程悅 綜述 王峰 蘇穎 審校

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院眼科 150001

青光眼是一種嚴(yán)重的致盲眼病，其主要特征為病理性眼壓升高引起視神經(jīng)萎縮和視野缺損。目前，抗青光眼手術(shù)中的濾過性手術(shù)是針對(duì)藥物無法控制眼壓時(shí)采取的主要治療手段，而術(shù)后傷口愈合期間結(jié)膜囊內(nèi)成纖維細(xì)胞的過度活化常導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)堆積和膠原收縮，從而促使濾過區(qū)域的瘢痕形成，是導(dǎo)致其手術(shù)成功率降低的主要原因[1]。因此任何可激活結(jié)膜囊內(nèi)成纖維細(xì)胞使其發(fā)生增生及分化的因素均可促使濾過區(qū)域瘢痕形成。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)長度大于200個(gè)核苷酸，可通過轉(zhuǎn)錄、翻譯和表觀遺傳調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。此外，lncRNA對(duì)細(xì)胞增生、凋亡、活性和免疫反應(yīng)也具有一定的調(diào)節(jié)作用。近期研究發(fā)現(xiàn)眼部組織疾病與lncRNA在眼組織中的異常表達(dá)密切相關(guān)[2]。本文對(duì)不同lncRNA在結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞增生機(jī)制中的作用進(jìn)行綜述。

1 LncRNA概述

LncRNA是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200 nt、不編碼蛋白的RNA序列。LncRNA的主要生物學(xué)功能之一是調(diào)控細(xì)胞增生、凋亡及作為微小RNA的前體等。此外，lncRNA還可參與染色質(zhì)的重構(gòu)、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控[3]。隨著研究的進(jìn)展，多種特異性lncRNA被發(fā)現(xiàn)在眼部疾病中有表達(dá)，如青光眼、角膜病、糖尿病視網(wǎng)膜病變、增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變等[2]，提示lncRNA的異常表達(dá)可能與多種眼部疾病的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。LncRNA亦可調(diào)控眼部組織細(xì)胞的增生、遷移和凋亡。Shen等[4]研究發(fā)現(xiàn)在晶狀體氧化應(yīng)激環(huán)境中敲除lncRNA-MIAT可對(duì)晶狀體上皮細(xì)胞的增生、遷移和凋亡產(chǎn)生抑制作用。MALAT1是位于11q13的一段高度保守的lncRNA，Yang等[5]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA-MALAT1可參與轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor-β1，TGF-β1)誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelium，RPE)細(xì)胞的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)，而且沉默MALAT1可對(duì)TGF-β1誘導(dǎo)RPE細(xì)胞的EMT、增生及遷移產(chǎn)生影響。隨著研究的進(jìn)展，lncRNA在眼部組織細(xì)胞中的作用，包括在結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞增生機(jī)制中的作用逐步被認(rèn)識(shí)。

2 LncRNA對(duì)纖維化疾病的調(diào)控

纖維化疾病是以組織結(jié)構(gòu)重塑和細(xì)胞外基質(zhì)的過度沉積為主要特征，致使臟器功能喪失的一類疾病。LncRNA在調(diào)節(jié)多種生物過程，如干細(xì)胞維持，細(xì)胞分化和染色質(zhì)修飾，mRNA的轉(zhuǎn)錄、剪接、翻譯、降解和轉(zhuǎn)運(yùn)中起重要作用[2]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA在多種纖維化組織中特異性表達(dá)并發(fā)揮重要的調(diào)控功能。Sun等[6]通過基因芯片技術(shù)在小鼠肺纖維化組織中發(fā)現(xiàn)了lncRNA的差異性表達(dá)，并證實(shí)體外過表達(dá)lncRNA uc.77可誘導(dǎo)肺間質(zhì)細(xì)胞EMT樣表型轉(zhuǎn)化。Zheng等[7]通過PCR檢測發(fā)現(xiàn)，lncRNA-p21在肝硬化患者的血清及纖維化的肝組織中表達(dá)量較正常人明顯下降。此外，lncRNA-p21在體外過表達(dá)可阻礙肝星狀細(xì)胞的激活，從而延緩肝臟纖維化的進(jìn)展。經(jīng)證實(shí)，lncRNA-CHRF在小鼠心肌細(xì)胞中表達(dá)水平升高，且下調(diào)CHRF表達(dá)可有效改善小鼠的心肌肥厚程度[8]。隨著研究的不斷進(jìn)展，lncRNA也被發(fā)現(xiàn)在青光眼術(shù)后濾過泡瘢痕化的形成和發(fā)展中具有一定的調(diào)控作用。Zhao等[9]通過對(duì)lncRNA和mRNA的微陣列分析發(fā)現(xiàn)，lncRNA NR-003923在青光眼組織中表達(dá)顯著上調(diào)，且lncRNA NR-003923可通過調(diào)控miR-760/miR-215-3p/IL22RA1途徑促進(jìn)人結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞的增生和遷移。

3 LncRNA與結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞的增生和調(diào)控

近年來，對(duì)青光眼濾過術(shù)后瘢痕化機(jī)制的廣泛研究認(rèn)為，在術(shù)后傷口愈合期間結(jié)膜囊內(nèi)成纖維細(xì)胞的過度增生、活化，導(dǎo)致大量ECM沉積，引起的瘢痕形成是導(dǎo)致其手術(shù)成功率降低的重要原因[10]。因此，調(diào)控結(jié)膜囊內(nèi)成纖維細(xì)胞的增生在濾過術(shù)后濾過泡瘢痕化的治療中至關(guān)重要。LncRNA在青光眼濾過術(shù)后濾過區(qū)域的結(jié)膜囊組織內(nèi)被檢測到有特定表達(dá)。以lncRNA為出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)不同lncRNA對(duì)結(jié)膜囊組織內(nèi)成纖維細(xì)胞增生的作用可進(jìn)一步揭示瘢痕形成的病理過程，為疾病的診療提供新的方向。

3.1 LncRNA-MEG3與結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞的增生和調(diào)控

LncRNA-MEG3被認(rèn)為是一種致癌基因，可對(duì)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞的生長產(chǎn)生影響且有助于視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的進(jìn)展[11]。研究顯示，MEG3是TGF-β途徑的調(diào)節(jié)因子，也是TGF-β的應(yīng)答者，可調(diào)節(jié)肝纖維化和人子宮內(nèi)膜基質(zhì)細(xì)胞的增生和凋亡[1]。青光眼濾過術(shù)后濾過區(qū)瘢痕形成的機(jī)制中可涉及多種細(xì)胞因子，其中TGF-β是主要的致纖維化細(xì)胞因子[12]。研究發(fā)現(xiàn)青光眼濾過手術(shù)后TGF-β2 mRNA表達(dá)水平顯著升高，且TGF-β2 mRNA可在人Tenon囊成纖維細(xì)胞(human Tenon capsule fibroblast cells，HTFs)增生中作為強(qiáng)有力的啟動(dòng)子發(fā)揮作用[13]。此外，研究表明使用重組TGF-β2單克隆抗體可顯著延長青光眼術(shù)后結(jié)膜濾過泡的存活時(shí)間，并在早期的臨床試驗(yàn)中顯示出較好的抗瘢痕化效果，推測抑制TGF-β2的活性可有效提高濾過泡的存活能力[14]。Nrf2是細(xì)胞抗氧化過程中的重要核轉(zhuǎn)錄因子，可介導(dǎo)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞凋亡、Müller神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞氧化應(yīng)激和成纖維細(xì)胞增生。在各種生理過程以及青光眼濾過手術(shù)后HTFs增生過程中，Nrf2通常作為TGF-β下游信號(hào)分子起作用[1]。先前的研究表明，Nrf2的過表達(dá)減弱了TGF-β2誘導(dǎo)的HTFs增生[15]。LncRNA可作為響應(yīng)各種刺激的信號(hào)，募集相應(yīng)的復(fù)合物以激活或沉默基因表達(dá)[16]。Wang等[1]研究發(fā)現(xiàn)，MEG3干擾或過表達(dá)可以正向調(diào)節(jié)Nrf2蛋白表達(dá)水平，而TGF-β2在青光眼濾過術(shù)后可通過MEG3與Nrf2的直接結(jié)合誘導(dǎo)HTFs增生，該發(fā)現(xiàn)提示lncRNA-MEG3可能參與調(diào)控HTFs增生。

3.2 LncRNA-COL1A2-AS1與結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞的增生和調(diào)控

LncRNA已被證實(shí)可作為一些miRNA的前體對(duì)基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控。miRNA是一類非編碼的單鏈RNA分子，可通過翻譯抑制或mRNA的降解負(fù)向調(diào)控靶基因。Nong等[17]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA-COL1A2-AS1可通過調(diào)節(jié)miR-21/Smad7途徑抑制瘢痕成纖維細(xì)胞增生。Smad7作為TGF-β通路中的抑制因子，抑制瘢痕成纖維細(xì)胞增生[18]。此外，TGF-β1/Smad途徑還與纖維化和增生性瘢痕關(guān)系密切[19]。綜上所述，lncRNA-COL1A2-AS1可作為miR-21的前體調(diào)控其下游信號(hào)通路，影響瘢痕形成相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)，并抑制該細(xì)胞因子在濾過通道中的潛在致病作用。

3.3 LncRNA-PFAL與結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞的增生和調(diào)控

肺纖維化相關(guān)lncRNA(pulmonary fibrosis-associated lncRNA，PFAL)在實(shí)驗(yàn)性肺纖維化小鼠中表達(dá)上調(diào)[20]，且PFAL過表達(dá)可促進(jìn)其細(xì)胞增生、遷移和肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)變。此外，PFAL可充當(dāng)miR-18a的內(nèi)源競爭RNA，PFAL的過表達(dá)通過調(diào)節(jié)miR-18a導(dǎo)致肺成纖維細(xì)胞ECM的沉積。結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)可調(diào)節(jié)ECM的合成。miR-18a過表達(dá)可通過靶向CTGF抑制TGF-β1誘導(dǎo)的纖維化發(fā)生。相反，miR-18a的敲低可導(dǎo)致肺成纖維細(xì)胞中的纖維增生。已有研究表明，在瘢痕形成的Tenon囊組織中CTGF表達(dá)明顯上調(diào)[21]，且在原代人眼成纖維細(xì)胞亞群中可檢測到TGF-β1的表達(dá)[22]。靶向CTGF可降低HTFs中基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-2和膠原蛋白I的表達(dá)[23]。研究發(fā)現(xiàn)，MMP-2的表達(dá)下調(diào)可打破合成和降解的平衡[24]，影響ECM的轉(zhuǎn)歸。推測抑制lncRNA-PFAL的表達(dá)所致miR-18a的上調(diào)及隨后靶蛋白CTGF的下調(diào)可減少結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞中的ECM沉積，減緩濾過區(qū)域瘢痕的形成，為疾病的預(yù)防提供了新的思路。

3.4 LncRNA-AC067945.2與結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞的增生和調(diào)控

LncRNA-AC067945.2在增生性瘢痕組織中表達(dá)下調(diào)，與經(jīng)TGF-β1刺激后lncRNA-AC067945.2的下調(diào)結(jié)果相一致[25]。LncRNA-AC067945.2可通過調(diào)控不同的信號(hào)通路減少膠原蛋白的表達(dá)：(1)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)信號(hào)通路 研究顯示，AC067945.2過表達(dá)組中的下調(diào)mRNA在VEGF信號(hào)傳導(dǎo)途徑中富集[25]。VEGF-A是眼組織中VEGF蛋白的主要異構(gòu)體，與VEGF受體-2(VEGFR-2)及其共同受體神經(jīng)氈蛋白-1具有較強(qiáng)的親和力。目前，已在HTFs中檢測到VEGF-A和VEGFR-2的表達(dá)[26]，且青光眼患者的結(jié)膜活檢中可發(fā)現(xiàn)VEGF的表達(dá)上調(diào)與手術(shù)失敗密切相關(guān)。已有研究表明，VEGF促進(jìn)了濾過泡的瘢痕形成，使小梁切除術(shù)的成功率降低[27]。(2)Wnt信號(hào)傳導(dǎo)途徑 Chen等[25]研究發(fā)現(xiàn)，AC067945.2過表達(dá)組中的下調(diào)mRNA在Wnt信號(hào)傳導(dǎo)通路中富集。此外，β-連環(huán)蛋白(Wnt/β-連環(huán)蛋白)可能參與肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化[28]。(3)p53信號(hào)通路 p53可激活間充質(zhì)干細(xì)胞以抑制增生性瘢痕形成[29]，且p53相關(guān)的凋亡途徑在治療增生性瘢痕疾病的患者中也起到關(guān)鍵作用[30]。Chen等[25]研究表明，AC067945.2過表達(dá)組中下調(diào)的mRNA在p53信號(hào)通路中富集，且lncRNA-AC067945.2可能通過影響p53信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞凋亡，并減少膠原蛋白的表達(dá)。綜上所述，lncRNA-AC067945.2對(duì)VEGF、Wnt或p53信號(hào)通路的誘導(dǎo)作用表明其在濾過泡瘢痕化形成中發(fā)揮重要作用。

青光眼濾過術(shù)后濾過泡瘢痕形成的主要原因是結(jié)膜囊成纖維細(xì)胞在創(chuàng)傷愈合過程中受到細(xì)胞因子和生長因子的刺激而過度活化。LncRNA可通過多種途徑影響濾過區(qū)域內(nèi)瘢痕形成及結(jié)膜囊內(nèi)成纖維細(xì)胞增生。但目前對(duì)人結(jié)膜囊組織中l(wèi)ncRNA功能的研究仍處于起步階段。LncRNA在青光眼濾過術(shù)后濾過泡瘢痕形成的機(jī)制中所發(fā)揮的作用及其在結(jié)膜囊組織內(nèi)的表達(dá)水平仍有待進(jìn)一步研究。隨著臨床和科研技術(shù)水平的不斷提高，對(duì)lncRNA的調(diào)控機(jī)制會(huì)有更加深入的了解，各種lncRNA的功能將逐漸明確，可能為青光眼濾過術(shù)后瘢痕化的治療提供新的方法。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突