非编码RNA在类风湿关节炎中的研究进展

陈宇婷 李琼 隋础阳 接力刚 毋静 杜红延

类风湿关节炎（Rheumatoid Arthritis，RA）是一种自身免疫性疾病，可引发关节软骨和骨的进行性破坏，难以有效治疗，且目前机制尚未明确［1］。非编码RNA（nc RNA）是一类不编码蛋白质的RNA，包括微小RNA（microRNA，miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）、环状RNA（circular RNA，circRNA）等。2008年，Stanczyk等［2］揭示了RA中miRNA表达水平的显著变化。随后研究发现可能与RA患者炎症关节和外周血循环中某些miRNA失调有关［3］。circRNA可以充当“miRNA海绵”，隔离目标miRNA，阻止其调节其它内源靶基因［4］。circRNA也可以与RNA结合蛋白相互作用，调节基因转录［5］。另外，越来越多的证据表明lncRNA在免疫功能和自身免疫的调节中起着关键作用，lncRNA的表达变化对RA的发生发展具有重要意义［6］。近年来，非编码RNA在类风湿关节炎的发病发展过程中的表达量变化、调节功能和作用机制受到越来越广泛的关注，本文就近年来nc RNA在RA进展中的作用研究进行综述，有望对RA发病机制的揭示提供参考和借鉴。

1 miRNA概况

miRNA是一类长度约为21-25个核苷酸的短链非编码RNA，对转录起负调节作用［7］。miRNA可以对mRNA进行靶向切割或翻译抑制，从而在多细胞生物中发挥重要的基因调控作用［8］。大多数miRNA基因首先由RNA聚合酶Ⅱ（polⅡ）转录，产生初级miRNA（pri-miRNA）［9］，pri-miRNA由被称为微蛋白处理器的Drosha-DGCR8复合物在细胞核内进行底物识别和催化反应。在成熟的miRNA选择性地加载到RNA诱导的沉默复合物（RISC）后，通过已知的7至8个核苷酸长度的序列将复合物导向靶mRNA的3′非翻译区（UTR），随后的mRNA降解或翻译抑制［10］。

1.1 miR-410-3p调节FLS的增殖和凋亡

RA患者的滑膜和成纤维样滑膜细胞（fibroblast-like synoviocytes，FLS）中miR-410-3p的水平均降低。通过瞬时转染使FLS-RA中miR-410-3p过表达发现miR-410-3p的上调可抑制FLS的生长增殖，而加入miR-410-3p干扰片段下调其表达则促进了FLS-RA的增殖。另外，miR-410-3p可促进FLS-RA的凋亡并促进其细胞周期从G1期向S期的转变［11］。YY1基因与细胞活力有关，其过表达在包括乳腺癌［12］、胃癌［13］、大肠癌［14］等多种癌症中被发现。同样测得YY1在RA患者滑膜组织中高表达，且被证实miR-410-3p可与YY1基因在3'UTR区结合，而加入miR-410-3p干扰片段后YY1的mRNA及蛋白质水平均增加。以上研究结果提示miR-410-3p通过靶向YY1抑制FLS-RA增殖，促进其凋亡及G1-S相变。

1.2 miR-124a低表达促进白细胞趋化

比较来自RA患者与骨关节炎（osteoarthritis，OA）患者的FLS中的miRNA表达谱，发现miR-124a在RA-FLS中显著下调［15］。而且，体外实验表明，RA-FLS中miR-124a的过表达可以通过靶向PIK3/Akt/NF-κB途径诱导G1期细胞周期的停滞从而抑制RA-FLS的增殖，抑制RA-FLS对TNF-α、IL-6等细胞炎症因子的产生和分泌［16］。在miR-124a诱导下，单核细胞趋化蛋白1（MCP-1）的表达也被抑制［17］。MCP-1属于趋化因子的CC亚族，在RA患者的滑膜组织和滑液中高表达，并通过对单核吞噬细胞向关节的募集参与RA发病机制。该结果提示RA发病期间miR-124a的低水平表达可通过上调MCP-1的表达促进白细胞的趋化，对RA的发生发展起重要作用。

1.3 miR-29b高表达抵抗细胞凋亡

RA患者的外周血单核细胞（PBMC）中miR-29b的表达显著上调，且这种上调与RA疾病活动相关，提高miR-29b的表达可以增加PBMC对自发或Fas诱导的凋亡的抵抗［18］。另外，miR-29b的过表达促进PBMC促炎细胞因子的产生，如TNF-α、IL-1、IL-6，这些细胞因子可将更多的白细胞募集到炎症关节，引起急性期反应并诱导软骨损伤，而促炎反应的失调在RA的进展中起关键作用［19］。HBP1（high-mobility group box-containing protein 1，HBP1）是一种与细胞凋亡相关的转录因子，参与多个细胞进程，包括终末分化，衰老诱导和肿瘤抑制［20］。在PBMC中，miR-29b高表达在转录和翻译上均抑制HBP1的表达，并且证实了miR-29b与HBP1的3′-UTR直接结合。反过来，HBP1的稳定表达又可以抵消miR-29b表达对分化的THP-1细胞的抗凋亡作用。因此，miR-29b至少部分地通过HBP1信号的负调节来介导miR-29b对PBMC凋亡抗性的增强［18］。

1.4 miR-145-5p调节MMP表达促进RA骨损伤

RA患者PBMC和滑膜组织中的miR-145-5p表达水平显著上调，miR-145-5p的过表达增加了RA-FLS中MMP-3，MMP-9和MMP-13的表达。在正常的生理过程中，关节软骨基质蛋白的合成和降解处于动态平衡状态。然而，RA患者滑膜液和外周血中各种MMP的水平升高，导致基质蛋白的过度降解，平衡被破坏，关节软骨被侵蚀和破坏，关节完整性逐渐丧失。另外，miR-145-5p增加了p65的磷酸化水平和核转位，同时显着降低了IkB-α的水平，提示miR-145可以通过靶向激活NF-κB途径来促进RA患者MMP-9水平的升高，从而加速骨侵蚀的进程，增加RA患者的疾病严重程度［21］。

2 lncRNA概况

lncRNA是长度大于200个核苷酸的长链非编码调节RNA，其主要功能之一是在多个步骤中调节特定基因表达，包括基因转录机制的募集和表达，转录后修饰和表观遗传学。lncRNA可以显示复杂的二级和三级结构，与基因组DNA元件结合，例如基因启动子区域，并调节基因转录；可以与其他RNA结合并参与mRNA剪接、编辑、亚细胞分布和稳定性的调节；部分lncRNA具有短开放阅读框（ORF），具有编码肽链的能力；还可以作为催化性RNA（核酶）［22］。

2.1 lnc-ITSN1-2表达增加影响RA活动性

与正常FLS相比，RA-FLS中lnc-ITSN1-2表达增加，已有研究证明lnc-ITSN1-2与疾病活动性及进展相关。最近的研究证明敲低lnc-ITSN1-2基因可以抑制RA-FLS增殖，促进其凋亡，同时，抑制了RA-FLS分泌INF-γ、TNF-α、IL-17等细胞炎症因子，增加了IL-10，即减轻了RA-FLS炎症［23］。NOD2是一种细胞内的模式识别受体，在树突状细胞、巨噬细胞等细胞中大量表达，是Toll样受体（TLRs）家族的重要一员。在自身免疫和炎性疾病如克罗恩氏病和皮炎中，NOD2在先天和适应性免疫应答中起重要调节作用，与炎症进展密切相关。lnc-ITSN1-2与NOD2的表达呈正相关。lnc-ITSN1-2敲低通过介导RA-FLS中的NOD2/RIP2信号传导途径抑制细胞增殖、炎症，同时促进细胞凋亡。

2.2 lncRNA HIX003209显著增加促进RA炎症进展

RA患者的PMBC和CD14+单核巨噬细胞中的lncRNA HIX003209表达升高。而且PBMC中lncRNA HIX003209的表达与CRP，ESR和RF之间存在正相关，提示与疾病活动相关。同时，在RA中lncRNA HIX003209的表达与TLR2和TLR4正相关。TLRs及其下游通路，如MAPK、Wnt、NF-κB等，在RA滑膜炎症反应及骨重塑中的作用已经被证实［24］，提示lncRNA HIX003209经TLR2/TLR4途径，通过提高巨噬细胞炎症反应而参与RA发病。另外，lncRNA HIX003209还通过NF-κB途径提高巨噬细胞的增殖和活化。更重要的是，lncRNA HIX003209可以通过有效结合miR-6089来充当竞争性内源性RNA，从而恢复巨噬细胞中TLR4的表达和下游信号分子NF-κB的激活［25］。

2.3 Hotair在不同部位出现不同表达水平

在RA患者的PBMC和血浆外泌体中，Hotair的表达水平显著升高，引导活化巨噬细胞的迁移。在分化的破骨细胞和RA-FLS中检测到较低水平的Hotair，而Hotair的高表达导致MMP-2和MMP-13水平显著下调［26］。Zhang等［27］研究发现Hotair通过抑制LPS诱导的软骨细胞中miR-138介导的NF-κB信号传导的激活，起到软骨保护的作用。并且体内、外研究均表明Hotair的过表达可通过增加细胞增殖和炎症抑制对RA起到保护作用。而最近有研究建立了由Hotair介导的调节MMP-13表达的Wnt/β-catenin途径的动态网络，以研究该网络参与软骨损伤的发病机制［28］，这些结果提示Hotair可能作为RA的潜在治疗靶点。

2.4 PVT1升高抑制RA-FLS凋亡，促进增殖和炎症反应

RA大鼠滑膜组织和RA-FLS中PVT1的表达升高，而sirt6的表达则降低。哺乳动物的sirtuin家族由sirt1至sirt7组成，已证明过表达sirt6在胶原诱导的关节炎小鼠中可减轻关节炎的严重程度，抑制炎症反应并改善关节破坏程度，也被认为是预防软骨细胞复制性衰老和IL-1β诱导的骨关节炎改变的有利因素［29］。启动子高甲基化是至关重要的基因沉默机制。PVT1可以募集DNA甲基转移酶（DNMT1，DNMT3A和DNMT3B）至sirt6启动子区域，从而抑制sirt6的转录。随着sirt6表达的下调，RA-FLS的凋亡被抑制，增殖和侵袭得到增强［30］。

3 circRNA概况

环状RNA（circRNA）是一类独特的内源性RNA它不具有游离的3′或5′端，但形成共价闭合的连续环［31-32］，这有助于它们抵抗RNA外切核酸酶的作用，保持稳定的表达，使得它们比其他类型的RNA更适合作生物标记物［33］。虽然已有研究证明circRNA可能参与RA的发病机制，但目前研究较少，有待深入探究。

3.1 hsa_circ_0092285与hsa_circ_0058794显著过表达

hsa_circ_0092285来源于PNKP基因，而PNKP与RA中氧化应激和炎症的发展有关。hsa_circ_0058794是从AGAP1基因剪接的。RA滑膜细胞的特征之一是软骨的侵袭和迁移。迁移到未受影响的关节是疾病进展的表现。侵袭和迁移需要细胞外环境中集成的信号和重塑肌动蛋白骨架，而AGAP1影响影响肌动蛋白细胞骨架的动力学，所以hsa circ 0058794可能影响软骨的侵袭和迁移［34］。

4 小结与展望

类风湿关节炎发病机制复杂、影响因素众多，虽然近年来该领域受到了许多关注，研究不断增多，但其发病机制仍未明确，还需要深入广泛的探索。非编码RNA在基因表达过程中的调控作用，为类风湿关节炎的研究提供了新的思路，可能为RA的诊断、治疗等提供新的靶点。相对于编码RNA，人们对非编码RNA的了解还比较初步，且非编码RNA体系庞大、机制复杂、功能多样，有着广泛的研究前景。相信随着研究的深入和技术的发展，非编码RNA在类风湿关节炎中的作用机制会逐步明确，为类风湿关节炎的诊断和治疗带来突破。