王 念，劉 駿，王 忠

(中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)臨床基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，北京 100700)

長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一種長(zhǎng)度大于200核苷酸的非編碼序列[1]，能夠通過(guò)影響轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控及翻譯調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，在細(xì)胞生物學(xué)和疾病發(fā)展的各個(gè)方面產(chǎn)生影響，作為一種新的功能分子，其過(guò)度表達(dá)、缺失以及改變都與人類(lèi)疾病有著密切的關(guān)系。 深度測(cè)序技術(shù)促進(jìn)了lncRNA的發(fā)現(xiàn)，近十年來(lái)關(guān)于lncRNA在冠心病等心臟疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的研究愈發(fā)深入。如位于9p21區(qū)域的lncRNA ANRIL，與CDKN2A基因區(qū)相鄰，是冠心病的危險(xiǎn)因素。內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的lncRNA如MALAT1和Tie-1AS能夠調(diào)節(jié)血管的生長(zhǎng)和功能，平滑肌和內(nèi)皮細(xì)胞富集的分化相關(guān)的lncRNA能夠控制平滑肌細(xì)胞的收縮表型[2]。Cai等[3]在研究中發(fā)現(xiàn)，CoroMarker與細(xì)胞凋亡、炎癥以及相關(guān)免疫反應(yīng)關(guān)系密切，并在一項(xiàng)病例對(duì)照試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其可以作為冠心病特異性標(biāo)志物，提示lncRNA很有可能為冠心病的診斷及治療提供新思路。心絞痛、心肌梗死是冠心病發(fā)展的不同程度和不同階段，心肌梗死后，壞死心肌纖維化形成瘢痕引起心力衰竭。故本文分別從lncRNA與冠心病、心絞痛、心肌梗死、心力衰竭之間的關(guān)系進(jìn)行闡述。

1 冠心病(coronary artery disease, CAD)

1.1 lncRNA MALAT1肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)首次發(fā)現(xiàn)于非小細(xì)胞肺癌轉(zhuǎn)移過(guò)程中，在肺、胰腺等健康器官及NSCLC中均為高表達(dá)。在分子水平上，MALAT1能夠感染其他RNA分子和蛋白質(zhì)的功能活動(dòng)。早期動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生是內(nèi)皮細(xì)胞損傷和功能障礙，在血管系統(tǒng)中，MALAT1可以調(diào)控血管的生成和功能，對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞增殖有一定的調(diào)控作用[4]，且被證實(shí)能夠促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[5]。Eman等[5]研究表明,MALAT1在半數(shù)動(dòng)脈粥樣硬化造影的患者中升高，而這一趨勢(shì)在既往有缺血性疾病的患者中更加明顯。下調(diào)MALAT1可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的增殖，減少心肌細(xì)胞凋亡，改善左心室功能。

1.2lncRNAMIAT心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(myocardial infarction associated transcript，MIAT)參與血管內(nèi)皮功能障礙，能夠通過(guò)改變細(xì)胞增殖、遷移和存活的特定信號(hào)通路進(jìn)而影響內(nèi)皮功能。中重度的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄導(dǎo)致心肌纖維持續(xù)性和(或)反復(fù)加重的心肌缺血缺氧從而引起心肌纖維化，下調(diào)MIAT可改善心功能，同時(shí)抑制膠原的產(chǎn)生和心臟成纖維細(xì)胞的增殖。此外，MIAT還能作用于miR-22-3p，導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡，從而參與糖尿病心肌病的發(fā)病機(jī)制[6]。

1.3lncRNAANRILINK4基因座中反義非編碼RNA(long non-coding antisense RNA CDKN2B-AS1)又稱(chēng)為CDKN2B。Broadbent等[7]在一項(xiàng)病例對(duì)照研究中表明ANRIL在受動(dòng)脈粥樣硬化影響的組織和細(xì)胞中表達(dá)，并可以作為9p染色體CAD位點(diǎn)的主要候選基因，這也是首次描述lncRNA在心血管疾病中的作用。ANRIL區(qū)域內(nèi)表達(dá)的單核苷酸多態(tài)性參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制，且增加了冠心病和心肌梗死的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。最近的研究結(jié)果表明，ANRIL位點(diǎn)上的純合野生基因型rs4977574 GG和rs1333040 TT是一種冠心病遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子。有可能作為早期冠心病的診斷標(biāo)志物，但仍需在大樣本人群中驗(yàn)證[8]。

1.4lncRNAH19H19(imprinted maternally expressed transcript)是位于11號(hào)染色體的lncRNA，雖然H19 lncRNA在正常動(dòng)脈中檢測(cè)不到，但在損傷的血管和動(dòng)脈粥樣硬化病變后的內(nèi)膜中卻高度表達(dá)。let-7功能缺陷與不同類(lèi)型的心血管疾病相關(guān)，Kallen等[9]發(fā)現(xiàn)H19能夠充當(dāng)分子海綿調(diào)節(jié)let-7的功能，進(jìn)而降低let-7與靶mRNA的自由結(jié)合水平。Zhang等[10]測(cè)定了300例冠心病患者血漿H19循環(huán)水平，發(fā)現(xiàn)冠心病患者血漿H19水平明顯升高。TGF-β1表達(dá)水平升高與冠心病的發(fā)展密切相關(guān)，而H19能夠促進(jìn)TGF-β1的表達(dá)，進(jìn)而參與冠心病的發(fā)病機(jī)制[11]。

1.5lincRNA-p21lincRNA-p21是p53基因的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)或者是p53通路的組成部分，能夠通過(guò)與mRNA結(jié)合從而抑制翻譯。lincRNA-p21在ApoE基因敲除小鼠動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的表達(dá)水平較低。在斑塊形成過(guò)程中，lincRNA-p21抑制細(xì)胞增殖，激活細(xì)胞凋亡[12]，抑制lincRNA-p21則會(huì)增加損傷頸動(dòng)脈的細(xì)胞增殖和新生內(nèi)膜的形成。lincRNA-p21基因G-A-A-G單倍型與早發(fā)型冠心病及心肌梗死相關(guān)。

2 心肌梗死(myocardial infarction，MI)

2.1 lncRNA MIATMIAT的第5號(hào)外顯子存在MI易感性變異，MI與該基因轉(zhuǎn)錄水平升高有關(guān)，提示MIAT可能在MI的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用。Eman等[5]的研究表明，MIAT在冠心病患者中升高了12倍[5]，而Vausort等[13]在研究中發(fā)現(xiàn)MIAT在MI患者中表達(dá)與對(duì)照組無(wú)明顯差異，考慮到Vausort研究的是急性心肌梗死患者，而Eman研究是既往有心臟病史的人群，提示MIAT并非在心肌梗死急性發(fā)作期間升高，而是在其之后升高并保持較高水平[5]。

2.2lncR-CCRR心臟傳導(dǎo)調(diào)節(jié)RNA(cardiac conduction regulatory RNA，CCRR)能夠影響心肌縫隙Cx43的表達(dá)，維持正常的心臟傳導(dǎo)。在急性心肌梗死早期，由于急性心肌缺血和心肌損傷引起的不穩(wěn)定心臟電活動(dòng)和心室復(fù)極易導(dǎo)致惡性心律失常[14]。lncR-CCRR通過(guò)與CIP85相互作用阻斷其與Cx43的結(jié)合，從而Cx43表達(dá)上調(diào)，改善心臟傳導(dǎo)并抑制相關(guān)的室性心律失常。

2.3lncRNAMEG3lncRNA MEG3(maternally expressed gene 3)具有腫瘤抑制作用，其下調(diào)可發(fā)揮心臟保護(hù)作用，通過(guò)靶向p53減少ERS介導(dǎo)的心肌梗死后凋亡[15]。MEG3對(duì)心肌梗死小鼠心肌纖維具有促凋亡作用，缺氧狀態(tài)下，p53直接上調(diào)Meg3，與RNA結(jié)合蛋白FUS直接結(jié)合，參與凋亡調(diào)控，而其在心肌細(xì)胞中的特異性下調(diào)也為心肌梗死的治療提供了新思路[16]。

2.4lncRNAH19長(zhǎng)鏈非編碼RNA H19位于11號(hào)染色體，其基因多態(tài)性與多種疾病相關(guān)。H19在心肌梗死后明顯下調(diào)，而高表達(dá)H19可明顯減少梗死面積，通過(guò)減輕心肌細(xì)胞凋亡和減少炎癥從而減輕心肌纖維化改善心臟功能。研究表明在lncRNAH19/miR-22-3p/KDM3A通路中H19以mir -22-3p依賴(lài)的方式調(diào)控KDM3A的表達(dá)以改善心肌損傷[17]。此外，H19還能通過(guò)mir-139介導(dǎo)的Sox8的上調(diào)，以及PI3K/AKT/mTOR通路和MAPK的激活，減輕了缺氧誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷[18]。

3 心力衰竭(heart failure，HF)

3.1 lncRNA LIPCAR (mitochondrially encoded long non-coding cardiac associated RNA)在一項(xiàng)前瞻性、多中心的研究中發(fā)現(xiàn)，線(xiàn)粒體lncRNA LIPCAR在心肌梗死后左室重構(gòu)后期表達(dá)水平發(fā)生改變，此外，還發(fā)現(xiàn)慢性心衰患者的LIPCAR水平甚至高于心肌梗死后1年仍在進(jìn)行左室重構(gòu)的患者[19]。Pang等在構(gòu)建心力衰竭患者lincRNA、mRNA和miRNA的轉(zhuǎn)錄組譜中發(fā)現(xiàn)lncRNA LIPCAR在患者外周血中有明顯的表達(dá)差異[20]。

3.2 lncRNA Heat2(heart disease associated transcript 2，Heat2)lncRNA Heat2在心力衰竭患者血液中升高，參與調(diào)控細(xì)胞功能，在外周血單個(gè)核細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞中均能夠檢測(cè)到，Heat2表達(dá)上調(diào)后，細(xì)胞的侵襲和遷移能力在明顯增強(qiáng)[21]。

3.3 lncRNA LUCAT1(lung cancer associated transcript 1)心衰患者LUCAT1降低1.7倍，與患者預(yù)后不良相關(guān)。在人心肌細(xì)胞AC16細(xì)胞中，LUCAT1可以直接與miR-612結(jié)合，通過(guò)靶向miR-612/HOXA13軸抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)凋亡。因此這種lncRNA可能成為一種心衰的預(yù)后標(biāo)志物[22]。在高糖處理的AC16心肌細(xì)胞中，LUCAT1表達(dá)明顯上調(diào)，下調(diào)LUCAT1能夠下調(diào)CYP11B2從而逆轉(zhuǎn)HG誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷，因此為糖尿病心肌病的發(fā)展機(jī)制研究提供一個(gè)新的方向[23]。

3.4lncRNATUG1心肌肥厚伴心肌重塑失調(diào)是心力衰竭的主要原因。?；撬嵘险{(diào)基因1(taurine up-regulated 1，TUG1)在H9c2細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)。沉默TUG1可以減輕血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的心肌肥厚。miR-29b-3p是心肌肥厚的負(fù)調(diào)控因子，TUG1通過(guò)海綿miR-29b-3p對(duì)心肌肥厚起積極的調(diào)節(jié)作用[24]。此外，TUG1發(fā)揮著抗凋亡和抗炎的作用，過(guò)表達(dá)時(shí)可減輕脂多糖對(duì)H9c2細(xì)胞的損傷，表現(xiàn)為細(xì)胞活力增強(qiáng)，凋亡細(xì)胞率下降，促凋亡因子和炎性細(xì)胞因子水平降低[25]。

4 心絞痛(stable angina pectoris，SAP)穩(wěn)定型心絞痛是冠心病最常見(jiàn)的臨床表現(xiàn)之一，與心肌缺血相關(guān)。目前有多項(xiàng)研究表明lncRNA與穩(wěn)定性心絞痛存在相關(guān)性，一項(xiàng)lncRNA與心絞痛的表達(dá)譜差異基因GO分析顯示近400個(gè)相關(guān)lncRNA與分子代謝、氧化應(yīng)激傳導(dǎo)等心絞痛發(fā)生因素密切相關(guān)[26]。在一項(xiàng)lncRNA在中國(guó)維吾爾族SAP患者表達(dá)的研究中發(fā)現(xiàn)，lncRNAs NR 037652.1、ENST00000607654.1、ENST00000589524.1、uc004bhb與mRNAs存在共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)，提示在心絞痛的發(fā)生過(guò)程中發(fā)揮重要作用[27]。李香梅等[28]在一項(xiàng)病例對(duì)照研究中發(fā)現(xiàn)外周血lncRNA ENST00000589524.1在穩(wěn)定型心絞痛患者中表達(dá)明顯上調(diào)，但并未闡明機(jī)制。盡管目前多項(xiàng)研究表明lncRNA在穩(wěn)定型心絞痛患者外周血中的表達(dá)存在顯著改變，但其發(fā)生機(jī)制及其能否作為診斷標(biāo)志物仍不明確。

5 小結(jié)與展望

冠心病是導(dǎo)致死亡的主要原因，盡管目前對(duì)其認(rèn)識(shí)和治療有了進(jìn)展，但預(yù)后仍然不理想。lncRNA在血液樣本中的表達(dá)水平，具有作為預(yù)后和診斷性生物標(biāo)志物的可能性。此外，在單核苷酸多態(tài)性(SNP)數(shù)據(jù)庫(kù)、高通量測(cè)序的重大技術(shù)進(jìn)步、數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析方法、全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)的推動(dòng)下，lncRNA已廣泛應(yīng)用于識(shí)別易受心臟病、糖尿病、自身免疫性疾病和精神疾病等常見(jiàn)疾病影響的基因變異。lncRNA不僅通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡、損傷、自噬和分化過(guò)程，也通過(guò)不同的分子機(jī)制參與到多種心血管疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中。因而可以作為一種新的診斷和治療的調(diào)控因子。然而，lncRNAs領(lǐng)域仍處于起步階段，面臨諸多挑戰(zhàn)，體現(xiàn)在：① 目前在NONCODE數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.noncode.org/analysis.php)中可以查詢(xún)到172 216個(gè)人類(lèi)lncRNA轉(zhuǎn)錄本，僅有少部分進(jìn)行了功能研究，對(duì)于其作用和機(jī)制的理解，我們還站在起點(diǎn)的位置。② lncRNA具有多種功能，對(duì)于特定lncRNA介導(dǎo)的分子機(jī)制的理解可能比較復(fù)雜。因?yàn)橐恍﹍ncrna可能通過(guò)1種以上的作用機(jī)制發(fā)揮作用。而且大多數(shù)lncRNA的表達(dá)水平較低，很難將功能與結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)。③ 通過(guò)檢測(cè)特定lncRNA的表達(dá)水平來(lái)預(yù)測(cè)或診斷心血管疾病效力仍是不確定的，在不同的細(xì)胞中如平滑肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等找到心血管疾病作用靶點(diǎn)的方法仍在探索中。