长链非编码RNA与冠心病的研究进展

随着二代测序的产生和快速发展，特别是RNA 测序的应用，长链非编码RNA(LncRNA)逐渐成为生命科学领域的研究热点。目前LncRNA在心血管疾病方面的研究相对较少，但某些特定LncRNA可能与冠心病的发生发展息息相关。现就目前国内外对LncRNA的功能机制研究及几种特定的LncRNA在冠心病发生发展中的作用进行综述。

1 LncRNA概述

1.1 LncRNA的功能特性 LncRNA由大于200个核苷酸组成，但不具有蛋白质编码功能的RNA转录序列。位于细胞核或细胞质中，在哺乳动物基因组中被普遍转录。目前关于LncRNA尚无统一的分类标准[1]。LncRNA的重要特性：①重复序列较少，一旦转录终止，LncRNA会迅速降解；②LncRNA结合位点单一[2-3]。

例如，Tsix和RepA/Xist都只有单一的靶点。LncRNA只有一个内含子，转录活性较弱，并且在进化上保守性较差。

1.2 LncRNA的来源及作用机制 LncRNA的来源[4-5]：①蛋白编码基因断裂后形成；②染色质重排过程中，两个分开且相距甚远的区域合并形成；③非编码基因通过在相关酶的作用下反转录形成；④小非编码RNA中的某段序列通过连续重复事件而复制形成；⑤蛋白编码基因在转录过程中插入一段序列形成。LncRNA的作用机制：LncRNA主要通过染色质调控，转录后调控，蛋白复合物的组织，细胞信号传导和蛋白质变构调节来调控转录[6]。

2 LncRNA与冠心病

2.1 ANRIL与冠心病 2007年，全基因组关联研究(GWAS)在以欧洲为主的冠心病和心肌梗死人群中首次发现染色体9p21(Chr9p21)与冠心病之间有着密切联系，这是心血管疾病遗传学领域一个里程碑的发现[7]。研究发现尽管Chr9p21与冠心病相关联的基因组区域是“基因沙漠”，没有蛋白质编码基因，但该区域含有长的基因间非编码RNA，在INK4基因座(位于Chr9p21)中这种长链非编码RNA被称为反义非编码RNA，简称ANRIL或CDKN2BAS ，其表达与冠心病相关[8-9]，且独立于大多数传统的冠心病危险因素[10]。研究证实，ANRIL在多种与动脉粥样硬化相关细胞系中表达，包括血管内皮细胞、单核细胞衍生的巨噬细胞和冠状动脉平滑肌细胞，并在动脉粥样硬化斑块内表达水平升高，其转录本水平与动脉粥样硬化的严重程度直接相关[11-12]。与冠心病关联性最强的几个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)经鉴定被定位于在ANRIL中或ANRIL(rs1333049：C>G)的一个SNP位点与急性心肌梗死显著相关[13-15]。Wang等[16]通过相关荟萃分析论证了ANRIL的另一个SNP位点(rs2383207)与冠心病患病风险明显相关。关于ANRIL的作用机制：Jarinova等[17]研究发现，ANRIL可以影响P15INK4b表达，P15INK4b 为一种肿瘤抑制因子，可促进血管重建，抑制病理性血管内膜的增生，从而延缓动脉粥样硬化(AS)的形成。ANRIL可以通过抑制P15INK4b 的表达而发挥促AS的作用。目前认为冠心病为一种炎性疾病，Zhou等[18]研究发现，ANRIL的转录受血管内皮细胞(endothelial cell，EC)中促炎症因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的诱导，ANRIL可调节NF-κB信号下游炎性基因的表达，即ANRIL参与TNF-α/NF-κB信号传导以调节内皮细胞中的炎症反应，从而参与冠心病的发生发展，该研究还发现ANRIL与冠心病病人的促炎因子TNF-α/ 白介素-6(IL-6)/ 白介素-8(IL-8)相关联。Holdt等[19]通过细胞培养研究发现，ANRIL中的Alu基序(Alu elements)对于促动脉粥样硬化功能至关重要，并且这种功能在人体受试者中同样存在。

2.2 LincRNA-p21与冠心病 LincRNA-p21又叫肿瘤蛋白p53通路共抑制剂1 (tumor protein p53 pathway corepressor 1， TP53COR1)，为一种长链非编码RNA，在p53依赖性基因转录反应中起阻遏物的作用[20]。有研究发现在apoE敲除小鼠的动脉硬化斑块中LincRNA-p21的表达明显下降，LincRNA-p21在体外可抑制与AS相关的血管平滑肌细胞(VSMCs)和单核巨噬细胞的细胞增殖并诱导细胞凋亡，并且研究还发现在冠心病病人中冠状动脉组织及外周血中LincRNA-p21表达均下降；该研究表明LincRNA-p21是AS过程中细胞增殖和凋亡的关键调节因子，推测在动脉粥样硬化和冠心病的发展中可发挥一定的抗AS作用[21]。有研究发现，中国汉族人群中LincRNA-p21基因的单倍型G-A-A-G(rs9380586-rs4713998-rs6930083-rs6931097)可能与冠心病和心肌梗死的患病风险降低相关，在年龄较小的受试者(≤60岁)中影响更为显著[22]。

2.3 MIAT与心肌梗死 通过使用52 608个单倍型的SNP标记，在来自3 435个心肌梗死病人和3 774个对照的大样本病例对照关联研究中，首先鉴定了一种LncRNA，称为心肌梗死相关转录本(myocardial infarction associated transcript ，MIAT)，其位于22q12.1染色体上的心肌梗死易感基因位点，该研究表明，MIAT可能在心肌梗死的发病机制中发挥部分作用[23]。Vausort等[24]通过对414例心肌梗死病人与86名健康对照者全血细胞中包括MIAT在内的5种LncRNA表达水平研究得出结论，与健康志愿者相比，急性心肌梗死病人HIF1a-AS2、KCNQ1OT1和MALAT1升高，ANRIL降低，HIF1a-AS2水平因胸痛发作时间而异，此外，MIAT与吸烟有相关性，与血液中淋巴细胞计数呈正相关，与中性粒细胞计数、血小板计数呈负相关，且ANRIL、KCNQ1OT1、MIAT和MALAT1对区分ST段抬高心肌梗死(STEMI)和非ST段抬高心肌梗死(NSTEMI)具有良好的预测能力。另外，有研究通过手术结扎成年雄性C57/BL6小鼠冠状动脉造成急性心肌梗死24 h后，发现小鼠的心脏中有2种LncRNA、MIAT1与 MIAT2升高最为明显(分别升高5倍和13倍)，并在时间进程分析中发现，这两种LncRNA的表达在心肌梗死后24 h达到峰值，并在2 d后返回到基线[24]。进一步研究发现，MIAT1与MIAT2的表达水平和梗死面积呈负相关(r=-0.80)，和射血分数(EF)之间可能存在正相关性(r值分别为0.85和0.80)，且MIAT1、MIAT2与已知参与左心室重塑的基因具有相关性，研究提示MIAT1与MIAT2可能抑制心肌梗死后左心室重塑。另外一项细胞实验研究发现，AS病人的血清和氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导的AS细胞模型中MIAT表达上调，microRNA-181b(miR-181b)表达下调。MIAT促进细胞增殖，加速细胞周期进程并抑制ox-LDL诱导的AS细胞系中的细胞凋亡，而miR-181b表达可部分逆转这种作用。该研究表明，MIAT通过“分子海绵”的作用隔离miR-181b，来增强STAT3的表达，从而发挥促AS作用，这为MIAT在AS治疗中的潜在应用提供了新的视角[25]。

2.4 其他与冠心病相关的LncRNA Yang等[26]研究发现血浆中长链非编码RNA AC100865.1(简称CoroMarker)，可作为冠心病的一个稳定敏感及特异的生物学标志物。Gao等[27]研究发现，LncRNA-H19多态性与中国人冠心病的严重程度相关。Wang等[28]发现LncRNA自噬促进因子(autophagy promoting factor，APF)，可通过靶向调节miR-188-3p和ATG7抑制细胞自噬和心肌梗死，APF水平的调节可以作为心肌梗死和心力衰竭的新型治疗策略和诊断工具。

3 小结与展望

尽管LncRNAs与冠心病及相关心血管疾病之间的关联已经得到了广泛的关注及研究，但仍有许多问题尚未解决，极大地限制了其临床应用。第一，因为1个LncRNA可能的靶向基因有数十个甚至数百个，所以LncRNA的人工干预可能导致众多的下游目标基因出现不可预期的改变；第二，经过化学修饰的LncRNA的毒性作用尚未确定，其脱靶效应尚不清楚；第三，目前关于LncRNAs代谢的药代动力学知识仍然不足。因此，需要进一步重点研究LncRNA的功能和作用机制，为LncRNA的临床应用提供可靠的证据，相信在不久的将来，会有更多的LncRNAs被发现参与心血管疾病发生发展，并且LncRNA会作为临床动脉粥样硬化和相关心血管疾病的新型预测因子及新的治疗靶点。