徐鑫令，侯乃方，王欣玲

0引言

2002年日本科學(xué)家[1]首次定義了長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNAs，LncRNAs)，即其轉(zhuǎn)錄子的長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸且不具有編碼蛋白質(zhì)的功能的一類RNA。Kapranov等[2]研究表明LncRNAs大部分位于細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)中僅占約15%，其在樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞等免疫細(xì)胞中廣泛表達(dá)，參與免疫應(yīng)答，維持細(xì)胞的正常生命活動(dòng)。新一代高通量測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)大部分DNA轉(zhuǎn)錄成LncRNAs，其轉(zhuǎn)錄量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)編碼RNA，同時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄出的LncRNAs在基因的修飾、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后翻譯、蛋白質(zhì)的變構(gòu)調(diào)節(jié)等過(guò)程中都發(fā)揮著重要作用[3]。在DNA水平上LncRNAs可招募染色質(zhì)重構(gòu)復(fù)合體介導(dǎo)某些基因的表達(dá)沉默，進(jìn)而參與表觀遺傳調(diào)控、維持染色體數(shù)目的穩(wěn)定；可作為競(jìng)爭(zhēng)性RNA激活或抑制轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，進(jìn)而參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控；可競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合微小RNA(microRNA，miRNA)上調(diào)mRNA翻譯，影響蛋白質(zhì)復(fù)合物的重組；也可直接與mRNA結(jié)合降解或抑制mRNA的翻譯；還可與蛋白結(jié)合激活或抑制蛋白活性，進(jìn)而參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。因此，LncRNAs是基因轉(zhuǎn)錄組中的重要組成部分。近年來(lái)許多研究表明LncRNAs的差異表達(dá)對(duì)基因表達(dá)產(chǎn)生影響，并調(diào)控疾病的發(fā)生、發(fā)展。有研究指出LncRNAs參與眼部發(fā)育，在眼部疾病中存在差異表達(dá)，其表達(dá)失調(diào)與糖尿病視網(wǎng)膜病變、早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變、角膜新生血管的形成密切相關(guān)[4-5]。研究LncRNAs在眼部疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，將有助于人們了解疾病的發(fā)病機(jī)制、診斷、預(yù)后與轉(zhuǎn)歸，并對(duì)眼部疾病的藥物開(kāi)發(fā)及治療提供新策略。本文就近年來(lái)LncRNAs在眼部疾病中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 LncRNAs與角膜疾病

角膜疾病是我國(guó)第二大致盲性眼病，其中角膜新生血管的產(chǎn)生是角膜盲的常見(jiàn)原因，它可在不同眼表疾病中發(fā)生，破壞角膜的免疫赦免，加劇角膜炎癥反應(yīng)，嚴(yán)重?fù)p害視功能。角膜新生血管產(chǎn)生的核心機(jī)制在于促血管生成因子和抗血管生成因子之間的失衡從而誘發(fā)炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。最新研究發(fā)現(xiàn)在血管化角膜中，LncRNA H19的表達(dá)增加，其可通過(guò)抑制microRNA-29c(miR-29c)促進(jìn)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGFA)的表達(dá)，從而誘導(dǎo)角膜新生血管的產(chǎn)生。LncRNA H19/miR-29c/VEGFA通路可能是角膜新生血管產(chǎn)生的潛在機(jī)制之一，這種新的調(diào)控軸有望成為治療角膜新生血管的潛在靶點(diǎn)[6]。翼狀胬肉是一種慢性眼表疾病，若其侵入角膜可導(dǎo)致角膜散光、角膜像差改變等視功能損害。Lan等[7]通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，Linc-9432是細(xì)胞分化的抑制劑，可抑制誘導(dǎo)分化的細(xì)胞凋亡使得成纖維細(xì)胞功能障礙，并促進(jìn)角膜緣干細(xì)胞過(guò)度表達(dá)從而對(duì)結(jié)膜—角膜屏障起到保護(hù)作用，同時(shí)阻止結(jié)膜細(xì)胞向角膜的侵襲。這一研究同時(shí)對(duì)翼狀胬肉發(fā)生的分子機(jī)制進(jìn)行了闡述并推測(cè)成纖維細(xì)胞功能障礙受基因間型LncRNA(LincRNA)調(diào)控，若成纖維細(xì)胞或其前體在分化或增殖方面變得異常，則可預(yù)見(jiàn)該疾病的發(fā)生。

2 LncRNAs與晶狀體疾病

白內(nèi)障是一種因晶狀體混濁導(dǎo)致視力下降或視功能損害的疾病，是全球范圍內(nèi)首位致盲性眼病，依據(jù)其病因可以分為先天性白內(nèi)障、代謝性白內(nèi)障、年齡相關(guān)性白內(nèi)障、后發(fā)性白內(nèi)障等，其中以年齡相關(guān)性白內(nèi)障最為常見(jiàn)。目前白內(nèi)障的發(fā)病機(jī)制尚不明確，多項(xiàng)研究顯示白內(nèi)障的發(fā)生發(fā)展與晶狀體細(xì)胞的異常凋亡及晶狀體上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程有關(guān)。Cheng等[8]研究發(fā)現(xiàn)LncRNA H19在早期年齡相關(guān)性白內(nèi)障患者的晶狀體上皮細(xì)胞(len epithelial cells，LECs)中表達(dá)上調(diào)，若對(duì)其敲低可加重紫外線輻射誘導(dǎo)的氧化損傷，降低細(xì)胞活力并抑制細(xì)胞增殖，導(dǎo)致晶狀體細(xì)胞凋亡，該研究推斷LncRNA H19/miR-29a/TDG這一促進(jìn)氧化損傷修復(fù)的調(diào)控軸可作為治療白內(nèi)障的新靶點(diǎn)。后發(fā)性白內(nèi)障是白內(nèi)障術(shù)后的常見(jiàn)并發(fā)癥，主要由于術(shù)后殘余LECs的增殖而導(dǎo)致晶狀體后囊混濁。Dong等[9]通過(guò)基因芯片分析顯示TGF-β2誘導(dǎo)肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1(MALAT1)過(guò)表達(dá)，而MALAT1通過(guò)與miR-26a結(jié)合充當(dāng)靶向Smad4的ceRNA促進(jìn)LECs的上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化進(jìn)程。而Wang等[10]研究發(fā)現(xiàn)TGF-β2誘導(dǎo)FEZF1-AS1過(guò)表達(dá)促進(jìn)LECs的增殖和遷移。丹參酮ⅡA通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)保護(hù)SRA01/04細(xì)胞免受H2O2觸發(fā)的細(xì)胞凋亡，從而提高LncRNA ANRIL表達(dá)，這也表明丹參酮ⅡA具有治療年齡相關(guān)性白內(nèi)障的潛力[11]。

3 LncRNAs與青光眼

原發(fā)性開(kāi)角型青光眼(primary open angle glaucoma，POAG)是最常見(jiàn)的青光眼類型，其主要特征為視野缺損及視神經(jīng)損害，發(fā)病機(jī)制可能與小梁網(wǎng)中的細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)堆積有關(guān)。因進(jìn)行性的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞缺失引起的視野缺損很容易被患者忽視，因此，該病是一種嚴(yán)重威脅視力的隱匿性視神經(jīng)退行性病變。目前已將WDR36、MYOC和OPTN確定為POAG的致病基因。 Shen等[12]研究表明，人小梁網(wǎng)細(xì)胞(human trabecular meshwork cells，HTMCs)在氧化應(yīng)激下LncRNA RP11-820明顯上調(diào)，它可直接結(jié)合miR-3178調(diào)控MYOD1的表達(dá)，而MYOD1可以與STAT3結(jié)合轉(zhuǎn)錄HTMCs中的ECM基因。這種氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的LncRNA RP11-820在調(diào)節(jié)HTMCs中的miR-3178/MYOD1/ECM軸起到了關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步闡明了POAG的發(fā)病機(jī)制，并為其提供了新型治療靶標(biāo)。Xie等[13]通過(guò)微陣列分析獲得了來(lái)自10例POAG患者和10名無(wú)眼部疾病的健康對(duì)照者的房水中的LncRNAs和mRNA表達(dá)譜，以期預(yù)測(cè)潛在的LncRNAs功能。經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)定量RT-PCR證實(shí)，LncRNA T267384、ENST00000607393和T342877可能是POAG診斷的潛在生物學(xué)標(biāo)記，ENST00000607393可能是治療小梁網(wǎng)鈣化的新靶標(biāo)。

4 LncRNAs與增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變

增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變(proliferative vitreoretinopathy，PVR)是一種致盲性的眼科疾病，常并發(fā)于視網(wǎng)膜脫離或玻璃體切割術(shù)后，其病理改變是在視網(wǎng)膜前后表面及玻璃體內(nèi)形成一種纖維增殖膜，即視網(wǎng)膜前膜(epiretinal membranes，ERMs)，若其收縮后可引起PVR的發(fā)生，甚至導(dǎo)致視網(wǎng)膜皺褶或牽拉性視網(wǎng)膜脫離。Zhou等[14]通過(guò)基因芯片分析顯示，PVR患者的ERMs中有78個(gè)LncRNAs異常表達(dá)，包括48個(gè)上調(diào)的LncRNAs轉(zhuǎn)錄本和30個(gè)下調(diào)的LncRNAs轉(zhuǎn)錄本。PVR患者外周血細(xì)胞及血漿中LncRNA MALAT1均明顯上調(diào)，該非編碼RNA具有調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜色素上皮層細(xì)胞增殖和遷移的作用，并對(duì)ERMs的形成至關(guān)重要。體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)抑制LncRNA MALAT1的表達(dá)可降低細(xì)胞凋亡的幾率，綜上分析得出LncRNA MALAT1不僅是PVR疾病診斷和基因治療的靶點(diǎn)，也是疾病預(yù)后判斷的重要標(biāo)志。

5 LncRNAs與糖尿病視網(wǎng)膜病變

糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)是最常見(jiàn)的微血管并發(fā)癥，可產(chǎn)生視網(wǎng)膜新生血管、黃斑水腫、視網(wǎng)膜出血及牽拉性視網(wǎng)膜脫離等眼底改變，最終可導(dǎo)致視力喪失。該病理改變主要系多種細(xì)胞因子通過(guò)激活不同信號(hào)通路最終引起血—視網(wǎng)膜屏障受損。Yu等[15]通過(guò)制作體外糖尿病凋亡細(xì)胞模型，評(píng)估了在高葡萄糖損傷的人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞中的LncRNA反胰島素樣生長(zhǎng)因子2(IGF2-AS)的功能，研究發(fā)現(xiàn)LncRNA IGF2-AS可調(diào)節(jié)高葡萄糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞凋亡，同時(shí)發(fā)現(xiàn)通過(guò)激活A(yù)KT信號(hào)通路可抑制LncRNA IGF2-AS表達(dá)，從而對(duì)葡萄糖損傷的人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞起到保護(hù)作用。Zhang等[16]通過(guò)RT-qPCR檢測(cè)DR患者血漿中的LncRNAs證實(shí)LncRNA AK077216表達(dá)下調(diào)，可通過(guò)下調(diào)miR-383抑制視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的凋亡。新生血管生成是DR的重要臨床特征，但其發(fā)生的確切機(jī)制仍不清楚。Liu等[17]研究表明LncRNA MALAT1通過(guò)調(diào)節(jié)miR-125b/血管內(nèi)皮鈣粘蛋白(VE-鈣粘蛋白)軸促進(jìn)DR的新生血管形成。在高葡萄糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞(hRMEC)中，LncRNA MALAT1和VE-鈣粘蛋白被上調(diào)，而miR-125b被下調(diào)；敲低LncRNA MALAT1可通過(guò)miR-125b靶向抑制VE-鈣粘蛋白/β-連環(huán)蛋白復(fù)合物來(lái)抑制hRMEC增殖、遷移和血管生成，因此抑制LncRNA MALAT1可能成為DR抗新生血管生成治療的潛在靶標(biāo)。

6 LncRNAs與年齡相關(guān)性黃斑變性

年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration，ARMD)是在全球范圍內(nèi)造成視力喪失的主要原因之一，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家ARMD則是致盲的首位原因[18]。其主要特征是視網(wǎng)膜光感受器和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞變性及脈絡(luò)膜新生血管形成，從而影響中心視力。ARMD分為濕性(滲出性)和干性(萎縮性)兩種類型，濕性ARMD表現(xiàn)為脈絡(luò)膜新生血管形成，眼內(nèi)注射抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子已成為主流治療方式，而對(duì)于干性ARMD形成的地圖樣萎縮尚無(wú)有效的治療措施。Zhu等[19]研究發(fā)現(xiàn)LncRNAs已經(jīng)成為感光細(xì)胞發(fā)育的重要調(diào)節(jié)劑，其中LncRNA MEG3在光誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞變性中起重要作用。在光誘導(dǎo)損傷模型中，LncRNA MEG3表達(dá)顯著上調(diào)，它可充當(dāng)p53誘餌來(lái)調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜感光細(xì)胞功能，MEG3沉默可防止體內(nèi)光誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞變性和感光細(xì)胞凋亡。同時(shí)MEG3沉默也降低caspase 3/7活性，上調(diào)抗凋亡蛋白(Bcl-2)的表達(dá)，并下調(diào)促凋亡蛋白(Bax)的表達(dá)。綜上，LncRNA MEG3的發(fā)現(xiàn)對(duì)治療光誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞變性提供了一種新方法。有研究表明位于視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞質(zhì)中的LncRNA ZNF503-AS1與視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞分化同步上調(diào)，而在萎縮性ARMD和視網(wǎng)膜色素上皮功能障礙患者中表達(dá)下調(diào)。體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明LncRNA ZNF503-AS1可促進(jìn)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞分化并抑制其增殖、遷移。該研究提示LncRNA ZNF503-AS1可作為萎縮性ARMD的生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)[20]。

7 LncRNAs與視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤

視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(retinoblastoma，RB)是嬰幼兒最常見(jiàn)的原發(fā)性眼內(nèi)惡性腫瘤，早期主要表現(xiàn)是白瞳癥，其次為斜視、眼球移位等；當(dāng)疾病進(jìn)展到晚期時(shí)可發(fā)生眼外播散，其致盲率、致死率相當(dāng)高。目前，對(duì)于RB的發(fā)病機(jī)制仍不完全清楚，一般認(rèn)為與基因突變、表觀遺傳修飾等多種分子機(jī)制有關(guān)?；A(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)沉默的LncRNA ANRIL通過(guò)調(diào)節(jié)miR-99a和c-Myc抑制成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤Y79細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移；LncRNA MEG3通過(guò)負(fù)調(diào)控Wnt/β-catenin途徑在RB的發(fā)生和發(fā)展中起到抗腫瘤的作用[21]。這些研究使我們能夠更好地了解RB的病理過(guò)程并為RB的靶向治療提供了新的見(jiàn)解。臨床上RB的治療重點(diǎn)主要是通過(guò)腫瘤的早期防控挽救患兒生命，其次是保存眼球，最大程度地保留視力。早期的RB若及時(shí)發(fā)現(xiàn)并治療存活率大多超過(guò)95%，而晚期患者存活率一般低于50%，預(yù)后很差。Su等[22]研究發(fā)現(xiàn)RB的不良預(yù)后主要?dú)w因于LncRNA BANCR功能失調(diào)，其可以調(diào)節(jié)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。

8小結(jié)

LncRNAs是基因表達(dá)的重要調(diào)控因子，通過(guò)多種分子及信號(hào)通路影響疾病的發(fā)生發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于眼部疾病相關(guān)LncRNAs的研究尚處于發(fā)展階段，只有少部分LncRNAs的特征、生物學(xué)功能及作用機(jī)制得到確認(rèn)，且多以單中心小樣本的研究為主，單個(gè)標(biāo)志物對(duì)疾病診斷及預(yù)后判斷的預(yù)測(cè)效率有限，多個(gè)標(biāo)志物聯(lián)合則能顯著提高對(duì)疾病診斷、預(yù)后預(yù)測(cè)的價(jià)值，擴(kuò)大樣本量、開(kāi)展多中心研究也將使研究數(shù)據(jù)更加具有說(shuō)服力。相信在不久的將來(lái)，隨著研究的深入及高通量測(cè)序技術(shù)的更新，LncRNAs在細(xì)胞和組織中的生物學(xué)功能及作用機(jī)制會(huì)越來(lái)越明晰，會(huì)有更多參與眼部疾病的LncRNAs被挖掘，并成為潛在的生物學(xué)標(biāo)志，為眼部疾病的診治提供新的思路和靶點(diǎn)。