长链非编码RNA与溃疡性结肠炎免疫功能相关性的研究进展*

孙晨安 祖 健 赵党生

甘肃中医药大学，甘肃省兰州市 730000

溃疡性结肠炎(UC)是一种肠系统紊乱疾病，其特征是直肠黏膜出血和结肠弥漫性炎症[1]。在21世纪初，炎症性肠病已成为一种全球性疾病，在新兴工业化国家表现得尤为突出，尽管西方国家的发病率正在趋于稳定，但患病率依旧超过了0.3%[2]，对于其发病机理有关的研究已在免疫、遗传、炎症感染等方面展开，但目前并未有明确的答案。随着基因组学的进步揭示了人类基因绝大多数转录本都是非编码RNA包括微RNA(microRNA)和长链非编码RNA(LncRNA)[3]。LncRNA作为转录调控的一种机制在调节基因表达方面发挥了关键作用，并且已被证实参与多种生理以及病理过程。因此，本文就LncRNA与UC有关的研究作一简要分析。

1 LncRNA概述

LncRNA被定义为长于200个核苷酸的非编码RNA分子，它们中的大多数由RNA聚合酶Ⅱ转录，因此与信使RNA(mRNA)具有相似性，不过它们缺乏编码蛋白能力[4]。LncRNA主要存在于细胞核内，细胞质、细胞外液中也有LncRNA分子的存在[5]。如今对人类转录组复杂性的研究，已经彻底改变了我们对RNA调控潜力的认识。许多LncRNA已经被证明与染色质修饰复合体相互作用，参与核区的构造，或者与转录增强子的活动有关[6-7]。LncRNA是控制染色质结构的重要因素，其通过控制染色质结构来进一步影响基因组的活动例如核小体定位和染色体循环[8]。这些研究表明，LncRNA具有高度的异构性，且有功能多样性，其多样性依赖于它长链RNA分子的多级结构。长链赋予其能符合不同的结构和分子间的相互作用的能力。因此基于LncRNA结构所表现出的多样性可以窥探其表达后产物拥有的潜能。

2 LncRNA与UC相关免疫因素的作用

LncRNA参与免疫调节的几种过程如:抗病毒反应、NF-κB信号通路、CD4+和CD8+t细胞分化，以及炎症反应[9-11]。其中NF-κB信号通路、炎症反应可能为导致UC的重要途径。

LncRNA(Flicr)在调节T细胞(Treg)中控制小鼠和人类Treg中FOXP3的表达[13]。Foxp3+Treg用于预防黏膜免疫失调，阻止慢性免疫性疾病如UC、食物过敏的发展，并且在抑制健康肠道中失调的免疫应答和维持肠内稳态中起中心作用[14]。LincRNA-Cox2和LincRNA-AK170409属基因内LncRNA，研究发现虽然它们都能改变NF-κB信号通路，但LincRNA-Cox2影响细胞质中的IκBα降解，而LincRNA-AK170409通过调节NF-κB活化的其他步骤来调节炎症相关基因[15]。

在信号通中又有如下几种调节方式，FIRRE是人和小鼠之间保守的LncRNA，其转录受巨噬细胞和肠上皮细胞中的NF-κB信号传导控制，FIRRE可以通过与hnRNPU相互作用来调节相同的炎性基因的表达。因此，FIRRE在炎性基因的转录后调控中发挥了新的作用[16]。Liu B[17]的报告显示，LncRNA NKILA可以与NF-κB/IκB复合体结合并通过阻断IκB的磷酸化位点来抑制NF-κB信号通路；另一个LncRNA Lethe通过与NF-κB亚基p65(RelA)结合，并阻止它与靶基因的启动子结合，从而减少炎性蛋白如IL-6、IL-8和超氧化物歧化酶2(SOD2)的产生[18]；而LncRNA THRIL的作用是终止炎症反应中TNFα的表达，THRIL、Lethe起到了抑炎作用，标志着LncRNAs在相关基因表达中起到重要调节作用[19]。LncRNA IL7-AS在多种人类和小鼠细胞类型中被诱导调节白细胞介素-6(IL-6)的释放，是第一个在人类和小鼠细胞模型中表现出先天免疫应答功能的LncRNA，其产生多种调节机制[20]。研究发现，过表达的Lnc-IL7R反过来抑制脂多糖(LPS)介导的炎症反应，其特征表现为LPS诱导的E-选择蛋白、VCAM-1、IL-6和IL-8表达的减少[18]。

JAK-STAT通路已被用于治疗类风湿性关节炎、牛皮癣和炎症性肠病[21]。JAK-STAT信号传导已经显示当CD4+T细胞分化成Th1或Th2谱系时调节数百个LincRNA的表达。LincRNA也可以通过充当基因表达的细胞特异性调节剂来促成JAK-STAT的功能多效性[22]。研究证明LncRNA SPRY4-IT1增加编码紧密连接(TJ)蛋白claudin-1、claudin-3、occludin和JAM-1的mRNA稳定性。某些肠道疾病患者的SPRY4-IT1水平较低，表明SPRY4-IT1减少以及TJ蛋白表达下降导致患者肠道屏障功能障碍的发病机制其可能与UC发病有密切联系[23]。

3 LncRNAs在UC中的变化

Mirza 等人发现，LncRNA在UC患者的结肠组织有370种表达上调，主要有RP11-44 K6.2、MMP12、RP11-465 L10.10、KIF9-AS1；有375种下调，主要有ANRIL(CDKN2B-AS1)、PDZK1P2、DPP10-AS1等[24]。我们发现，与对照组组织相比，在活动期UC组织中有329种变化，包括最显著的上调(BC012900、AK001903和AK023330)和下调(BC029135、cdkn2b-as1和BC062296)，特别地BC012900在活动期UC中表达显著增加并且受到细胞因子和致病性分子的刺激。此外，BC012900在上皮细胞上的过度表达对细胞增殖产生了显著地抑制并且增加了细胞凋亡的敏感性[25]。

最近研究表明cdkn2b-as1与人类多个结肠上皮细胞系表达样本中的tgf-beta1表达呈负相关[26]，是与IBD发病机制相关的新LncRNA，需要进一步的研究来确定cdkn2b-as1对结肠炎细胞功能的影响，如屏障的形成、增殖和细胞凋亡等。临床研究发现UC结肠组织的特征分析显示，在模型组和对照组之间有1 931种不同LncRNAs的表达，而LncRNAs在UC活动期和非活动期结肠组织之间有1 361种不同的表达[27]，LncRNA对调节炎症性肠病相关炎症反应的潜在重要性。

H19过表达致使肠上皮屏障功能破坏，H19在UC组织中过表达可能是VDR表达减少的机制之一，H19和VDR信号之间的相互作用可能提供治疗UC的潜在靶点[28]。生物信息学分析表明，IFNG-AS1与IBD易感性位点SNP rs7134599相关，在小鼠结肠炎模型中活动期结肠炎样品中这种LncRNA的表达显著增高；利用Jurkat T细胞模型，我们发现IFNG-AS1正向调节CD4+T细胞中的关键炎性细胞因子IFNG的表达。综合考虑这些发现将IFNG-AS1鉴定为IFNG炎症应答的新型调节剂[29]。另一种由DSS诱导的肠上皮屏障损伤中PlncRNA1的过表达似乎保护肠上皮屏障免受损伤[30]。Lnc13通过结合不同的核糖核酸并与染色质相互作用抑制了促炎基因的表达，Lnc13水平降低时受抑制的促炎症基因的表达就会增加[31]。临床UC患者中KIF9-AS1、Linc01272的表达水平显著高于健康对照者，DIO3OS表达水平显著降低，这三个指标在UC患者的结肠组织和血浆中存在差异表达，并且这些指标的特异性可以作为UC潜在的诊断性生物标志[32]。

4 讨论

本文讨论了LncRNA在UC中的作用，现阶段与LncRNA功能有关的研究呈现日益增长的态势，但该领域却仍处于起步阶段，许多问题和挑战尚待解决。努力认识LncRNA在不同生物过程中的作用，其中在免疫以及基因调控方面作为关键调节子可能是其重要功能。深入研究来了解LncRNA的功能以及在UC中的免疫调控作用，同时LncRNA的特异性可以为UC的靶向治疗和诊断提供新的方法。当然，先进的技术和方法将继续帮助我们来了解LncRNA是如何影响多种生物过程，以及可能的除基因表达机制之外的一些独特功能。不断发现基因的新功能可以为我们打开新的研究路径。