長鏈非編碼RNA在非酒精性脂肪性肝病發生發展中的調控作用

左志華，曾楚怡，姜 瑤，陶華林，郭永燦

1 西南醫科大學附屬醫院 檢驗科，四川 瀘州 646000；2西南醫科大學附屬中醫醫院 檢驗科，四川 瀘州 646000

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)是指在非酒精性因素的作用下，肝細胞發生脂肪變性、脂質代謝紊亂及異常沉積等一系列臨床病理變化，可從最初的單純性非酒精性脂肪肝、肝炎逐步向肝纖維化、肝硬化過渡，并最終發展為肝細胞癌。近年來，隨著生活方式和飲食結構的改變，全球NAFLD的患病率不斷增加，高達25.24%，已超越病毒性肝炎成為全球最常見的肝臟疾病[1-2]。然而目前關于NAFLD形成機制的研究主要集中于脂質代謝紊亂、胰島素抵抗、氧化應激等細胞層次，其具體分子機制尚不明確。

隨著微陣列檢測技術的廣泛運用，許多研究發現長鏈非編碼RNA(lncRNA)的表達水平在正常肝組織細胞與NAFLD之間存在顯著性差異[3]；同時，實驗研究[4]證實，lncRNA可通過參與調控肝臟脂質代謝等相關信號通路中的基因與蛋白表達，來促進NAFLD的發生以及向肝纖維化、肝硬化的發展。lncRNA在NAFLD形成中的作用機制以及作為診斷標志物和治療靶點的潛力，成為了當前分子研究的熱點。因此本文主要對近年來報道的參與NAFLD形成的lncRNA及其調控機制作一綜述。

1 lncRNA結構特征及生物學功能

lncRNA是一類轉錄本長度大于200個核苷酸的內源性非編碼RNA分子，其結構包含5’帽子、3’多聚腺苷尾和多個外顯子[5]。lncRNA除了具有某些與其他小RNA類似的一級結構以及不參與編碼蛋白的特性外，還具有復雜的多級結構和相對較低的序列保守性。此外，lncRNA在人類基因組中的含量非常豐富，其數量遠大于編碼蛋白的基因數量[6]。lncRNA的分類方式多樣化，常見的分類是根據其在基因組中的位置，將其分為正義、反義、內含子、雙向、基因間lncRNA 5種類型[7]。

起初lncRNA一直被認為是基因轉錄的副產物，不具有生物學功能。但近年在高通量測序技術的運用下，越來越多的證據表明lncRNA在疾病的表觀遺傳、轉錄過程中的調控以及胞內運輸中具有重要作用[8]。例如，lncRNA可通過與微小RNA(miRNA)或基因的轉錄本相結合，干擾基因的穩定性和表達；甚至參與了mRNA的剪切以及蛋白質的修飾和錨定，進而參與調控細胞的復制、增殖、凋亡[9]。在NAFLD中，研究人員發現lncRNA在脂質蓄積過程中出現了異常的表達，如Sun等[10]用微陣列技術對NAFLD患者和正常人的lncRNA表達譜進行了分析，結果顯示，535種lncRNA表達上調和1200種lncRNA表達下調；在Chen等[11]建立的NAFLD嚙齒動物模型中，包括脂肪肝相關lncRNA家族(fatty liver-related lncRNA,FLRL)在內的291種lncRNA隨著肝臟的脂肪變性而表達失調。

2 lncRNA在NAFLD形成中的作用

脂質異常蓄積是NAFLD形成的首要表征。在這一過程中，許多脂質轉錄因子通過不同的信號通路來調節脂質的吸收、轉運和代謝，例如NAD-依賴性的去乙酰化酶1(SIRT1)、脂素-1(lipin-1)、膽固醇調節元件結合蛋白-1(SREBP-1)。同時在NAFLD脂肪變性的過程中，患者往往會伴隨糖代謝紊亂的發生，然而隨胰島素抵抗和血糖水平的增加，肝脂肪變性進入惡性循環，最終促進NAFLD向肝炎、肝纖維化的轉變[12]。近年來，研究證實lncRNA可通過直接靶向糖/脂代謝等信號通路中的轉錄因子，或是間接地通過與miRNA結合作用于靶基因，來調控下游基因和蛋白的表達，進而促進NAFLD的發生發展(表1)。

表1 lncRNA在NAFLD中的調控通路與作用機制

2.1 靶向調節NAFLD中脂代謝相關途徑

2.1.1 lncRNA H19 在肝細胞內，PPARα是一種重要的脂肪生成調控因子，其作用途徑是通過增強線粒體的氧化反應來調節脂質代謝。H19在高脂飲食喂養的小鼠肝臟中明顯上調，而高表達的H19可直接競爭結合miR-130a進而抑制PPARα表達，最終導致脂肪代謝的受阻[13]。此外，在肝細胞中過表達外源性H19還能夠上調生脂轉錄因子——MLXIPL來促進肝脂肪變性；相反，敲除內源性H19明顯減少了肝細胞脂質的積累[14]。

2.1.2 lncRNA NEAT1 NEAT1在許多癌癥中異常上調，其高表達往往與患者不良預后密切相關[31]。大量研究表明NEAT1在肝細胞內積極參與脂質代謝相關活動，可通過多種途徑促進NAFLD的發生。Chen等[15]通過構建體內外NAFLD模型發現，敲除NEAT1能夠促進miR-146-5a的表達并抑制ROCK1的活性，從而通過激活AMPK途徑來抑制脂質蓄積。同時，NEAT1還能與miR-140結合并協同作用，使AMPK/SREBP-1信號傳導失活，加劇NAFLD的脂質蓄積[16]。最重要的是，Wang等[32]在NAFLD小鼠中注射NEAT1抑制劑后，脂肪變性程度明顯改善，提示NEAT1可能是治療NAFLD的一個潛在靶點。

2.1.3 LncARSR LncARSR是一種與腎細胞癌耐藥性密切相關的新型lncRNA，常被報道參與促進癌細胞的增殖和自我更新。但最近的研究顯示，LncARSR在NAFLD的發生發展中具有重要作用。LncARSR在NAFLD患者和小鼠中表達顯著上調，對肝臟膽固醇代謝的相關基因的活性還具有積極調控作用[33]。例如，Zhang等[17]在NAFLD小鼠模型中進行了LncARSR的過表達和敲除實驗，其結果顯示，隨著LncARSR的表達增加，與脂肪酸合成、氧化相關的基因表達也相應增加，包括SREBP-1c、FASN，有效地促進了肝臟脂質的積累。但目前關于LncARSR的研究大多都集中在腫瘤耐藥中，因此LncARSR在NAFLD中的作用途徑還需進一步探索。

2.1.4 lncRNA FLRL FLRL是一類被發現與肝臟脂肪變性密切相關的lncRNA，包括FLRL1～8等8種lncRNA，廣泛地分布于細胞核內。有研究[11]指出，FLRL3/7/8可分別作用于PPAR信號通路中的關鍵因子：FABP5、LPL和FADS2，來調節肝細胞的脂肪代謝。此外，熒光素酶實驗[18]顯示，FLRL2能夠與ARNTL、SIRT1特異性結合，當FLRL2過表達時，ARNTL/SIRT1軸被激活，明顯減輕脂肪變性程度。

2.2 靶向調節NAFLD糖代謝相關途徑

2.2.1 lncRNA SRA SRA是類固醇受體RNA激活基因(steroid receptor RNA activator gene，SRA1)編碼的功能性lncRNA，在糖代謝和脂質代謝中具有重要的作用[34]。在肝臟中，SRA主要是通過靶向兩個重要的基因：ATGL和FOXO1，參與NAFLD的形成。ATGL是體內重要的甘油三酯水解酶，其在脂質代謝中的作用易受到胰島素信號的調節，而FOXO1是調節肝臟糖異生和胰島素抵抗反應的關鍵轉錄因子[35]。同時SRA還能靶向抑制FOXO1基因，調節胰島素信號來干擾ATGL的活性和表達，最終促進脂質的異常積累[19]。

2.2.2 lncRNA MEG3 MEG3定位于染色體14q32.3，在人類多種惡性腫瘤中低表達[36]。最近的研究[37]顯示，MEG3同樣在NAFLD患者和小鼠中下調，其表達量與肝細胞脂質蓄積程度呈顯著負相關。Zhu等[20]曾報道，MEG3在肝臟中可通過靶向FOXO1增加肝細胞胰島素抵抗反應，間接促進甘油三酯的積累。另外，Huang等[21]通過NAFLD小鼠實驗證實，MEG3還可通過miR-21/mTOR途徑，調節脂肪生成相關基因的活性，直接誘導細胞內脂質的積累。因此，對MEG3的深入研究可能為NAFLD的靶向治療提供新的思路。

2.2.3 LncSHGL LncSHGL是在NAFLD和肥胖小鼠中新發現的特異性lncRNA，積極參與調節肝臟糖/脂代謝。在高脂飲食喂養的小鼠肝臟中，LncSHGL表達下調；相反，在體外通過轉染高表達的LncSHGL時，NAFLD小鼠的高血糖、胰島素抵抗和脂肪變性癥狀得到良好的改善。同時還指出，LncSHGL可通過激活PI3K/Akt 信號通路和抑制糖代謝途徑中關鍵酶的活性來抑制肝細胞脂肪的生成[22]。此外，LncSHGL還能靶向作用于FOXO1，參與調節細胞內胰島素抵抗途徑，促進NAFLD的發生[7]。

2.3 靶向調節NAFLD中肝細胞炎性、纖維化等途徑

2.3.1 Lnc18q22.2和Blnc1 Lnc18q22.2和Blnc1同屬于肝臟特異性lncRNA，在非酒精性肝炎患者中表達上調，是反應肝炎程度的靈敏指標[3,25]。研究[3,23]表明，Lnc18q22.2和Blnc1的過表達可以加劇肝組織炎癥和纖維化，導致更嚴重的胰島素抵抗和脂肪變性。在上述過程中，Lnc18q22.2可直接或間接參與NAFLD的炎性變化，包括調節氧化還原因子與相關細胞凋亡基因的表達；而Blnc1可通過其伴侶蛋白來減弱NAFLD細胞促炎因子的信號傳導以及調節線粒體的氧化應激[23-24]。Zhao等[25]研究指出，Blnc1可攜同誘導LXR-SREBP1c途徑，激活肝脂肪生成程序來加劇NAFLD的進展。

2.3.2 lncRNA GAS5和lncRNA HULC 作為肝癌特異性lncRNA，下調的GAS5和上調的HULC已分別被證實與肝細胞癌的發展密切相關[38-39]。但GAS5和HULC在肝纖維化轉變中同樣具有重要作用，它們可通過不同的途徑促進NAFLD的不良進展。如有研究[27]發現，在NAFLD小鼠中注射HULC的抑制劑，MAPK信號通路活性明顯被抑制，最終使大鼠肝臟的纖維化程度和肝細胞的凋亡狀態明顯改善。而GAS5可競爭性降低miR-23a的表達水平，從而抑制PI3K/Akt/mTOR 信號通路促進肝細胞的纖維化[26]。因此，GAS5和HULC或許是改善NAFLD纖維化的潛在靶點。

2.3.3 lncRNA MALAT1 MALAT1位于13號染色體上，起初在非小細胞肺癌中被發現與癌細胞轉移和患者的預后密切相關[40]，但越來越多的研究證實，MALAT1也積極參與調控肝臟疾病的發生發展。MALAT1的表達量在NAFLD患者中顯著高于正常人，同時在構建的NAFLD細胞和小鼠模型中也表達上調[28,41]。敲除MALAT1基因可導致SREBP-1c基因的表達量減少，從而減輕肝細胞內的脂質蓄積[28]。Malakar等[29]報道，MALAT1可通過增強代謝轉錄因子TCF7L2的翻譯來上調糖酵解基因的表達并抑制糖異生相關酶的活性，從而參與肝細胞內的糖代謝過程。MALAT1還可通過刺激CXCL5的表達來參與調控炎性趨化因子，促進肝細胞的炎癥和纖維化[30]。

3 小結和展望

隨著分子技術的快速發展，越來越多研究報道了lncRNA可通過競爭結合miRNA，直接或間接地調控肝細胞內脂質代謝、糖代謝等途徑來促進NAFLD的進展。但其中的具體機制還尚未完善，例如許多研究都集中于單一lncRNA，可能忽略了多基因組之間的相互作用。因此還需要大量基因和蛋白組學的基礎實驗來探索lncRNA潛在的靶向下游因子，從而進一步完善其在NAFLD中的系統調控網絡和作用機制，有助于為NAFLD的靶向治療開辟新的方向。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：左志華負責課題設計，資料分析，起草論文；曾楚怡、姜瑤參與資料分析，修改論文；陶華林、郭永燦負責擬定寫作思路，指導性支持并終審論文。