长非编码RNA与炎症性肠病的研究进展▲

彭家茵 张启芳

(1 桂林医学院研究生学院，广西桂林市 541004，电子邮箱：pengjiayindoctor@163.com；2 广西壮族自治区南溪山医院消化内科,桂林市 541002)

【提要】 长非编码RNA(lncRNA)与炎症性肠病(IBD)的发生发展有关，IBD患者肠黏膜中的lncRNA存在差异表达，其可能通过调节上皮细胞的凋亡、改变肠黏膜屏障通透性、促进炎症反应等影响肠黏膜的功能。本文就lncRNA与IBD关系的研究进展进行综述。

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一类肠黏膜屏障功能受损的疾病，其中最常见类型为克罗恩病和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)。在西欧和北美地区，IBD得到了深刻的认识，鉴别诊断有所简化，管理指南不断更新，IBD患者的医疗管理日臻完善。随着居民饮食习惯的改变，我国IBD的新发病例逐年增加，已备受学者们的关注[1-2]，相关的诊断方法和治疗手段也得到不断地更新完善。本文就长非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)与IBD相关性的研究进展进行综述。

1 肠黏膜屏障、lncRNA的功能

肠黏膜屏障的完整性主要由肠上皮决定，上皮间的紧密连接起到隔离机体内环境和肠腔内抗原的作用。肠黏膜屏障主要包括免疫屏障和非免疫屏障。免疫屏障包括淋巴结、淋巴细胞、免疫球蛋白等，非免疫屏障包括机械、化学、微生物屏障。细胞旁路屏障属于机械屏障，主要由紧密连接蛋白构成，可以调节肠黏膜通透性[3]。目前，通过修复肠黏膜屏障功能治疗IBD已备受关注。lncRNA可以调控编码基因表达，且在调节细胞周期、细胞分化和凋亡等过程中起重要作用，也在自身免疫性疾病发生、进展及转归中起重要作用[4-5]，但其与IBD的发生发展关系如何尚有待进一步研究，但基因微阵列分析显示，IBD患者肠黏膜组织中lncRNA表达失调[6]。

2 lncRNA与IBD的关系

目前，lncRNA在肠道疾病中的作用机制仍不明确，但有研究表明lncRNA有可能在炎症联级反应中起关键作用。识别IBD易感基因位点有助于了解IBD的病理生理机制。但有关IBD的基因研究主要以编码基因为主，lncRNA与IBD相关性的研究较为少见，探讨lncRNA在IBD发病中的作用机制，对防治IBD具有重要意义。

Haberman等[7]发现lncRNA HNF4A-AS1在IBD患者肠黏膜组织中高表达，而有4 102个基因与HNF4A-AS1的表达有关；功能注释和功能富集分析结果显示，这4 102个基因与一些生物过程有关，主要包括上皮细胞的发育、有机酸的代谢、非编码RNA转录和蛋白质的翻译等过程。Haberman等[7]还发现lncRNA CDKN2B-AS1和HNF4A-AS1在肠上皮细胞核内富集，表明其在上皮细胞的基因转录过程中起重要作用，且lncRNA HNF4A-AS1与上皮细胞的代谢有关，lncRNA HNF4A-AS1和LINC01272与肠黏膜的损伤有关。

2.1 lncRNA影响肠上皮细胞分化、凋亡过程 研究发现[8-9]，与克罗恩病缓解期患者和健康人相比，克罗恩病活动期患者的外周血单个核细胞中lncRNA DQ786243和环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)表达均增高，而叉头样转录因子(forkhead box,Fox)p3表达减少。将lncRNA DQ786243转染Jurkat细胞48 h后，CREB和Foxp3 mRNA表达增加，CREB磷酸化升高。研究者们认为lncRNA DQ786243可通过改变CREB磷酸化水平调节Foxp3的表达，而Foxp3引起调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)数量减少或功能异常可能是导致IBD发生发展的机制之一[8-9]。另有研究发现，与健康人相比，IBD患者血液、肠黏膜中Treg数量减少，Foxp3表达降低，可能与lncRNA DQ786243表达上调有关[10]。在人类基因组中lncRNA Flicr与Foxp3基因位置相近，lncRNA Flicr是Foxp3表达的负性调节因子，可使Treg 中Foxp3蛋白的表达下降2倍至5倍。白细胞介素(interleukin，IL)-2可抑制lncRNA Flicr表达，在IL-2缺乏时，lncRNA Flicr抑制Foxp3表达的影响更为显著，通过抑制Foxp3在Treg中的表达，可以降低Treg的活性[11]。因此，Foxp3可以调控Treg的增殖、分化，是其特异性标志物[12]。而lncRNA DQ786243、lncRNA Flicr可能通过Foxp3间接影响Treg分化，改变肠道免疫状态。

lncRNA BC012900主要存在于细胞核内，具有促进细胞凋亡的作用。研究发现，lncRNA BC012900在UC活动期患者肠黏膜上皮细胞中呈高表达[13]。有学者[13]通过转染lncRNA BC012900构建lncRNA BC012900过表达细胞模型后发现，细胞增殖受抑制、细胞凋亡增加；而抑制lncRNA BC012900表达时，细胞的凋亡明显减少。lncRNA BC012900可调节编码基因的表达，且基因芯片分析结果显示，在lncRNA BC012900过表达细胞模型中编码基因TARS、MIP-3A、依赖性蛋白磷酸酶1A(protein phosphatase magnesium-dependent 1A，PPM1A)和BG290650的表达上调，而WDR1、PAIP2、DnaJ homolog、AA770459 和BG389789的表达下调[13]。此外，有研究发现，高表达的PPM1A基因可以促进肿瘤抑制基因TP53/P53的表达，使细胞分裂周期停止从而促进细胞的凋亡[14]。而lncRNA BC012900表达的升高可以促进PPM1A基因的表达，所以lncRNA BC012900可能是通过上调PPM1A基因表达从而促进肠黏膜上皮细胞凋亡。

2.2 lncRNA对IBD肠黏膜紧密连接蛋白的影响 紧密连接蛋白与肠黏膜的通透性密切相关，其结构完整性被破坏将引起离子(氯离子、钠离子等)和水的通透性改变，导致UC患者出现腹泻等症状[15]。Chen等[16]的研究表明，在IBD中，lncRNA PlncRNA1和microRNA-34C共同调节Myc-相关锌指蛋白(Myc-associated zinc-finger protein，MAZ)的表达而影响ZO-1和occludin蛋白的表达，从而导致肠上皮屏障功能的改变。此外，还有研究表明MAZ mRNA的3′UTR 457-463位点为microRNA-34C的互补序列位点，而microRNA-34C可直接抑制MAZ的表达，间接抑制ZO-1和occludin的表达[17]，从而影响肠上皮屏障功能。

lncRNA SPRY4-IT1的表达水平可改变肠黏膜屏障的跨膜电阻及肠上皮细胞旁路通透性，进而影响肠上皮屏障功能。肠黏膜通透性增加的UC患者，其结肠黏膜活检组织中lncRNA SPRY4-IT1的表达降低。可能是由于lncRNA SPRY4-IT1与RNA结合蛋白HuR共同作用，通过影响紧密连接蛋白claudin-1、claudin-3、occludin及JAM-1 mRNA的稳定性或者调控这些蛋白mRNA的翻译从而导致肠黏膜功能紊乱[18]。在肿瘤血管内皮细胞中，lncRNA XIST与microRNA-137共同作用调节紧密联结蛋白ZO-1、ZO-2、occludin以及转录因子FoxC1的表达而改变血管内皮的通透性及跨膜电阻值[19]；lncRNA HOTAIR与microRNA-148b-3p共同作用于上游刺激因子而改变紧密连接蛋白表达[20]。因此，lncRNA与紧密连接蛋白关系密切。

Zou等[21]的研究表明，lncRNA H19的外显子1编码两个microRNA(microRNA-675-5p和microRNA-675-3p)，而microRNA-675-3p可以与ZO-1和E-cadherin的mRNA结合，使ZO-1和E-cadherin的mRNA降解并抑制其翻译。该研究还发现，转染lncRNA H19后Caco-2细胞中新合成的ZO-1和E-cadherin蛋白表达均降低，认为高表达的lncRNA H19可以通过调节ZO-1和E-cadherin蛋白表达影响上皮屏障功能，降低跨膜电阻值。Chen等[22]也发现，UC患者结肠黏膜组织中lncRNA H19的表达较邻近正常组织升高，而microRNA-675-5P、紧密连接蛋白的表达下降。microRNA-675-5P抑制剂可抵消lncRNA H19过度表达引起的效应，导致紧密连接蛋白ZO-1表达增加，跨膜电阻值增大。因此认为lncRNA H19对肠上皮屏障的作用主要是通过microRNA-675-5P调节ZO-1 mRNA的稳定性以及mRNA翻译过程而实现的，lncRNA与IBD肠黏膜紧密连接蛋白密切相关。

2.3 lncRNA与IBD肠黏膜炎症反应的关系 lncRNA IFNG-AS1是较早发现的lncRNA之一，位于干扰素γ基因(interferon gamma gene,IFNG)区域下游，研究表明桥本甲状腺炎患者的外周血单核细胞以及甲状腺组织中lncRNA IFNG-AS1、IFNG的表达均上调[23]；类风湿性关节炎患者体内lncRNA IFNG-AS1、IFNG的mRNA表达均升高，lncRNA IFNG-AS1与IFNG的表达呈正相关[24]，认为lncRNA IFNG-AS1和IFNG可能共同参与自身免疫性疾病的发生、发展及转归。

Padua等[25]的研究表明lncRNA IFNG-AS1与IBD易感基因位点单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)rs7134599相关，而UC活动期患者lncRNA IFNG-AS1表达升高。该研究还发现，使用小干扰RNA沉默lncRNA IFNG-AS1后，γ-干扰素的mRNA和蛋白表达下调，此外，转染lncRNA IFNG-AS1 24 h后，Jurkat细胞的lncRNA IFNG-AS1表达升高的同时γ-干扰素的蛋白表达也增加。γ-干扰素是吞噬细胞和中性粒细胞激活物，能促进T、B淋巴细胞分化，是IL-4的拮抗因子,在维持肠道黏膜免疫中起重要作用。lncRNA IFNG-AS1可能通过调节γ-干扰素的表达而参与肠道的炎性反应。还有研究发现，在炎症反应中，激活核因子κB信号通路后，lncRNA Carlr表达增加并迁移至细胞质中，促进单核细胞释放炎症因子，加重肠黏膜炎症反应[26]。lncRNA与IBD肠黏膜炎症反应有密切关系，但具体机制有待进一步研究。

综上所述，遗传因素是IBD发病的主要原因。在有克罗恩病家族史的患者中，部分患者肠黏膜通透性增加但没有IBD的临床特征，其机制可能与lncRNA影响IBD肠黏膜紧密连接蛋白有关[27]。随着lncRNA在IBD发生及发展中作用的相关研究日渐增多，lncRNA或可成为诊治IBD的新生物学标志物。