非編碼RNA在類風濕關節炎中的研究進展

陳宇婷 李瓊 隋礎陽 接力剛 毋靜 杜紅延

類風濕關節炎（Rheumatoid Arthritis，RA）是一種自身免疫性疾病，可引發關節軟骨和骨的進行性破壞，難以有效治療，且目前機制尚未明確［1］。非編碼RNA（nc RNA）是一類不編碼蛋白質的RNA，包括微小RNA（microRNA，miRNA）、長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）、環狀RNA（circular RNA，circRNA）等。2008年，Stanczyk等［2］揭示了RA中miRNA表達水平的顯著變化。隨后研究發現可能與RA患者炎癥關節和外周血循環中某些miRNA失調有關［3］。circRNA可以充當“miRNA海綿”，隔離目標miRNA，阻止其調節其它內源靶基因［4］。circRNA也可以與RNA結合蛋白相互作用，調節基因轉錄［5］。另外，越來越多的證據表明lncRNA在免疫功能和自身免疫的調節中起著關鍵作用，lncRNA的表達變化對RA的發生發展具有重要意義［6］。近年來，非編碼RNA在類風濕關節炎的發病發展過程中的表達量變化、調節功能和作用機制受到越來越廣泛的關注，本文就近年來nc RNA在RA進展中的作用研究進行綜述，有望對RA發病機制的揭示提供參考和借鑒。

1 miRNA概況

miRNA是一類長度約為21-25個核苷酸的短鏈非編碼RNA，對轉錄起負調節作用［7］。miRNA可以對mRNA進行靶向切割或翻譯抑制，從而在多細胞生物中發揮重要的基因調控作用［8］。大多數miRNA基因首先由RNA聚合酶Ⅱ（polⅡ）轉錄，產生初級miRNA（pri-miRNA）［9］，pri-miRNA由被稱為微蛋白處理器的Drosha-DGCR8復合物在細胞核內進行底物識別和催化反應。在成熟的miRNA選擇性地加載到RNA誘導的沉默復合物（RISC）后，通過已知的7至8個核苷酸長度的序列將復合物導向靶mRNA的3′非翻譯區（UTR），隨后的mRNA降解或翻譯抑制［10］。

1.1 miR-410-3p調節FLS的增殖和凋亡

RA患者的滑膜和成纖維樣滑膜細胞（fibroblast-like synoviocytes，FLS）中miR-410-3p的水平均降低。通過瞬時轉染使FLS-RA中miR-410-3p過表達發現miR-410-3p的上調可抑制FLS的生長增殖，而加入miR-410-3p干擾片段下調其表達則促進了FLS-RA的增殖。另外，miR-410-3p可促進FLS-RA的凋亡并促進其細胞周期從G1期向S期的轉變［11］。YY1基因與細胞活力有關，其過表達在包括乳腺癌［12］、胃癌［13］、大腸癌［14］等多種癌癥中被發現。同樣測得YY1在RA患者滑膜組織中高表達，且被證實miR-410-3p可與YY1基因在3'UTR區結合，而加入miR-410-3p干擾片段后YY1的mRNA及蛋白質水平均增加。以上研究結果提示miR-410-3p通過靶向YY1抑制FLS-RA增殖，促進其凋亡及G1-S相變。

1.2 miR-124a低表達促進白細胞趨化

比較來自RA患者與骨關節炎（osteoarthritis，OA）患者的FLS中的miRNA表達譜，發現miR-124a在RA-FLS中顯著下調［15］。而且，體外實驗表明，RA-FLS中miR-124a的過表達可以通過靶向PIK3/Akt/NF-κB途徑誘導G1期細胞周期的停滯從而抑制RA-FLS的增殖，抑制RA-FLS對TNF-α、IL-6等細胞炎癥因子的產生和分泌［16］。在miR-124a誘導下，單核細胞趨化蛋白1（MCP-1）的表達也被抑制［17］。MCP-1屬于趨化因子的CC亞族，在RA患者的滑膜組織和滑液中高表達，并通過對單核吞噬細胞向關節的募集參與RA發病機制。該結果提示RA發病期間miR-124a的低水平表達可通過上調MCP-1的表達促進白細胞的趨化，對RA的發生發展起重要作用。

1.3 miR-29b高表達抵抗細胞凋亡

RA患者的外周血單核細胞（PBMC）中miR-29b的表達顯著上調，且這種上調與RA疾病活動相關，提高miR-29b的表達可以增加PBMC對自發或Fas誘導的凋亡的抵抗［18］。另外，miR-29b的過表達促進PBMC促炎細胞因子的產生，如TNF-α、IL-1、IL-6，這些細胞因子可將更多的白細胞募集到炎癥關節，引起急性期反應并誘導軟骨損傷，而促炎反應的失調在RA的進展中起關鍵作用［19］。HBP1（high-mobility group box-containing protein 1，HBP1）是一種與細胞凋亡相關的轉錄因子，參與多個細胞進程，包括終末分化，衰老誘導和腫瘤抑制［20］。在PBMC中，miR-29b高表達在轉錄和翻譯上均抑制HBP1的表達，并且證實了miR-29b與HBP1的3′-UTR直接結合。反過來，HBP1的穩定表達又可以抵消miR-29b表達對分化的THP-1細胞的抗凋亡作用。因此，miR-29b至少部分地通過HBP1信號的負調節來介導miR-29b對PBMC凋亡抗性的增強［18］。

1.4 miR-145-5p調節MMP表達促進RA骨損傷

RA患者PBMC和滑膜組織中的miR-145-5p表達水平顯著上調，miR-145-5p的過表達增加了RA-FLS中MMP-3，MMP-9和MMP-13的表達。在正常的生理過程中，關節軟骨基質蛋白的合成和降解處于動態平衡狀態。然而，RA患者滑膜液和外周血中各種MMP的水平升高，導致基質蛋白的過度降解，平衡被破壞，關節軟骨被侵蝕和破壞，關節完整性逐漸喪失。另外，miR-145-5p增加了p65的磷酸化水平和核轉位，同時顯著降低了IkB-α的水平，提示miR-145可以通過靶向激活NF-κB途徑來促進RA患者MMP-9水平的升高，從而加速骨侵蝕的進程，增加RA患者的疾病嚴重程度［21］。

2 lncRNA概況

lncRNA是長度大于200個核苷酸的長鏈非編碼調節RNA，其主要功能之一是在多個步驟中調節特定基因表達，包括基因轉錄機制的募集和表達，轉錄后修飾和表觀遺傳學。lncRNA可以顯示復雜的二級和三級結構，與基因組DNA元件結合，例如基因啟動子區域，并調節基因轉錄；可以與其他RNA結合并參與mRNA剪接、編輯、亞細胞分布和穩定性的調節；部分lncRNA具有短開放閱讀框（ORF），具有編碼肽鏈的能力；還可以作為催化性RNA（核酶）［22］。

2.1 lnc-ITSN1-2表達增加影響RA活動性

與正常FLS相比，RA-FLS中lnc-ITSN1-2表達增加，已有研究證明lnc-ITSN1-2與疾病活動性及進展相關。最近的研究證明敲低lnc-ITSN1-2基因可以抑制RA-FLS增殖，促進其凋亡，同時，抑制了RA-FLS分泌INF-γ、TNF-α、IL-17等細胞炎癥因子，增加了IL-10，即減輕了RA-FLS炎癥［23］。NOD2是一種細胞內的模式識別受體，在樹突狀細胞、巨噬細胞等細胞中大量表達，是Toll樣受體（TLRs）家族的重要一員。在自身免疫和炎性疾病如克羅恩氏病和皮炎中，NOD2在先天和適應性免疫應答中起重要調節作用，與炎癥進展密切相關。lnc-ITSN1-2與NOD2的表達呈正相關。lnc-ITSN1-2敲低通過介導RA-FLS中的NOD2/RIP2信號傳導途徑抑制細胞增殖、炎癥，同時促進細胞凋亡。

2.2 lncRNA HIX003209顯著增加促進RA炎癥進展

RA患者的PMBC和CD14+單核巨噬細胞中的lncRNA HIX003209表達升高。而且PBMC中lncRNA HIX003209的表達與CRP，ESR和RF之間存在正相關，提示與疾病活動相關。同時，在RA中lncRNA HIX003209的表達與TLR2和TLR4正相關。TLRs及其下游通路，如MAPK、Wnt、NF-κB等，在RA滑膜炎癥反應及骨重塑中的作用已經被證實［24］，提示lncRNA HIX003209經TLR2/TLR4途徑，通過提高巨噬細胞炎癥反應而參與RA發病。另外，lncRNA HIX003209還通過NF-κB途徑提高巨噬細胞的增殖和活化。更重要的是，lncRNA HIX003209可以通過有效結合miR-6089來充當競爭性內源性RNA，從而恢復巨噬細胞中TLR4的表達和下游信號分子NF-κB的激活［25］。

2.3 Hotair在不同部位出現不同表達水平

在RA患者的PBMC和血漿外泌體中，Hotair的表達水平顯著升高，引導活化巨噬細胞的遷移。在分化的破骨細胞和RA-FLS中檢測到較低水平的Hotair，而Hotair的高表達導致MMP-2和MMP-13水平顯著下調［26］。Zhang等［27］研究發現Hotair通過抑制LPS誘導的軟骨細胞中miR-138介導的NF-κB信號傳導的激活，起到軟骨保護的作用。并且體內、外研究均表明Hotair的過表達可通過增加細胞增殖和炎癥抑制對RA起到保護作用。而最近有研究建立了由Hotair介導的調節MMP-13表達的Wnt/β-catenin途徑的動態網絡，以研究該網絡參與軟骨損傷的發病機制［28］，這些結果提示Hotair可能作為RA的潛在治療靶點。

2.4 PVT1升高抑制RA-FLS凋亡，促進增殖和炎癥反應

RA大鼠滑膜組織和RA-FLS中PVT1的表達升高，而sirt6的表達則降低。哺乳動物的sirtuin家族由sirt1至sirt7組成，已證明過表達sirt6在膠原誘導的關節炎小鼠中可減輕關節炎的嚴重程度，抑制炎癥反應并改善關節破壞程度，也被認為是預防軟骨細胞復制性衰老和IL-1β誘導的骨關節炎改變的有利因素［29］。啟動子高甲基化是至關重要的基因沉默機制。PVT1可以募集DNA甲基轉移酶（DNMT1，DNMT3A和DNMT3B）至sirt6啟動子區域，從而抑制sirt6的轉錄。隨著sirt6表達的下調，RA-FLS的凋亡被抑制，增殖和侵襲得到增強［30］。

3 circRNA概況

環狀RNA（circRNA）是一類獨特的內源性RNA它不具有游離的3′或5′端，但形成共價閉合的連續環［31-32］，這有助于它們抵抗RNA外切核酸酶的作用，保持穩定的表達，使得它們比其他類型的RNA更適合作生物標記物［33］。雖然已有研究證明circRNA可能參與RA的發病機制，但目前研究較少，有待深入探究。

3.1 hsa_circ_0092285與hsa_circ_0058794顯著過表達

hsa_circ_0092285來源于PNKP基因，而PNKP與RA中氧化應激和炎癥的發展有關。hsa_circ_0058794是從AGAP1基因剪接的。RA滑膜細胞的特征之一是軟骨的侵襲和遷移。遷移到未受影響的關節是疾病進展的表現。侵襲和遷移需要細胞外環境中集成的信號和重塑肌動蛋白骨架，而AGAP1影響影響肌動蛋白細胞骨架的動力學，所以hsa circ 0058794可能影響軟骨的侵襲和遷移［34］。

4 小結與展望

類風濕關節炎發病機制復雜、影響因素眾多，雖然近年來該領域受到了許多關注，研究不斷增多，但其發病機制仍未明確，還需要深入廣泛的探索。非編碼RNA在基因表達過程中的調控作用，為類風濕關節炎的研究提供了新的思路，可能為RA的診斷、治療等提供新的靶點。相對于編碼RNA，人們對非編碼RNA的了解還比較初步，且非編碼RNA體系龐大、機制復雜、功能多樣，有著廣泛的研究前景。相信隨著研究的深入和技術的發展，非編碼RNA在類風濕關節炎中的作用機制會逐步明確，為類風濕關節炎的診斷和治療帶來突破。