何娟娟 綜述 劉立新 審校

(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，濟(jì)寧 272013；濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，濟(jì)寧 272029)

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)作為復(fù)雜分子網(wǎng)絡(luò)中的一部分，在心血管疾病、自身免疫性疾病及腫瘤等的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用。lncRNA在急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)中的研究進(jìn)展比較多，但lncRNA在心肌細(xì)胞凋亡中的作用及分子機(jī)制研究尚未見系統(tǒng)敘述。心肌凋亡是多種心血管疾病的重要病理過程，本文圍繞lncRNA在不同原因?qū)е碌男募〉蛲鲎饔眉胺肿訖C(jī)制做一綜述，旨在進(jìn)一步分析lncRNA通過調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡影響心血管疾病的作用。

1 lncRNA概述

lncRNA是轉(zhuǎn)錄本長度超過200個(gè)核苷酸且不具有功能性蛋白質(zhì)編碼能力的RNA轉(zhuǎn)錄物。lncRNA可以執(zhí)行多個(gè)生物功能:1)可以作為調(diào)控染色質(zhì)狀態(tài)因子的支架、橋梁和繩索進(jìn)行表觀遺傳調(diào)控;2)可通過作用于靶基因的轉(zhuǎn)錄因子或者抑制因子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄調(diào)控；3)核分區(qū)-維持核結(jié)構(gòu);4)通過與mRNA堿基結(jié)合或作為mRNA結(jié)合蛋白的輔助因子或競爭對手進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控[1]。lncRNA在心血管疾病中的表達(dá)存在差異，并通過各種機(jī)制調(diào)節(jié)心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展，其中在AMI、心臟發(fā)育、心力衰竭(heart failure，HF)、擴(kuò)張型心肌病、動(dòng)脈粥樣硬化及血脂異常等過程中發(fā)揮重要的作用。此外，循環(huán)中的lncRNA結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，在外周血單核細(xì)胞、血漿、血清、尿液等體液中易于檢測其存在。

2 心肌細(xì)胞凋亡在心血管疾病中的作用

細(xì)胞凋亡是一種高度調(diào)控的細(xì)胞死亡過程，可由細(xì)胞膜、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的死亡受體介導(dǎo)。參與凋亡過程的相關(guān)基因有幾十種，其中Bcl-2、Bcl-XL、Bcl-AL等基因有抑制凋亡作用，Bad、Bax、Bak、P53等基因有促進(jìn)凋亡作用，c-myc等基因可能具有雙向調(diào)節(jié)作用，生長因子充足時(shí)促進(jìn)細(xì)胞增殖，生長因子缺乏時(shí)引起細(xì)胞凋亡[21]。心肌細(xì)胞凋亡是多種心血管疾病的重要病理過程。心肌細(xì)胞凋亡的增加會(huì)促進(jìn)心肌梗死、HF和擴(kuò)張型心肌病等多種心血管疾病的發(fā)生發(fā)展，而限制細(xì)胞凋亡對心臟有保護(hù)作用。lncRNA通過作用于凋亡相關(guān)通路影響凋亡蛋白的表達(dá)，從而調(diào)控心肌細(xì)胞凋亡，在多種心血管疾病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。

3 lncRNA與心肌凋亡

在不同機(jī)制導(dǎo)致的心肌細(xì)胞凋亡中l(wèi)ncRNA表達(dá)有變化，MIAT、MIRF、circANKRD36等在心肌細(xì)胞凋亡中表達(dá)升高，而UCA1、CARL、ENSMUST00000134285等表達(dá)降低，同時(shí)還有一些lncRNA 亞型如MALAT1、ANRIL、TUG1、XIST、ROR在調(diào)控心肌細(xì)胞凋亡中存在雙向調(diào)節(jié)作用，它們既能促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡也能抑制心肌細(xì)胞凋亡，這可能與不同心肌細(xì)胞類型、不同作用條件或者不同信號(hào)通路有關(guān)。這些lncRNA通過不同機(jī)制發(fā)揮不同功能，促進(jìn)及抑制心肌細(xì)胞凋亡。

3.1 lncRNA促進(jìn)心肌凋亡

3.1.1心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本(myocardial infarction associated transcript,MIAT) MIAT是首個(gè)被確定為具有心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)的一種lncRNA。MIAT通過海綿作用抑制miR-22-3p來上調(diào)DAPK2的表達(dá)，從而促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡[2]。而且在缺氧/復(fù)氧(hypoxia /reoxygenation，H/R)誘導(dǎo)的H9C2心肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)MIAT的表達(dá)增加[3]。Yao等[4]通過對房顫(Atrial fibrillation，AF)大鼠模型用特定的shRNA慢病毒注射下調(diào)MIAT，可使具有心臟保護(hù)作用的miR-133a-3p表達(dá)增加，導(dǎo)致AF持續(xù)時(shí)間縮短，并且有效減少AF誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡和心房纖維化。見圖1。

圖1 AF大鼠模型MIAT/miR-133a-3p通路示意圖[4]

3.1.2心梗調(diào)控因子(myocardial infarction-regulatory factor,MIRF) MIRF參與心肌梗死病理過程，但是關(guān)于其具體機(jī)制的研究尚少。Su等[5]研究揭示了lncRNA MIRF-miR-26a-Bak1軸在心肌梗死中的分子機(jī)制。MIRF可通過抑制miR-26a的表達(dá)，進(jìn)而上調(diào)Bak1的表達(dá)，導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡；敲除MIRF可以減輕AMI小鼠的心肌損傷并改善心功能。

自噬是心肌細(xì)胞抗缺血損傷的保護(hù)因子。近期一項(xiàng)研究[6]提出了心肌梗死期間MIRF相關(guān)的自噬信號(hào)機(jī)制，心臟應(yīng)激通過上調(diào)MIRF來抑制miR-26a的表達(dá)，進(jìn)而解除對抗自噬蛋白USP15的抑制作用，阻斷自噬，減輕內(nèi)在的心臟保護(hù)活性，增加心肌細(xì)胞凋亡，最終導(dǎo)致缺血損傷和心功能不全，表明MIRF是一種新的抗自噬lncRNA，為其他自噬相關(guān)疾病的研究提供了依據(jù)。

3.1.3circANKRD36 環(huán)狀RNA(circRNA)是屬于非編碼RNA(ncRNA)的一種新型RNA，在心肌病及心力衰竭中發(fā)揮重要作用。circANKRD36屬于circRNA中的一種，在炎癥損傷中通過吞噬微小核糖核酸(如miR-15、miR-138等)發(fā)揮作用。Wang等[7]研究發(fā)現(xiàn)circANKRD36通過吞噬作用負(fù)調(diào)節(jié)miR-15水平，而miR-15具有抗炎損傷活性，在心臟缺血性損傷中發(fā)揮保護(hù)作用，而MyD88是miR-15的靶基因，miR-15通過靶向MyD88發(fā)揮作用；沉默circANKRD36可通過調(diào)節(jié)miRNA-15/MyD88通路減輕脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的炎癥損傷。沉默circANKRD36還可通過上調(diào)H9c2細(xì)胞中的miR-138，抑制p38MAPK /NF-κB通路，減輕LPS激活的心肌細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)[8]。

3.2 lncRNA抑制心肌凋亡

3.2.1UCA1 UCA1包含3個(gè)外顯子，長度為1.4kb，最初在人膀胱移行細(xì)胞癌中被發(fā)現(xiàn)的一種lncRNA。UCA1在成人心臟中特異性表達(dá)，表明UCA1可能在維持正常心肌功能方面發(fā)揮重要作用，并可作為心臟病(如AMI)的生物標(biāo)志物。UCA1通過抑制miR-143/MDM2/p53軸來抑制心肌細(xì)胞凋亡，發(fā)揮心血管保護(hù)因子的作用[9]。而在心肌梗死大鼠模型中，也證實(shí)了UCA1抑制心肌凋亡作用，UCA1通過靶向作用于miR-873，降低miR-873對其靶點(diǎn)XIAP的抑制作用，并升高抗凋亡蛋白Bcl-2水平，從而減輕心肌細(xì)胞凋亡[10]。

3.2.2心臟凋亡相關(guān)lncRNA (cardiac apoptosis-related lncRNA,CARL) CARL通過調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡參與心臟疾病的發(fā)生發(fā)展，但是目前關(guān)于其分子機(jī)制的研究尚少。Wang等[11]揭示了CARL可抑制線粒體裂變和凋亡,而這種作用主要依賴于miR-539和PHB2。CARL通過下調(diào)miR-539來增加 PHB2 的表達(dá)，從而抑制線粒體分裂和心肌凋亡。此外，Li等[12]發(fā)現(xiàn)CARL在大鼠原代心肌內(nèi)皮細(xì)胞中過表達(dá)可提高細(xì)胞活力，降低細(xì)胞凋亡。

3.2.3ENSMUST00000134285 2018年，Chun等[13]鑒定出ENSMUST00000134285是調(diào)控細(xì)胞凋亡的一種lncRNA。ENSMUST00000134285可增加下游的MPAK11活性，MAPK11通過抑制ROS形成發(fā)揮促存活作用。敲低H/R心肌細(xì)胞模型小鼠ENSMUST00000134285可抑制MAPK11的活性，增加心肌細(xì)胞凋亡；推測miRNA760可能是ENSMUST00000134285和MAPK11之間的中介，但是目前尚未得到進(jìn)一步證實(shí)。

3.3 lncRNA雙向調(diào)節(jié)心肌凋亡

3.3.1轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1) MALAT1是一個(gè)長度為8000 nt的lncRNA，位于染色體11q13上。近年來，MALAT1在心血管疾病方面的作用被重視，并發(fā)現(xiàn)它可以通過多種途徑參與調(diào)節(jié)心肌凋亡。下調(diào)MALAT1可減少糖尿病大鼠心肌細(xì)胞凋亡，改善左心室功能[14]。MALAT1介導(dǎo)的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2向miR-22啟動(dòng)子募集導(dǎo)致miR-22的轉(zhuǎn)錄受到抑制；低水平的miR-22可上調(diào)ABCA1的表達(dá)，ABCA1可通過影響細(xì)胞炎癥因子分泌來增加糖尿病大鼠心肌細(xì)胞的凋亡(圖2)。MALAT1在自噬調(diào)節(jié)中也能發(fā)揮作用，MALAT1通過TSC2啟動(dòng)子區(qū)招募EZH2誘導(dǎo)核小體組蛋白(H3K27me3)來表觀抑制TSC2轉(zhuǎn)錄，從而誘導(dǎo)mTOR激活并抑制自噬，降低自噬對心臟的保護(hù)作用[15]。但是部分研究也表明H9C2細(xì)胞中，MALA起到抑制凋亡的作用。Yao等[16]指出敲低MALAT1可上調(diào)miR-217的表達(dá)，進(jìn)而降低Sirt1的表達(dá)，加重缺氧誘導(dǎo)的H9C2細(xì)胞凋亡。MALAT1可通過海綿作用下調(diào)miR-558的表達(dá)，進(jìn)而減少異丙腎上腺素(ISO)誘導(dǎo)的 H9C2心肌細(xì)胞凋亡[17]。

圖2 MALAT1在糖尿病心肌病中的作用機(jī)制圖[14]

3.3.2ANRIL ANRIL是一種長3.8kb的反義非編碼RNA，轉(zhuǎn)錄自人類9號(hào)染色體P21的短臂上。目前已經(jīng)確定ANRIL是一種與冠狀動(dòng)脈心臟病(CHD)密切相關(guān)的生物標(biāo)志物[18]。Yang等[19]研究發(fā)現(xiàn)在AMI小鼠模型中，下調(diào)ANRIL可通過IL-33/ST2途徑減輕心肌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)心肌細(xì)胞存活，減少梗死面積、纖維化，改善心肌功能。但是，Shu等[20]研究揭示了ANRIL通過調(diào)節(jié)miR-7-5p/SIRT1軸，在缺氧誘導(dǎo)的H9c2細(xì)胞損傷中發(fā)揮保護(hù)作用。ANRIL通過與miR-7-5p競爭性結(jié)合，正向調(diào)控Sirt1表達(dá)，從而減少了心肌細(xì)胞凋亡。

3.3.3LncRNA?；撬嵘险{(diào)基因1(Taurine-upregulated gene 1，TUG1) TUG1位于染色體22q12上，最初被確定為?；撬崽幚淼男∈笠暰W(wǎng)膜細(xì)胞中上調(diào)的轉(zhuǎn)錄本。TUG1可通過影響成骨細(xì)胞凋亡在骨質(zhì)疏松中發(fā)揮重要作用。TUG1通過上調(diào) Bcl-2 來抑制地塞米松誘導(dǎo)的小鼠 MC3T3-E1 細(xì)胞凋亡，表明TUG1 可能是糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的成骨細(xì)胞凋亡的保護(hù)性因子[21]。而近年來關(guān)于TUG1影響心肌缺血操作的研究表明，TUG1在心肌細(xì)胞凋亡中也起到重要作用。Wu等[22]研究發(fā)現(xiàn)TUG1競爭性結(jié)合miR-340加速心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)。

另外，TUG1-miR-9a-5p軸通過靶向KLF5促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致心肌缺血損傷。TUG1通過競爭性結(jié)合miR-9a-5p來促進(jìn)KLF5的表達(dá)；上調(diào)的KLF5通過刺激線粒體死亡通路，導(dǎo)致心肌細(xì)胞凋亡增加[23]。此外，敲低 TUG1可通過調(diào)控miR-532-5p/Sox8軸來減輕缺血缺氧誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞炎癥和凋亡[24]。而Jiang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在缺氧誘導(dǎo)的H9C2細(xì)胞中上調(diào)TUG1可減輕心肌細(xì)胞損傷。TUG1通過靶向下調(diào)miR-124的表達(dá)，降低了miR-124對Hic-5抑制作用，過表達(dá)的Hic-5激活Sp1/Survivin信號(hào)通路，最終減輕缺氧誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡。

3.3.4非X活性特異性轉(zhuǎn)錄本(X-inactive specific transcript，XIST) XIST位于人Xq13.2染色體上,是一個(gè)17kb的lncRNA。XIST在心肌梗死、糖尿病心肌病及膿毒癥心肌損傷等疾病中發(fā)揮重要作用。XIST可通過靶向miR-101a-3p上調(diào)FOS和凋亡相關(guān)蛋白水平，促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡[26]。下調(diào)XIST可改善LPS誘導(dǎo)的心肌損傷，減少凋亡[27]。Peng等[28]研究提示XIST可以抑制H9C2心肌細(xì)胞凋亡。XIST通過吸附miR-122-5p來促進(jìn)FOXP2表達(dá)，而FOXP2過表達(dá)可上調(diào)Bcl-2表達(dá)，抑制HIF-alpha、Bax和cleaved-caspase 9蛋白的表達(dá)，從而減少心肌細(xì)胞凋亡。

4 小結(jié)與展望

心肌凋亡是包括心肌梗死、心力衰竭、擴(kuò)張型心肌病在內(nèi)的多種心血管疾病重要的病理基礎(chǔ)，而lncRNA種類眾多，目前關(guān)于lncRNA與心肌凋亡的關(guān)系仍在研究階段，lncRNA調(diào)節(jié)心肌凋亡的具體機(jī)制尚不完全明確。因此，針對lncRNA調(diào)節(jié)心肌凋亡的研究仍是非常有必要的。這將有助于挖掘更多心血管疾病的潛在的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，為醫(yī)師把握患者病情及較早采取治療措施提供幫助，從而改善預(yù)后。

利益沖突：所有作者均申明不存在利益沖突。