱饵和引导分子发挥重要作用[10]。目前的研究已经证实，lncRNA可以在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调节基因表达[14]，与人类的肿瘤、神经系统病变、自身免疫性疾病的发生、发展和防治有着密切的联系[15]。研究表明，lncRNA以高度特异性的方式表达，并控制先天性和适应性免疫细胞的分化和功能，提示lncRNA可能是免疫系统中基因表达的关键调节因子[5]。因此，研究lncRNA在SLE疾病发生、发展过程中的各种功能与作用，有助于它们成为干预治疗的新靶标和疾病标志物。
　　2 SLE相关的lncRNA
　　 目前，关于lncRNA与SLE关系的研究尚不多。彭武建等[16]通过lncRNA表达谱芯片检测技术，筛选SLE患者及健康对照组的人外周血单个核细胞（PBMCs）中lncRNA的差异表达，并对部分差异表达基因进行验证，其中uc003ngn、uc010loq、uc003wbg、uc003wax、HMlinc-RNA1145、uc010jsn、uc003wax、HMlincRNA1145等lncRNA在SLE患者外周血PBMCs中显著上调，而AK022005、uc010cik、uc010gdp、uc010nwn、uc010-imt、HMlincRNA678等lncRNA显著下调，提示在SLE患者PBMCs中多个lncRNA异常表达可能参与SLE疾病发生、发展过程，但是该项研究未将异常表达的lncRNA与SLE的病情活动度联系起来。现将近年研究发现与SLE相关的lncRNA综述如下。
　　2.1 富含核富集的转录物1（NEAT1） NEAT1作为一种新的调节因子，有NEAT1-1（3.7 kb）和NEAT1-2（23 kb）两种亚型，在免疫调节中起着至关重要的作用[17-18]。有研究发现，NEAT1主要在人单核细胞中表达，SLE患者单核细胞中NEAT1表达异常增加，并且与SLE疾病活动度和肾脏受累相关。而通过沉默NEAT1，可显著降低白细胞介素-6（IL-6）、CXCL10等趋化因子和细胞因子的表达，表明NEAT1表达增加可能导致这些分子在SLE患者中的表达升高。此外，已经确定NEAT1通过影响MAPK信号传导途径而参与TLR4介导的炎症过程[18]。也有研究显示，NEAT1可能通过雌激素受体信号通路在SLE的发病机制中发挥关键作用[19]。有研究认为，NEAT1可能在Ⅰ型IFN通路异常激活、调节先天免疫应答中发挥重要作用[20]。因此，NEAT1可能有助于了解SLE的发病机制和识别疾病活动。但NEAT1主要是通过MAPK通路还是Ⅰ型IFN通路、雌激素受体信号通路参与SLE发病，抑或是3条通路相互影响、相互促进SLE的发展，有待更多研究进一步阐明。
　　2.2 生长抑制特异性转录因子5（Gas5） Gas5是一种5'端寡嘧啶RNA，Gas5的5'端含有一段较短的开放阅读框架，3'端能够与糖皮质激素应答元件竞争性结合糖皮质激素受体，雷帕霉素可抑制Gas5的降解[21]。最近的全基因组关联研究表明，SLE与染色体1q25上的一个区域有关。功能性lncRNA Gas5的基因位于1q25.1号染色体上，提示Gas5可能与SLE易感性有关[22-23]。有研究显示，SLE患者CD4+T淋巴细胞和B淋巴细胞中Gas5的表达均降低，而且Gas5的表达与SLE患者的红细胞沉降率和SLEDAI-2K评分呈负相关[24]。有研究显示，Gas5在免疫组织的表达水平较代谢器官组织中的表达水平高[25]，这一差异提示Gas5可能受免疫细胞的差异调控。但Gas5在疾病靶向组织和免疫细胞亚型中的确切作用需要进一步阐明。KINO等[23]发现，Gas5通过与糖皮质激素反应元件竞争结合糖皮质激素受体，抑制糖皮质激素诱导的内源性应答基因的转录活性，进而影响细胞代谢状态，诱导细胞凋亡、抗原暴露和自身抗体的产生，从而在SLE的发生、发展中发挥关键作用[26]。Gas5水平是否能作为诊断标志物及判断疗效指标尚需要更多研究进一步确认。 　　2.3 lnc-DC 在人类树突状细胞中特异性表达的lncRNA，称为lnc-DC，它可以调控人类单核细胞向人类树突状细胞分化，也调控T细胞的活化。lnc-DC的下调可降低T细胞表面受体的表达，并削弱树突状细胞刺激T细胞活化的能力[27]。lnc-DC通过与转录因子STAT3相互作用，抑制酪氨酸磷酸酶SHP1的去磷酸化作用，进而调控T细胞活化、Th17分化和IL-12的产生，并参与SLE的发病过程。LI等[28]发现，SLE患者的lnc-DC表达明显低于健康对照组。有研究显示，在无肾炎的SLE中，lnc-DC的表达明显低于正常对照组，然而，狼疮性肾炎患者的lnc-DC水平高于健康对照组[24]，说明lnc-DC可能作为鉴别狼疮性肾炎与没有肾炎的SLE新的潜在生物标志物。
　　2.4 linc0949 一项研究结果显示，SLE患者和健康组以及有肾炎的SLE患者的linc0949水平无显著差异;然而，活动度较低的SLE患者，linc0949表达高于活动度较高的SLE患者[24]。WU等[29]发现，SLE组的linc0949表达水平明显低于正常对照组和疾病对照组;linc0949水平与SLEDAI-2K呈负相关，与补体C3水平呈正相关;狼疮肾炎组的linc0949水平较无肾脏受累组明显下降;linc0949表达水平随病情改善以及治疗后明显升高。进一步的研究显示，linc0949通过调节IL-6和肿瘤坏死因子-α分泌参与SLE的发生、发展。这些结果表明，linc0949可以作为一种新的生物标志物监测疾病的进展以及判断疗效。但是，要确定SLE患者中linc0949异常表达的原因及其潜在的生物学机制，还需要进一步的研究。
　　2.5 linc0597 有研究表明，SLE患者的linc0597水平明显低于正常人[28-29]。然而，又有研究发现，肾炎组和非肾炎组SLE患者中linc0597的表达均高于正常人，linc0597水平与C3水平呈负相关，此外，有蛋白尿的SLE患者linc0597表达明显低于无蛋白尿的SLE患者[28]。LI等[30]证明，linc0597和linc0949一样，参与先天免疫和促炎细胞因子的分泌，也参与SLE发病过程[31-32]。与linc0949不同的是，SLE患者的PBMCs在接受棕榈酰-3-半胱氨酸-丝氨酸-赖氨酸-4刺激后，能诱导linc0597的表达。但在SLE患者中，linc0949对此刺激没有反应[30]。
　　2.6 转移相关肺腺癌转录本1（MALAT1） MALAT1的编码基因位于11号染色体（11q13.1），参与肺腺癌的转移进程和肿瘤发生。YANG等[33]发现，单核细胞中MALAT1的表达高于T细胞和B细胞，说明MALAT1主要在单核细胞中表达并起作用。SLE患者外周血单核细胞中MALAT1表达高于正常人，此外，他们还发现MALAT1的下调可以抑制THP-1细胞中的SIRT1水平。SLE患者IL-21水平高于健康对照组，提示IL-21可能在SLE发病机制中起重要作用。MALAT-1的下调显著抑制了SLE患者单核细胞中IL-21的表達，而MALAT-1过表达显著增加了IL-21的表达[33]。因此，MALAT-1可能通过调节SIRT1水平和单核细胞中IL-21的产生参与到SLE发病机制中。
　　2.7 牛磺酸上调基因1（TUG1） TUG1是新近发现的lncRNA。主要表达于视网膜和脑组织，它可抑制炎症介质的产生和细胞凋亡[34-36]。最近的研究表明，TUG1水平下降可促进骨肉瘤细胞的增殖[37]。狼疮性肾炎仍然是SLE最严重的表现之一，有相当高的发病率和死亡率，有50%～80%的SLE患者伴有狼疮性肾炎[38]。XU等[39]探讨TUG1在脂多糖模拟狼疮细胞炎症损伤模型中的作用，发现脂多糖诱导炎症后HK-2细胞TUG1水平下降，推测TUG1可以通过抑制细胞凋亡和减少炎症因子的产生保护肾小管上皮细胞免受脂多糖诱导的炎性损伤。TUG1通过调节miR-223和Sirt1的表达下调诱导炎症损伤，Sirt1可能通过抑制p65/IκBα信号通路和激活PI3K/AKT通路，从而抑制HK-2细胞炎症反应。
　　2.8 linc00513 在SLE患者多种免疫异常机制中，Ⅰ型IFN信号通路被认为在SLE发病中起着关键作用。有研究发现了一些能够平衡IFN信号通路的编码基因，如细胞周期调节蛋白基因CDK1，可能参与了SLE患者中IFN信号通路的过度激活[40]。有一项对139例SLE患者进行基因分型和mRNA表达的研究中，发现lncRNAs在SLE中表达异常，并确定linc00513是启动子区狼疮易感位点中表达最显著的lncRNA[41]。linc00513基因的敲除降低了IFIT1和OAS1的表达，然而这是两个具有代表性的干扰素诱导基因。同样，linc00513的上调促进了干扰素刺激基因的表达。linc00513表达水平与SLE患者IFN评分呈正相关，而且linc00513在SLE活动患者中的表达高于非活动患者。该研究认为，linc00513是一种新型的
　　Ⅰ型IFN通路调节因子，为IncRNA在SLE发病机制中的作用提供了新的证据，并提示lncRNA可以作为SLE发病机制的新的潜在生物标志物。
　　3 问题与展望
　　 总之，在SLE中差异性表达并与疾病密切相关的lncRNA有可能揭示了它作为一种炎症反应或信号通路的调节因子参与疾病的发生发展，并为研究SLE新的治疗靶点和疾病生物标志物提供一个新的方向。但是，目前还存在一系列的问题，比如，什么因素导致lncRNA在SLE中的表达异常，以及具体的机制是什么？lncRNA与SLE谁是因，谁是果，具体还不明确;众多的lncRNA，哪一个是影响SLE发生、发展的主要调控因子以及与临床特征关联最密切，还需未来更多的研究进一步明确。此外，未来努力的方向应该是通过揭示这些lncRNA相关基因序列在SLE发病机制中的作用来加深对SLE的认识。 　　4 参考文献
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　　收稿日期：2019-04-18;修回日期：2019-05-15
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