长链非编码RNA在哮喘中的研究进展

曹鼎，莫碧文

（桂林医学院附属医院呼吸内科，广西 桂林）

0 引言

哮喘是一种常见的慢性呼吸系统疾病，其特征是持续的气道炎症、气道高反应性和气道重塑，并影响5%的成年人和10%的儿童，发病率增加[1]。气道重塑的特征是上皮下纤维化，气道壁增厚，上皮细胞脱落，气道平滑肌（airway smooth muscle ceus,ASMC）增生和肥大，血管生成和黏液过度分泌。最近，越来越多的证据表明长链非编码RNA在哮喘气道重塑和气道炎症中具有重要的作用。本文将对LncRNA在哮喘中的研究进展进行综述。

1 LncRNA的概述

1.1 概念与认识

LncRNA是一类转录本长度＞200核苷酸且不具有蛋白质编码功能的长链RNA分子[2]。绝大多数由RNA聚合酶Ⅱ转录并经可变剪接而来，广泛存在于细胞核和细胞质内，其种类繁多，结构各异，在多种层面上调控相关基因的表达，具有极其复杂且重要的生物学功能。

1.2 来源与类型

LncRNA主要有以下5种来源：①蛋白质编码基因结构中断产生；②染色质重组生成；③非编码基因反转录生成；④复制子串联产生；⑤编码基因中插入转座子转录产生[3]。根据LncRNA在基因组上位置可分为正义、反义、双向、基因内及基因间5种类型。这些LncRNA的表达具有时空特异性和组织特异性[4]。

1.3 功能及作用机制

近年来，诸多研究表明LncRNA的生物功能包括染色体修饰、转录及转录后调控、表观调控、细胞凋亡及细胞周期调控等[5]，主要方式：①通过与mRNA形成互补双链干扰mRNA的剪切；②通过直接结合到特定蛋白质来调节相应蛋白质的活性；③通过结合到特定蛋白质上改变该蛋白的细胞质定位；④通过抑制mRNA聚合酶Ⅱ或介导染色质重构及组蛋白修饰来影响下游基因的表达；⑤通过在蛋白编码基因上游启动子区发生转录来干扰下游基因的表达[6]。另外，LncRNA基因可发生遗传变异，并导致其基因多态性[7]。

总之，LncRNA可通过与DNA、RNA或蛋白质等分子相互作用，作用于细胞增殖、分化、代谢和凋亡等，从而参与哮喘的发生发展。

2 LncRNA在哮喘中的异常表达

目前有许多文献报道哮喘外周血以及支气管平滑肌中LncRNA的异常表达。诸如LncRNA-GAS5；LncRNAMalat1等已确定对哮喘气道平滑肌增殖、迁移等功能有影响；同样，随着基因测序技术的发展已有越来越多的LncRNA被确认与哮喘的发病发展有关。

2.1 LncRNA与哮喘诊断标志物

2.1.1 LNC_000127

Zhu等[8]研究确认了来源自嗜酸性粒细胞（Eos）与嗜中性粒细胞（Neu）哮喘外周血中LncRNA表达谱有差异。其中Eos样品包含190个差异LncRNA，Neu样品拥有166个差异LncRNA。体外敲低LNC_000127后降低了CCR8，CRLF2和CD40L（Th2炎症受体）的表达，提示了LNC_000127参与哮喘Th2炎症的发展。这说明了LncRNA可为作为不同表型哮喘的诊断指标的可能性。

2.1.2 ENST00000444682

Qi等[9]发现哮喘患者外周血CD4+T细胞中有2725个LncRNA差异表达。通过验证3个上调 基 因（ENST00000444682，ENST00000566098，ENST00000583179）和1个下调基因（ENST00000579468）后进行Spearman相关分析。表明ENST00000566098与IL-13正相关，而ENST00000579468与峰值呼气流量正相关。这也许告诉我们LncRNA作为肺功能预测指标的可能性。

2.1.3 lncRNA fantom3_9230106C11

Wang等[10]通过构建哮喘模型，发现急性哮喘组中有36个上调的LncRNA和98个下调的LncRNA。哮喘CD4+T细胞中的lncRNA fantom3_9230106C11明显减少。生物信息学分析表明，lncRNA fantom3_9230106C11具有与许多与Th2分化相关的miRNA和转录因子相互作用的潜力。

综上所述，可以确定的是随测序技术进步，未来依靠LncRNA确诊哮喘或者确认哮喘表型在逐渐变为现实。

2.2 LncRNA与哮喘治疗新靶点

2.2.1 LncRNA-Malat1 ( metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)

Li等[11]研究发现LncRNA-Malat1的沉默能有效抑制PDGF-BB诱导的人ASMC增殖和迁移，机制是Malat1作为miR-150的ceRNA，而miR-150抑制气道平滑肌的增殖和迁移。同时miR-150e是依靠IF4E（翻译起始因子4E）发挥作用的，eIF4E增加Akt的磷酸化和激活Akt来发挥功能。这项研究结果不仅拓宽了LncRNA与哮喘的关系，而且加深了我们对哮喘的认识，为哮喘的治疗提供了新的靶点。

2.2.2 LncRNA-BCYRN1（BCYRN1 brain cytoplasmic RNA 1）

Zhang等[12]研究发现哮喘ASMC中BCYRN1和TRPC1的高表达。BCYRN1的高表达促进了ASMC的增殖和迁移。另外，沉默BCYRN1可降低OVA攻击大鼠的吸气阻力和呼气阻力。Zhang等[13]研究发现五味子乙素上调OVA大鼠miR-150表达，下调BCYRN1表达从而抑制了ASMC的活力、增殖和迁移。研究结果显示了LncRNA与哮喘治疗潜在的可能性。

2.2.3 LncTCF7（lncTCF7）

Fan等[14]研究12例哮喘患者和12例健康对照者ASMC发现lncTCF7通过靶向TIMMDC1促进人类ASMC的生长和迁移，其机制可能与AKT信号通路激活有关。这项研究揭示了哮喘患者ASMC的LncRNA的差异表达普遍存在，基因治疗或许能为哮喘治疗提供了新的可能靶点。

2.2.4 LncRNA-TUG1（taurine up-regulated 1）

Lin等[15]研究发现在哮喘大鼠模型lncTUG1表达升高。lncTUG1促进了ASMC的增殖和迁移，并减少了细胞凋亡。生物信息学预测揭示了TUG1转录本3’-UTR中可能存在的miR-590-5p结合位点，体外实验证明miR-590-5p与lncTUG1结合位点，并靶向成纤维细胞生长因子1（fibroblast growth factor 1,FGF1）参与ASMC的增殖和迁移。而FGF1是促血管生成生长因子的重要构件，参与的VEGF介导的血管重塑。

2.2.5 LncRNA-GAS5 (growth arrest specific 5)

Zhang等[16]构建大鼠哮喘模型发现哮喘组的吸气阻力和呼气阻力增加；GAS5、miR-10a和BDNF的表达分别较高、较低和较高。血小板衍生的生长因子-BB（platelet derived growth factor BB,PDGF-BB）分别升高和抑制了GAS5和miR-10a的表达。GAS5通过miR-10a调节BDNF表达。PDGF-BB通过miR-10a / BDNF促进ASMC的细胞增殖。敲除GAS5可以显著降低哮喘大鼠的气道高反应性。

2.2.6 LncRNA -PVT1

Philip J等[17]研究了从健康受试者（n=9）和分类为非严重（n=9）或严重（n=9）哮喘的患者中分离出原代ASMC，发现了非严重哮喘患者的ASMC中只有PVT1降低，而重度哮喘患者的ASMC中只有PVT1升高。通过对哮喘过度增殖和皮质类固醇不敏感性模型中对该LncRNA进行功能研究发现在患有严重哮喘的患者的ASMC中，TGF-β和FCS不仅诱导IL6 mRNA表达和蛋白释放，而且诱导PVT1表达。用siRNA抑制这些ASMC中的PVT1时，观察到IL6 mRNA和IL-6蛋白释放的减少，以及细胞增殖的同时增加。而在非哮喘性健康受试者的ASMC中，TGF-β加FCS诱导IL6 mRNA表达，转化为IL-6蛋白释放。所以PVT1在人类原代ASMC中的作用机制十分复杂，在不同严重程度的哮喘中发挥不同的功能，极大程度上拓宽了LncRNA在哮喘研究中的方向，为哮喘的治疗提供新的靶点。

Yu等[18]研究发现lncRNA -PVT1参与了α-细辛醚治疗RSV诱导的哮喘的机制，α细辛脑通过靶向lncRNAPVT1/的miR-203A/E2F3信号在RSV感染的大鼠途径抑制气道平滑肌细胞的增殖和迁移。

2.2.7 LncRNA -MEG3

Qiu等[19]鉴定了哮喘患者和健康对照者外周血CD4+T细胞中差异表达的LncRNA，筛选出LncMEG3，并发现LncMEG3能增加Th17细胞的百分比，其机制是作为ceRNA靶向microRNA-17从而调节RORγt并最终影响哮喘中Treg/Th17的平衡。这项研究告诉我们，调控LncRNA将会减轻炎症，这或许是哮喘气道炎症治疗的新方向。

目前比较明确的是多种LncRNA参与调控了ASMC生物功能的各个方面，包括增殖和迁移，炎性因子的分泌等方面。因此，需认真考虑是否可以将这些LncRNA作为哮喘及其他与ASMC异常调节有关的气道疾病的临床治疗靶点。

3 小结

哮喘是一种慢性终身性疾病，在病情初期，气道受限可逆，但如果得不到及时治疗，气道严重重塑，可逆就会变成不可逆，对患者的生活和生命都会构成严重威胁。LncRNAs在哮喘方面的研究，不仅仅是针对长链非编码RNA的研究，还有更多与气道重构相关的方面需要我们进一步发现和探讨。虽然研究处于理论阶段，未有临床应用的相关报道，尽管如此，阐明长非编码RNA与哮喘相关因素的潜在关系将为疾病的诊断和治疗提供新的方向。