心肌梗死長鏈非編碼RNA-相關轉錄本基因與心血管疾病研究進展

馬如超 閆波

心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）目前已成為影響人類健康的主要疾病之一，每年因CVD導致患者死亡的例數逐年增加，尤其是老年人［1］。CVD的主要危險因素包括吸煙、高血脂、高血壓、糖尿病（diabetesmellitus，DM）、肥胖等非遺傳因素［1］以及遺傳易感性［2］，GWAS 分析發現，CVD與基因異常表達存在密切的關系，但分子機制仍不甚清楚。長鏈非編碼RNA（long no coding RNA，LncRNA）是長度 ＞200bp的轉錄本，從表觀遺傳、轉錄及轉錄后翻譯等多個層面參與基因表達調控，研究發現其與多種疾病如冠心病（coronary heart disease，CHD）、DM、神經系統疾病等有關，因而成為目前研究的重點和熱點，如ANRIL與CVD存在著明顯的相關性［3］。心肌梗死相關轉錄本（myocardial infarction association transcript，MIAT）作為一種重要的心臟相關lncRNA，盡管MIAT特異性表達于神經系統，但在心臟相關基因的轉錄、翻譯、翻譯后調控起著重要的作用，因而本文將對LncRNA-MIAT在心血管疾病的研究進展進行綜述。

1.長鏈非編碼RNA的分類及特點

隨著對基因相關轉錄本的認識，對RNA也有了重新的認識，目前根據其是否編碼蛋白分為編碼RNA和非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）。ncRNA又根據長度大小分為LncRNA和短鏈非編碼RNA，但目前對兩者的界定不甚嚴格，通常情況下將大于200bp的RNA歸為LncRNA。LncRNA根據轉錄的位置又將其分為為同義LncRNA、反義LncRNA、雙向 LncRNA、內含子 LncRNA、基因間 LncRNA［4］。MIAT是基因間LncRNA的一種，2006年Ishii團隊在進行大規模病例對照研究中發現染色體22q12.1是MI的易感位點，并發現了一個新的與MI存在密切關聯的基因將其命名為MIAT［5］，另外有學者發現其與其他疾病相關又將其命名為RNCR2、AK028326、GOMAFU。MIAT通過不同的途徑參與疾病的調節，已研究發現其與 MI［6］、DM［7］、胃癌［8］、小細胞肺癌［9］、神經內分泌性前列腺癌［10］等存在明顯的相關性。研究發現MIAT是大腦特異性的相關轉錄本，其幾乎不在或很少在其他組織如心肌、肝臟等中表達［11］，盡管如此，但多項研究都表明其與CVD發病存在著密切的關系［5-6］。

2.研究方法

隨著對lncRNA與疾病的認識，目前采用了多種生物學方法去探討lncRNA在疾病發生發展中的具體機制。目前常用的研究方法包括微矩陣、RNA-seq、Northem-blot、qRT-PCR、PCR技術、熒光原位雜交、RNA干擾和RIP等［12］。微矩陣、RNA-seq主要用于lncRNA表達情況的分析，其主要用于病例對照研究，通過測定病例組與對照組之間lncRNA表達水平，利用統計學方法推斷其與疾病之間的相關性。Northemblot、qRT-PCR等技術主要為證實上述高通量分析的真實性，RIP、RIP-CHIP等技術對其進行功能分析。動物實驗可為研究基因與疾病相關性提供直接證據，如常見的動物實驗—基因敲除動物模型。另隨著生物信息學的發展，可通過其快速、高效的推斷LncRNA與疾病的相關性。目前對lncRNA的研究主要是利用qRT-PCR對其進行定量分析，研究其在疾病中的差異性表達，初步分析兩者之間的相關性；另高通量測序分析LncRNA疾病相關SNP位點。盡管已有大量研究發現MIAT與CVD存在著明顯的相關性，但對于MIAT在CVD中的發病機制仍需進一步借助于上述研究方法進一步深入研究。

3.心肌梗死相關轉錄本的表達調控

（1）心肌梗死相關轉錄本表達的上游調控 Ishii等［5］研究發現，在MIAT中存在多個SNP位點與MI的發生存在密切的關系，這些SNP位點可以改變MIAT的分子結構，參與疾病的發生，但具體的機制仍不甚清楚。日本科學家Ishizuka等［13］在研究中發現，當敲除Celf3時MIAT表達下調，他們觀察到在不同細胞株中MIAT受不同啟動子的控制，但總體上都表現為MIAT表達下調，但具體的機制不清。qRt-PCR定量分析發現在動脈粥樣硬化患者外周血中MIAT表達增加，研究人員推測氧化性低密度脂蛋白（ox-LDL）可誘導MIAT的表達，為了證實此推定，他們在平滑肌細胞試驗中用不同劑量的ox-LDL刺激細胞，發現MIAT隨著ox-LDL的增加而增加［14］。

（2）心肌梗死相關轉錄本表達的下游調控 大量的試驗研究發現MIAT通過不同的信號通路影響著下游基因的表達。在ox-LDL誘導的泡沫細胞模型中，MIAT通過miR-181b/STAT3通路促進細胞增殖、抑制細胞自噬。Zhong等在試驗中發現，MIAT可海綿樣miR-181b促進STAT3的表達，在動脈粥樣硬化的進展中起促進作用［14］。CVD與DM密切相關，Yan等［7］在DM視網膜性疾病中發現，MIAT對內皮細胞自噬、血管炎癥蛋白的生成以及血管的完整性起著重要的作用，在對其機制研究中發現，MIAT具有miRNA-150-5p的海綿樣作用，參與了血管內皮生長因子VEGF的表達。他們分別在有miRNA-150-5p和無miRNA-150-5p的內皮細胞中逐漸增加MIAT的量，發現miRNA-150-5p組VEGF的表達與MIAT呈負相關，但隨著MIAT量的逐漸增加這種VEGF的表達量趨于一個穩定值；另分別在有MIAT和無MIAT的內皮細胞中逐漸增加miRNA-150-5p的量，MIAT組VEGF的表達與MIAT首先呈正相關性，但繼續增加miRNA-150-5p的量，這種正相關性反而轉變為負相關，因而可以說明MIAT對miRNA-150-5p的海綿樣作用在血管內皮生長中起到重要的調節作用。Tsuiji等［11］對MIAT序列分析發現，其末端存在TACTAAC重復序列，可以與SF1剪接因子結合，改變細胞核內SF1的濃度影響，影響mRNA的剪接。MIAT除了調節血管相關基因的表達，MIAT還參與了肥厚性心肌病的調節，Li等［15］研究表明，MIAT可以調節miR-93/TLR-4軸，改善由血管緊張素II引起的心肌肥厚。Zhou等［16］在兔糖尿病心肌病模型中發現MIAT作為一種內源性RNA可海綿樣miR-22-3p，上調DAPK2的表達，參與糖尿病心肌病的病理生理過程。MIAT可海綿樣miR-150，調節鋅指E-BOX/homeobox 1表達，調節細胞增殖［9］；還可海綿樣 miR-214，調節細胞增殖［17］，也有發現其可激活基質金屬蛋白酶9調節細胞增殖［18］。

4.診斷價值

已有大量證據顯示miRNA可作為疾病診斷的分子生物學標記，現隨著對LncRNA的發現，其也可做為疾病診斷的分子生物學標記。Melanie Vausort等［6］對實施PCI手術的MI患者外周血LncRNA分析中發現，aHIF，KCNQ1OT1和MALAT1在心梗患者明顯增高，ANRIL在心梗患者中表達降低；在ST段抬高型MI和非ST段抬高型MI比較中，ST段抬高型 MI的 MIAT表達下調；提出了 ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT、MALAT1可作為左心室功能預測的因子。Arslan等［19］在分析冠狀動脈粥樣斑塊中LncRNA的表達時發現MIAT的水平明顯增高。隨著對MIAT在CVD中的進一步認識，其或將成為一種新型的MI診斷的分子生物學標記。

5.治療

LncRNA在調節靶基因表達中起關鍵的作用，有關lcRNA靶向藥物治療相關研究是轉化醫學研究的重點。目前已經開發出各種抑制劑或激活劑調節lncRNA表達，改變疾病發展過程中的信號通路，達到對疾病的治療或緩解［20］。但目前對MIAT的靶向治療還未有相關研究，但隨著MIAT與CVD之間相關性研究的深入，靶向治療將成為CVD治療的新思路。

6.結語

CVD已是全世界關注的重點，全基因組關聯分析發現，CVD與遺傳易感性存在著明顯的相關性［21］。目前對lnRNA研究主要集中于其對下游基因表達調控的影響，但在上游信號通路研究相對較少，因而可作為今后研究的新方向。隨著生物信息學的發展，在今后的研究中可以采用生物信息學的方法初步預測lnRNA的相應功能，然后通過實驗進一步驗證，這不僅可節省大量的時間，而且可以做到事倍功半。lnRNA是一種最新發現的生物學標記，MIAT在心肌梗死中是否可以作為一種新的生物學標記仍需大樣本臨床試驗進一步驗證。研究lncRNA與疾病的相關性，最終目的是為了臨床診斷及治療，目前已有部分lncRNA的激活劑或抑制劑進入二期臨床試驗［16］，MIAT靶向藥物的研制也是今后研究的重點。盡管如此，但在目前的研究中過分的關注lncRNA與某種特定疾病的研究，然而lncRNA的調控網絡是一個復雜的過程，在理順單一的信號通路的基礎上需要注重整個信號通路的研究，這是臨床轉化需要考慮的問題。