韋韜 高文 陳紅 (柳州市人民醫(yī)院,廣西 柳州 545006)

腦卒中是成年人致殘的主要原因,也是全世界第二死亡原因〔1〕。在我國,腦血管疾病是繼惡性腫瘤和心臟病的第三大死亡原因〔2〕,急性腦梗死屬于心腦血管疾病的一種,約占全部腦卒中的70%。有數(shù)據(jù)表明,在全球范圍內(nèi)重型心腦血管疾病的發(fā)病率和死亡率約為115.61/10萬和81.33/10萬,急性腦梗死占比高達60%～80%〔3,4〕。急性腦梗死的治療并未有突破性的進展,重組組織纖維酶原激活劑(rt-PA)是美國食品和藥物管理局唯一批準(zhǔn)的治療缺血性腦卒中的藥物〔5〕,但因其存在易導(dǎo)致腦出血和治療時間窗狹窄的問題〔6〕,使用極為受限。另有研究表明〔7〕,老年急性腦梗死患者接受rt-PA靜脈溶栓治療,可取得一定血流再通,但預(yù)后不良的影響因素涉及高脂血癥、心房顫動、TOAST 分型、OCSP分型、24 h美國國立衛(wèi)生研究院腦卒中量表(NIHSS)評分等多個方面的影響,故找到新的治療方法尤為重要。有研究表明,長鏈非編碼RNA(lncRNA)參與缺血性腦梗死后損傷的調(diào)節(jié),提示這種調(diào)節(jié)作用可能會成為急性腦梗死診斷、治療及預(yù)后的新思路。由于lncRNA與急性腦梗死之間關(guān)系的報道較少見,故本文總結(jié)lncRNA的生物起源及其在急性腦梗死中的特殊作用進行綜述。

1 急性腦梗死的分子機制

急性腦梗死是大腦動脈痙攣堵塞引起缺血缺氧,從而導(dǎo)致大腦腦細胞的壞死及大腦功能上的損傷。有研究表明〔8〕,炎癥反應(yīng)與急性腦梗死的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān)。黑色素瘤缺乏因子2能夠激活半胱天冬氨酸特異性蛋白酶(caspases)-1,從而裂解前體白細胞介素(IL)-1β和IL-18,使二者在急性腦梗死患者體內(nèi)呈現(xiàn)高表達的狀態(tài),引發(fā)血管平滑肌細胞、神經(jīng)元細胞的壞死。也有研究表明,caspases級聯(lián)反應(yīng)通路的激活能夠引發(fā)細胞凋亡,從而引起急性腦梗死〔9〕,故人體內(nèi)caspases提高提示炎癥反應(yīng)的發(fā)生,減少炎癥的發(fā)生可以減輕急性腦梗死帶來的危害。微小RNA(miRNA)與caspases的調(diào)節(jié)有關(guān),即miRNA可以調(diào)節(jié)炎癥因子的釋放,miR-15b-3p 過表達能夠在一定程度上降低caspases表達〔10〕,從而起到降低炎癥反應(yīng)的作用。有研究〔11〕表明,外周血 miR-34可能具有減輕炎癥反應(yīng)的作用,其表達水平的測定與腦梗死患者疾病的危重程度及炎癥反應(yīng)程度有關(guān)。研究表明〔12,13〕,lncRNA對于miRNA有調(diào)節(jié)作用,從而能夠間接調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。lncRNA是長度超過200個堿基的轉(zhuǎn)錄本,很少有開放閱讀框,其主要的貢獻是一種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)劑、mRNA的加工及和結(jié)構(gòu)區(qū)域組織〔14〕。通過上調(diào)LncRNA中母系表達基因(MEG)3的表達能夠調(diào)節(jié)miR-21表達下降,進而影響caspase-8,從而引起細胞的凋亡及增殖〔15〕,說明lncRNA具有調(diào)節(jié)miRNA的作用。此外,其能夠保護大腦中動脈閉塞小鼠的大腦,機制是通過調(diào)節(jié)miRNA起到抗炎作用〔13〕。

由此可以推斷,lncRNA可以通過上調(diào)或下調(diào)miRNA來調(diào)節(jié)其表達量,從而引起炎癥反應(yīng)的發(fā)生,最后引發(fā)急性腦梗死,二者在其中起到間接調(diào)節(jié)的作用。

2 急性腦梗死中l(wèi)ncRNA的表達及相關(guān)機理

lncRNA其轉(zhuǎn)錄本的長度可以超過200個核苷酸,其代表的是最大的lncRNA類別,在ncRNA家族中起重要作用〔16〕,其雖屬于非編碼RNA,不翻譯蛋白質(zhì),但卻在基因表達上起重要的調(diào)節(jié)作用,與基因調(diào)控的短lncRNA相比,種類跟數(shù)量都更多,故功能復(fù)雜多樣,主要在染色質(zhì)、轉(zhuǎn)錄方面發(fā)揮作用〔17〕及對順式反式進行相關(guān)轉(zhuǎn)錄調(diào)控。有研究也證明〔18〕,一部分注釋的lncRNA也能夠編碼蛋白質(zhì)。

在急性腦梗死lncRNA的長期研究中,部分lncRNA有促進急性腦梗死進展的作用。Teng等〔19〕發(fā)現(xiàn)急性腦梗死患者血漿中l(wèi)ncRNA肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄物(MALAT)1水平顯著升高,并且MALAT1能夠下調(diào)hsa-miR-1455p、hsa-miR-140-5p、hsa-miR-483-3p和hsa-miR-338-3p的表達來抑制C反應(yīng)蛋白(CRP)表達,導(dǎo)致急性腦梗死患者CRP水平升高,促進炎癥反應(yīng)與動脈硬化的進展。Tian等〔20〕發(fā)現(xiàn),急性腦梗死患者外周全血中NR_120420表達顯著增加,NR_120420可通過上調(diào)核因子(NF)-κBP65蛋白的磷酸化從而促進急性腦梗死后細胞凋亡的進程。Hu等〔21〕發(fā)現(xiàn),長鏈非編碼生長停滯特異性蛋白6反義RNA1(lncRNA DLX6-AS1)通過阻斷氧糖剝奪/再灌注(OGD/R)處理N2a細胞中的miR-149-3p上調(diào)BOK表達,從而促進OGD/R誘導(dǎo)的細胞凋亡。研究發(fā)現(xiàn)〔22〕,低氧培養(yǎng)時宿生基因(SNHG)15 表達上調(diào)的同時通過SNHG15-miR-24-神經(jīng)蛋白聚糖調(diào)控軸的作用,促進低氧培養(yǎng)下人神經(jīng)母細胞瘤細胞(SH-SY5Y)的增殖,導(dǎo)致Neurocan 的下調(diào)并且減少低氧培養(yǎng)對神經(jīng)細胞的損傷作用。有研究表明,漿細胞瘤多樣異位基因(PVT)1通過miR-214介導(dǎo)的p53和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TFR)1調(diào)節(jié)鐵死亡過程,從而促進急性腦梗死的進展〔23〕。故不同的lncRNA均可促進急性腦梗死的進展。

某些lncRNA的上調(diào)可以減輕急性腦梗死中的炎癥反應(yīng)及細胞凋亡的進程。有研究〔24〕表明,SNHG4的上調(diào)抑制miR-449c-5p的表達并激活STAT6信號通路,從而抑制小膠質(zhì)M1細胞的極化并減少炎癥,表明SNHG4的恢復(fù)是治療缺血性腦卒中的一種策略。AC136007.2通過調(diào)節(jié)單腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)-雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路的活性抑制OGD/R誘導(dǎo)的自噬激活,從而減輕了由OGD/R誘導(dǎo)的SH-SY5Y細胞凋亡,減少促炎性細胞因子的分泌。見表1。

表1 急性腦梗死中l(wèi)ncRNA的差異表達及其機制

3 lncRNA在急性腦梗死中的臨床意義

有研究表明〔25〕,lncRNA在細胞質(zhì)中的過表達能夠顯著減輕慢性阻塞性肺疾病(COPD)中炎癥反應(yīng),從而減緩COPD的發(fā)生發(fā)展。疾病診治可以通過lncRNA調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),從而減輕疾病的危害,但是其中的機制仍有待研究。lncRNA-miRNA-mRNA軸在心血管疾病的治療中具有特別的作用,證明三者之間的互相調(diào)節(jié),特別是lncRNA與miRNA之間是相互抑制的關(guān)系,lncRNA可以通過下調(diào)miRNA的表達,從而提高mRNA的表達并提高心肌的凋亡率。提高miR-15b-3p 過表達能夠在一定程度上降低caspases的表達〔26〕,抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展,間接說明能夠通過lncRNA對炎癥反應(yīng)進行調(diào)節(jié)。有研究證明〔27,28〕,lncRNA可以通過調(diào)節(jié)巨噬細胞釋放炎癥因子促進腹主動脈瘤的發(fā)生,這種機制可能與此軸有關(guān),lncRNA是心血管疾病中的重要調(diào)節(jié)因素,由此可推測,此軸在心腦血管中也起一定的調(diào)節(jié)作用,與急性腦梗死相關(guān)。急性腦梗死主要是大腦動脈的痙攣堵塞導(dǎo)致的缺血缺氧,推測其中的lncRNA可以通過lncRNA-miRNA-mRNA軸調(diào)節(jié)急性腦梗死中的炎癥反應(yīng),使炎癥反應(yīng)能夠減輕。SNHG4可以通過SNHG4-miR-449c-STAT6軸抑制小膠質(zhì)細胞的極化并抑制炎癥反應(yīng)的進行。

lncRNA-miRNA-mRNA軸是lncRNA參與的重要調(diào)節(jié)機制,可以調(diào)節(jié)自身的心血管活動,達到心肌細胞的調(diào)節(jié)控制,對動脈粥樣硬化也有一定的作用〔27〕。由此推測lncRNA可能與急性腦梗死中的炎癥反應(yīng)機制有關(guān),通過此軸調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的發(fā)生,從而對急性腦梗死發(fā)生發(fā)展進行控制。

急性腦梗死患者和嚙齒動物腦缺血模型體液中l(wèi)ncRNA表達譜發(fā)生改變,意味lncRNA可能是診斷、疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后的有用生物標(biāo)志物。有研究表明〔29〕,lncRNA核富集轉(zhuǎn)錄體(NEAT)1對急性腦梗死風(fēng)險具有良好的預(yù)測價值,并有助于監(jiān)測急性腦梗死的疾病嚴(yán)重程度、炎癥水平和預(yù)后。lnc-MEG3與miR-21呈負(fù)相關(guān),并且這兩個因素在一定程度上與急性腦梗死的疾病風(fēng)險、炎性細胞因子、疾病嚴(yán)重程度和復(fù)發(fā)風(fēng)險相關(guān),表明其對急性腦梗死治療的潛在診斷和預(yù)后價值〔30〕。Lnc-ITSN1-2對急性腦梗死風(fēng)險具有良好的預(yù)測價值,并且與急性腦梗死患者疾病嚴(yán)重程度和炎癥增加及無復(fù)發(fā)生存期惡化相關(guān),為早期預(yù)防和治療提供了潛在的生物靶點,監(jiān)測疾病進展以進一步改善急性腦梗死患者的預(yù)后〔31〕。lncRNA尿路上皮癌胚抗原(UCA)1與急性腦梗死患者疾病嚴(yán)重程度、Th17細胞比例、炎性細胞因子升高和預(yù)后不良相關(guān)〔32〕。lncRNA肝癌高表達轉(zhuǎn)錄本(HULC)與急性腦梗死風(fēng)險增加、疾病嚴(yán)重程度增加和RFS惡化相關(guān)。同時,在急性腦梗死患者中,其與IL-6和細胞間黏附分子(ICAM)1呈正相關(guān)〔33〕。lncRNA框基因內(nèi)含子(CAI)2水平升高,其或可成為早期診斷急性腦梗死 的一種潛在生物學(xué)標(biāo)志物〔34〕。因此,某些lncRNA的表達有望成為急性腦梗死的診斷依據(jù)、疾病嚴(yán)重程度判別及預(yù)后標(biāo)準(zhǔn)。

綜上,lncRNA可能對急性腦梗死的發(fā)生具有調(diào)節(jié)作用,縮小梗死的范圍,有利于腦中的血流灌流及血小板的減少,減少動脈粥樣硬化的發(fā)生,改善急性腦梗死的發(fā)生發(fā)展,對于患者大腦具有保護作用,有利于患者的痊愈。lncRNA可以通過lncRNA-miRNA-mRNA軸進行調(diào)節(jié),作為一種靶向物對于急性腦梗死進行靶向治療。此外,lncRNA在急性腦梗死的早期升高或降低,可以通過臨床檢測出來,從而為急性腦梗死的早期診斷提供依據(jù)。涉及l(fā)ncRNA在急性腦梗死中的治療還未應(yīng)用于臨床,這需要更多的研究揭示lncRNA與急性腦梗死之間的關(guān)系,以促進lncRNA在急性腦梗死中診斷、治療和預(yù)后的臨床應(yīng)用。