長鏈非編碼RNA在類風濕關節炎中的研究進展

張凱琳,徐內利，王月嬌*

0 引言

類風濕關節炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性自身免疫性疾病，可導致關節及周圍組織炎癥[1]。世界上約1%的人口患有RA，且更易在女性人群中發病，男女發病率約為1∶3[2]。RA的發病機制涉及多因素的綜合作用，包括宿主因素(遺傳易感性、免疫應答異常、代謝因素及性激素異常等)和環境因素(如細菌及病毒感染)[3-4]。早期RA的診斷依然具有一定難度，相當一部分患者經確診治療后仍有無法完全恢復的關節癥狀[5]。因此，探索RA相關的診斷標志物及相關的治療靶點尤其重要。

長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，lncRNAs)是一類長度大于200核苷酸的不具有編碼蛋白質能力的RNA[6]。這一類RNA參與腫瘤、自身免疫疾病等多種疾病的發病機制，主要以表觀遺傳、選擇性剪切、微小RNA(microRNA，miRNA)吸附及轉錄、翻譯修飾等調節方法參與多種生物學過程[7]。近年來研究表明，lncRNAs在多種自身免疫疾病中發揮重要作用，如RA、系統性紅斑狼瘡及系統性硬化癥等[8-10]。

成纖維樣滑膜細胞(Fibroblast-like synoviocytes，FLSs)在RA滑膜侵襲及關節損傷中發揮極其重要的作用，此類細胞表現出過度增殖、凋亡抑制及促炎性細胞因子分泌增多等類腫瘤細胞特性，使RA區別于其他的炎性關節炎[11]。隨著全基因組測序技術的進展，人或鼠疾病模型中滑膜組織中lncRNAs及mRNAs等多譜系的表達檢測使其在RA的發病中發揮的作用得到了深入研究[12-14]。

本文歸納了RA,尤其是RA FLSs中，表達失調的lncRNAs及其作用機制，進而探討lncRNAs在RA臨床診斷及治療中的潛在作用。

1 ceRNA

研究表明，作為ceRNA，lncRNAs可通過吸附miRNAs，進而影響其下游靶mRNAs的表達發揮生物學功能。有文獻報道，lncRNA GAPLINC在RA患者的FLSs中呈明顯上調表達趨勢，且作用于FLSs的增殖、遷移、侵襲及促炎性細胞因子分泌等功能，該過程是miR-382-5p及miR-575依賴模式的，提示GAPLINC通過競爭性結合于miR-382-5p及miR-575而上調下游靶基因的表達在RA FLSs的生物學過程中發揮作用[15]。此外，lncRNA ZFAS1在RA滑膜及FLSs中均呈高表達，通過與miR-27a結合調控FLSs細胞的遷移及侵襲過程[16]。Bi等[17]在研究中發現，lncRNA PICSAR在RA FLSs及滑液中高表達，人為抑制其表達后明顯作用于RA FLSs的細胞增殖、遷移、侵襲及促炎性細胞因子的分泌等生物學過程，而機制上作者證實PICSAR可與miR-4701-5p結合。通過ceRNA方式發揮作用的還有lncRNA MEG3，低表達于RA FLSs中，競爭性結合miR-141調控AKT/mTOR信號轉導通路調控FLSs的細胞增殖過程[18]。

除RA FLSs外，lncRNA HOTAIR被鑒定為在RA軟骨細胞中低表達，上調HOTAIR后軟骨細胞增殖及IL-17和IL-23分泌能力受到抑制，機制上，miR-138過表達可部分恢復上調HOTAIR對軟骨細胞增殖能力的抑制，提示HOTAIR通過miR-138調控RA軟骨細胞的增殖及促炎性細胞因子分泌[19]。

但上述報道中僅研究了lncRNAs與miRNAs的直接結合關系，對下游受影響的靶mRNAs并未進行探索驗證。

近年來研究發現，lncRNA NEAT1在腫瘤中調控眾多生物學過程， Wang等[20]發現， NEAT1在RA滑膜組織及FLSs中高表達，且促進RA FLSs細胞增殖、遷移和侵襲，NEAT1通過競爭性結合miR-410-3p進而上調靶基因YY1的表達，而YY1過表達可恢復NEAT1敲減在RA中的作用，提示NEAT1/miR-410-3p/YY1軸在RA中發揮重要作用。Xiao等[21]的研究同樣證實了NEAT1在RA滑膜組織及TNF-α誘導的FLSs中高表達，機制上NEAT1結合miR-204-5p調控RA FLSs細胞增殖及促炎性細胞因子分泌，但其并未對下游調控靶mRNA分子進行研究。

除miR-410-3p及miR-204-5p，NEAT1可促進miR-129啟動子甲基化進而下調其表達，并通過MAPK/ERK信號通路調控RA FLSs細胞增殖參與RA發病[22]。通過競爭性結合miR-155-5p，lncRNA PINT可上調靶基因SOCS1進而調控RA FLSs細胞增殖及侵襲[23]。在CIA大鼠中，上調lncRNA OIP5-AS1明顯改善關節炎癥狀，OIP5-AS1可競爭性結合miR-448上調其靶基因PON1，使NF-κB通路失活改善RA病情[24]。 Wang等[25]研究發現，LINC00152通過競爭性結合miR-1270，上調其靶基因轉錄因子FOXM1的表達，并且FOXM1可轉錄激活LINC00152，進而形成了一個正反饋環路調控RA FLSs細胞增殖及凋亡，揭示了lncRNA作為ceRNA參與RA發病機制的多樣性。

除了與miRNAs直接結合發揮ceRNA的功能外，某些特定的lncRNA還可參與miRNA的加工成熟過程。lncRNA uc.477可干擾pri-miR-19b的加工過程進而影響miR-19b成熟體的產生，在RA FLSs中發揮促炎性作用[26]。uc.477和miR-19b都是中成藥強腎通痹膠囊(HQT)在RA中的治療靶點，體內、外HQT處理可恢復uc.477和miR-19b的異常表達、改善關節炎癥狀。

2 與RNA結合

除miRNAs海綿吸附作用外，lncRNAs還可與RNA結合進而影響其作用發揮功能。lncRNA LERFS在RA FLSs中呈現明顯低表達趨勢，且與FLSs細胞增殖、遷移和侵襲呈負相關。在健康狀態下，LERFS與RhoA、Rac1及CDC42的mRNA結合，控制FLSs細胞運動及增殖，而在RA的病理狀態下，低表達的LERFS誘導LERFS-hnRNP Q復合物的形成，進而減少hnRNP Q與其靶基因mRNA的結合，造成靶mRNAs的穩定性或翻譯增加，該現象提示LERFS通過與RNA結合，進而影響特定功能蛋白的作用，在RA關節損傷中發揮重要作用[27]。

3 與DNA結合

除上述機制外，Zhang等[28]報道，大鼠RA模型中，lncRNA PVT1在滑膜組織及細胞中皆呈低表達，體外實驗表明，PVT1上調表達后，大鼠RA FLSs細胞增殖、炎癥受到抑制，而細胞凋亡水平上升。對其發揮保護性作用的機制研究中發現，PVT1主要定位于細胞核，且與sirt6的基因啟動子區存在結合、誘導sirt6的甲基化狀態而抑制其轉錄，而PVT1敲減后sirt6甲基化水平下降、表達水平上升。提示PVT1通過與sirt6 DNA結合影響其甲基化狀態在RA FLSs中發揮功能。

與PVT1作用相似，Li等[29]報道，lncRNA MALAT1下調表達于RA滑膜組織，且可結合于CTNNB1的啟動子區域，招募甲基化轉移酶誘導CTNNB1啟動子甲基化，最終抑制CTNNB1表達，進而影響Wnt信號通路參與FLSs細胞中IL-6、IL-10及TNF-α等炎性細胞因子的分泌過程。此外，Ye等[30]報道，lncRNA IL7R在脂多糖誘導的FLSs中上調表達，通過與轉錄因子EZH2 1-1427nt的序列中存在結合，進而調控FLSs細胞增殖、凋亡及周期等生物學功能。

上述研究提示，lncRNAs可通過與靶基因DNA啟動子區域結合，或直接調節靶基因表達，以及作為骨架分子招募其他蛋白形成復合物，進而調節靶基因表達。

4 與蛋白結合

近年來的研究表明，lncRNA可通過與RNA結合的蛋白結合,進而影響下游基因的表達。lncRNA NTT過表達促進RA中THP-1細胞向巨噬細胞分化、上調IL-10及CXCL10的表達。機制上，RIP實驗證實，NTT可與hnRNP-U蛋白結合，而hnRNP-U可與PBOV1基因的啟動子區結合。因此，推測NTT通過與hnRNP-U蛋白結合，促進其與PBOV1結合，最終增強PBOV1的表達，參與RA發病[31]。

lncRNA HOTTIP在RA FLSs中高表達，調控細胞增殖、凋亡、遷移和侵襲。機制上，HOTTIP通過招募甲基化轉移酶Dnmt3b結合到SFRP1基因的啟動子區，進而誘導SFRP1啟動子高甲基化狀態，最終下調其表達[32]，提示lncRNA可通過“支架”作用表觀修飾下游基因參與RA。Liu等[33]及Yu等[34]報道，lncRNA MEG3和FER1L4在RA滑膜組織及FLSs中下調表達，而MEG3及FER1L4的表達與炎癥相關蛋白NLRC5的表達呈負相關，但二者的研究并未對MEG3與NLRC5的結合進行深入驗證。

5 作用于信號傳導通路

文獻報道，lncRNA GAS5及MALAT1在RA滑膜組織及FLSs中表達明顯下調，通過作用于caspase-3/-9及PI3K/AKT信號通路影響FLSs凋亡[35-36]。Yan等[37]報道，lncRNA UCA1在RA FLSs中表達明顯下調，且通過調節caspase-3和Wnt6的表達參與FLSs的細胞增殖過程。此外，Yue等[38]發現，lncRNA ITSN1-2在RA FLSs中高表達，敲減ITSN1-2后RA FLSs的增殖、促炎性能力受到抑制而凋亡水平升高。該研究通過敲減ITSN1-2后進行轉錄組測序，鑒定下游調控的靶分子NOD2，ITSN1-2通過NOD2/RIP2信號通路作用于RA FLSs增殖及炎癥表型。然而，其僅研究了ITSN1-2對NOD2的表達調控，具體通過何種機制作用于NOD2并未進行闡述。Piao等[39]鑒定了新的lncRNA,RP11-83J16.1在RA中高表達，且與RA患者炎癥程度及病情活動度相關，體外實驗表明，RP11-83J16.1通過β-catenin信號通路調控RA FLSs細胞增殖、凋亡、遷移、侵襲及炎癥。在RA患者血清中高表達的lncRNA THRIL與TNF-α水平、DAS28評分及ESR等呈正相關，THRIL可通過激活PI3K/AKT信號通路促進RA FLSs細胞生長及炎性應答[40]。上述研究提示，lncRNAs可通過作用于信號轉導通路參與RA發病過程。

6 作用于細胞因子

近年研究發現，一些lncRNAs可通過作用于特定細胞因子參與RA發病。Liu等[41]的芯片數據揭示，lncRNA CASC2在RA患者血清中低表達，且負調控IL-17的水平，提示CASC2可能通過作用于IL-17進而影響RA疾病進展。Wang等[42]通過對臨床RA患者的研究發現，lncRNA DILC在RA血清中低表達，其表達與IL-6呈明顯負相關，體外實驗顯示，上調DILC后，RA FLSs凋亡水平上升，提示DILC通過調控FLSs細胞凋亡及IL-6分泌參與RA發病。lncRNA PlncRNA-1在RA患者血清中低表達，且活動性RA患者的血清中表達較穩定性RA患者更低，體外實驗表明，RA FLSs中上調PlncRNA-1的表達可促進其TGF-β1的分泌，提示PlncRNA-1通過調控TGF-β1參與RA發病[43]。

7 總結

RA是一種病因及發病機制尚不明確的致殘性自身免疫性疾病。近年來，隨著測序技術的發展，大量研究關注與RA中表達失調的lncRNAs，探討其中復雜的交互作用調控網絡，進而對RA的發病機制進行深入研究。其中一些lncRNAs不僅在滑膜中表達異常，在外周血單核細胞、T淋巴細胞等參與RA發病的細胞中也存在表達失調，或可作為診斷早期RA的標志物，仍需大樣本量隊列研究在不同人群中進行證實。目前，已有動物實驗及臨床研究通過反義核苷酸(ASOs)靶向敲減lncRNAs治療腫瘤等疾病[44]，然而，RA中尚無相關研究，這一研究領域在未來仍有待探索。本文對近年來RA中特異性表達異常的lncRNAs進行總結,其可通過與DNA、RNA、蛋白質結合等多種復雜作用機制參與RA發病，但多數研究僅存在于體外實驗，仍需要大量的動物及臨床實驗來進一步證實lncRNAs作為診斷標志物或治療靶點在RA中的臨床應用價值。