LncRNA在缺血性腦卒中疾病中的研究進展

周 鑫 陳曉莉 劉惠惠 楊 謙 郭荷娜△

1)西安醫學院，陜西 西安 710068 2)陜西省人民醫院神經內二科，陜西 西安 710068

長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，LncRNA)是一類長度大于200 nt，缺乏顯著開放閱讀框(odenreading fhme，ORF)的RNA[1]。LncRNA在表觀遺傳、轉錄水平、轉錄后水平等方面對人體的生理病理發揮重要作用[2]。LncRNA種類多樣，目前研究主要按參與功能、與已知功能DNA原件的相關性、與mRNA的相似之處、序列重復次數、生物化學通路或穩定性、測序或者結構保守程度、生理狀態、亞細胞定位等不同角度對其進行分類[3]。

LncRNA的發現使人們朝著精準醫學的目標一步步邁進。隨著研究的推進，目前已經發現LncRNA在腫瘤、神經系統疾病、心血管疾病、精神障礙疾病等方面起著重要作用[4-5]。卒中是以腦部缺血及出血性損傷癥狀為主要臨床表現的疾病，臨床上以缺血性腦卒中最為常見[6]，本文就LncRNA在缺血性腦卒中發生發展過程中作用機制最新研究進展綜述如下。

1 局灶性腦缺血與LncRNA的關系

DHARAP等[7]研究評估了局灶性缺血對大鼠大腦皮質中8 314個LncRNA表達的影響，結果與對照組比較，在大腦中動脈閉塞再灌注后3～12 h，359個LncRNA表達上調(2倍)和84個LncRNA表達下調(0.5倍)。編碼基因外顯子有90%的序列同源性，腦卒中應答的啟動子LncRNA基因及其同源蛋白編碼基因具有高度重疊的轉錄因子結合位點，而且盡管有開放閱讀框架的存在，當進行翻譯時，LncRNA卻沒有形成任何物質。這是首次研究闡述了腦卒中后LncRNA表達譜發生明顯改變。

2 LncRNA改變對缺血性腦卒中發生前的影響

當前國際廣泛使用的TOAST病因分型將缺血性腦卒中分為動脈粥樣硬化型、心源性栓塞型、小動脈閉塞型、其他明確病因型、不明原因型[8]。動脈粥樣硬化是缺血性腦卒中最常見原因[9]，脂代謝異常、平滑肌細胞增殖、內皮細胞損傷、血管炎性作用等是動脈粥樣硬化形成的主要發病機制[10-12]，分別或聯合作用于動脈粥樣硬化形成過程中，本文主要介紹LncRNA與上述主要致病機制的聯系。

2.1 LncRNA與脂代謝異常

2.1.1 LSTR：膽固醇及甘油三酯血是小、致密低密度脂蛋白的主要成分，小、致密低密度脂蛋白較易穿透動脈內膜，進入富含脂質的動脈硬化斑塊，導致動脈硬化作用更加明顯。LI等[13]研究發現，小鼠體內存在一種LncRNA LSTR，其可競爭性結合一種DNA-RNA結合蛋白TDP-43，進而解除其對編碼膽汁酸合成的重要酶的基因Cyp8b1的抑制，從而使膽汁酸的成分發生改變，同時，LSTR也可通過FXR途徑調節ApoC2的表達，增加脂蛋白脂肪酶(LPL)的活性，最終提高血漿中甘油三酯清除率，降低血漿甘油三酯水平。

2.1.2 ApoA1-AS：血漿高密度脂蛋白被公認為血管保護蛋白，載脂蛋白A1(apolipoprotein A1，ApoA1)是構成血漿高密度脂蛋白的重要組成部分，在脂代謝過程中發揮重要作用。HALLEY等[14]發現，Lnc RNA ApoA1-AS，其為ApoA1的天然反義轉錄物，能負向調控ApoA1的表達，進而調控血漿高密度脂蛋白的濃度。

2.2 LncRNA與平滑肌細胞作用

2.2.1 Ang362：平滑肌細胞的遷移和增殖是動脈粥樣硬化的成因之一，平滑肌成分越多，血管對粥樣硬化性損傷的反應越活躍。LEUNG等[15]使用轉錄組學及表觀基因組學的方法研究血管緊張素Ⅱ作用下血管平滑肌中LncRNA的變化及新的蛋白表達，結果發現，miRNA-221和miRNA-222可利用受血管緊張素Ⅱ調控的LncRNA 作為轉錄本，進而調節細胞增殖，使用siRNA敲除基因LncRNA Ang362 可抑制血管平滑肌細胞增殖。

2.2.2 SMILR：BALLANTYNE等[16]將目光聚焦于一個新的LncRNA，將之稱為平滑肌細胞受刺激后引起的LncRNA高度復制(smooth muscle induced LncRNA enhances replication，SMILR)。在一定的刺激后，SMILR 在細胞核和細胞質中的表達增加，抑制AMILR，細胞增殖明顯降低。同時也觀察到在不穩定性動脈粥樣硬化斑塊及高血漿C反應蛋白人群中，SMILR表達增加，這些結果提示SMILR促進了血管平滑肌增殖，由此推測調控SMILR表達可能作為是一種新的降低血管病變的治療策略。

2.3 LncRNA與血管炎性作用Cox2 血管壁的慢性炎癥反應，也是該病發展過程中的核心要素。CARPENTER等[17]為研究炎性作用在免疫應答過程中的轉錄情況，使用細菌脂肽pam3cSK4刺激骨髓來源的巨噬細胞，經過進行全轉錄組測序，結果發現62 個LncRNA表達增加，且在表達這些LncRNA的染色體區域中出現高表達的炎癥反應基因；轉錄產物中，表達最高的是LncRNA-Cox2，在一定程度上提示LncRNA可能參與調控巨噬細胞在動脈粥樣硬化形成中的過程。

2.4 LncRNA與內皮細胞損傷作用

2.4.1 s0NE：各種原因導致內皮細胞損傷后分泌生長因子，吸引單核細胞聚集，促進動脈粥樣硬化斑塊形成。FISH等[18]研究發現LncRNA s0NE可在正常氧和低氧條件下通過轉錄后水平調節內皮型一氧化氮合酶的表達，s0NE對內皮型一氧化氮合酶呈負性調節，血管內皮產生的內皮型一氧化氮合酶表達量的變化可導致內皮細胞功能不全。

2.4.2 TUG1：CHEN等[19]最新研究發現，在丹參素的作用下LncRNA TUG1表達水平降低，而miR-26a表達水平上調，而且TUG1可下調miR-26a的表達，TUG1的低表達對氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)誘導內皮細胞凋亡起逆轉作用，TUG1低表達和miR-26a高表達參與了丹參素內皮保護作用。

2.5 LncRNA的其他相關性機制作用

2.5.1 rncr3：SHAN等[20]研究發現，LncRNA rncr3在內皮細胞和血管平滑肌細胞表達。抑制rncr3表達加速動脈粥樣硬化的發展，加重高膽固醇血癥及炎性因子的釋放，降低體內血管平滑肌細胞的增殖。同時也降低了內皮細胞和血管平滑肌細胞的擴散和遷移，并在體外加速內皮細胞和血管平滑肌細胞的凋亡[20]。該研究提示rncr3具有抗動脈粥樣硬化作用，在用于治療動脈粥樣硬化相關的血管功能障礙疾病中，LncRNA rncr3的干預可能是一種很有前途的策略。

2.5.2 ANRIL：ZHANG等[21]研究發現，攜帶rs-10757278GG基因型的人卒中復發的風險和心血管病死率風險均增高，而rs10757278與LncRNA ANRIL的差異性表達有關，ANRIL可能作為動脈粥樣硬化血栓形成的新的遺傳標記。隨后YING等[22]研究采用表達定量位點分析方法，確定了card8是一個受ANRIL調控的下游靶基因，CARD8的單核苷酸多態性rs2043211與缺血性卒中顯著相關，ANRIL通過對CARD8調控的途徑可能增加缺血性卒中的風險。

3 LncRNA在缺血性腦卒中損傷過程中的作用

目前所研究的缺血性腦卒中的損傷機制有神經細胞內鈣超載、興奮性毒性作用、炎癥作用、神經細胞凋亡、氧化應激、血腦屏障破壞等[23-24]，LncRNA可通過各種分子生物學機制作用于缺血性腦卒中的損傷過程中。DHARAP等[25]研究發現，缺血后的大鼠大腦皮質的2 497個LncRNA中，有177個與SIN3A 或 coREST的結合顯著增加，其中，26條富含 SIN3A的LncRNA 和11條富含CoREST的LncRNA 也在缺血后表達上調，大多數的富含CMPS的LncRNAs是起源基因。這一研究首次表明中風后CMPs相關的LncRNAs表達改變可能調節缺血后的表觀遺傳。

3.1FosdtMEHTA[26]一項權威研究表明成年大鼠短暫性大腦中動脈閉塞(MCAO)后可誘導fosdt和Fos基因的表達。Fosdt表達明顯抑制后，缺血后運動障礙和梗死體積可得到明顯改善。局灶性腦缺血也增加了fosd與染色質修飾蛋白(CMPS)Sin3A、CoREST的結合。在腦缺血中，FosDT表達抑制使其下游的被抑制基因 GRIA2，NFB2和GRIN1得以表達。此外，FosDT誘導相關的染色質修飾蛋白(CMPS)及由此產生的下游基因的調控可以改善缺血性腦損傷。因此，LncRNA fosdt可能作為減少卒中后的腦損傷目標的治療靶點。

3.2c2dat1 XU 等[27]研究發現，一種新型的腦缺血誘導的LncRNA c2dat1( Camk2d相關轉錄副本1)低表達，可降低CaMKII表達，從而阻礙由體外缺血導致的NF-κB信號通路的激活，繼而影響神經元的存活。說明LncRNA c2dat1可能是一個潛在的缺血性腦損傷的治療干預靶點。

3.3RoRZHANG等[28]研究顯示，在應激誘導下hnRNP I可與p53結合導致p53的表達，LncRNA RoR可通過與hnRNP I競爭性結合負向調節p53的表達。PUYAL等[29]研究表明。p53在缺血性腦卒中興奮毒性發生時表達量迅速上調，并通過增強BCL2家族促凋亡蛋白如PUMA、BAX的表達誘導caspase凋亡途徑的發生或直接損傷線粒體膜的通透性，從而損傷腦缺血半暗帶的細胞。實驗表明，我們可能通過干預LncRNA RoR來保護缺血引起的腦細胞的損傷。

3.4MEG3 MEG3作為一個長鏈非編碼RNA(LncRNA)，在各種人類癌癥中扮演重要角色。 近期Yan等研究發現成年小鼠在腦缺血后MEG3 的表達上調，腦缺血可使p53加入到MEG編碼鏈中，MEG3可直接與p53的DNA結合域(DNA binding domain，DBD)組成的氨基酸271-282(p53—dbd271-282)，通過刺激p5介導轉錄從而介導缺血性神經元死亡[30]。后期研究可通過介入MEG3-p53的相互作用，為治療缺血性腦損傷提供新的目標。

4 LncRNA在缺血性腦卒中預后中的價值

目前關于LncRNA對評價缺血性腦卒后預后的研究還非常有限，需后后期的研究對其進行深度探索。LncRNA在缺血性腦卒中中起著至關重要的作用，且有助于缺血性腦卒中的診斷和治療，但目前該方面的研究仍較缺乏，今后仍需進一步探索LncRNA對缺血性腦卒中在各個層面的影響及詳細機制，最終為缺血性腦卒中的診斷和治療提供新的策略，使患者及高危人群最終從中獲益。

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