lncRNA在非酒精性脂肪肝病中调控作用的研究进展

黄俊玲

(1. 右江民族医学院附属医院，广西 百色 533000；2. 右江民族医学院研究生学院，广西 百色 533000；3. 广西百色市人民医院，右江民族医学院附属西南医院，广西 百色 533000)

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一种代谢应激性肝损伤，与胰岛素抵抗和遗传易感性密切相关，病变可以从较轻的单纯的非酒精性脂肪肝转变为非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis，NASH)，进一步发展为肝硬化，最后进展成肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)[1]。不仅如此，NAFLD还是一种多系统的疾病，大大增加了2型糖尿病、心血管病和慢性肾脏病的风险[2]。NAFLD全球患病率为25.24%(95%CI：22.10～28.65)，是全球最常见的慢性肝病[3]。NA-FLD的发病机制目前尚未完全明了，可能是在胰岛素抵抗的基础上肝细胞中脂质堆积，再加上氧化应激、线粒体功能障碍、内毒素、炎症等刺激，逐渐发展而来[4]。

随着对非编码RNA研究的不断深入，研究人员发现除了微小RNA外，长链非编码RNA(long noncoding RNA，lncRNA)与NAFLD的发生发展密切相关[5]。本文将主要对lncRNA的功能及其在NAFLD中的调控作用做一综述，以期为学者们研究NAFLD的发病机制及临床诊治提供新的思路。

1 lncRNA的生物学功能

lncRNA是一种长度>200个核苷酸的非编码RNA。lncRNA的概念于2002年首次被提出[6]，但直到2007年Rinn JL等[7]报道的一条功能性lncRNA(HOTAIR)参与了HOX基因的转录，人们才意识到它并非仅是编码RNA的“噪音”。与microRNA一样，可根据细胞定位的不同发挥特定的功能。核定位的lncRNA可以作为转录因子或染色质修饰复合物，而细胞质中的lncRNA则可直接调控mRNA的稳定或充当内源性竞争性RNA，起到调节功能性蛋白的作用[8]。其生物学作用广泛，可概括为信号、诱饵、指导和支架4种生物学效应，涉及DNA的复制与转录、蛋白质的翻译以及表观遗传学方面的调控等[9]。但在NAFLD的研究中，目前研究最广泛的是它作为内源性竞争性RNA对microRNA发挥的海绵效应。

2 lncRNA在NAFLD中的调控作用

2.1lncRNA在单纯性NAFLD中的作用 NAFLD 的第一个无症状阶段是肝脏脂肪蓄积或脂肪变性。肝脂肪变性的产生是由于脂质获取(脂肪酸摄取和新生脂肪生成)和脂质处置(脂肪酸氧化和输出)之间的失衡导致的。在肝脏中，胰岛素抵抗的反常效应通过脂质代谢和糖代谢紊乱导致新生脂肪形成增加，脂肪蓄积诱发肝细胞变性和死亡等，促使炎症反应发生，促进NAFLD的进展。

2.1.1lncRNA在肝脏脂质代谢中的作用 脂质代谢紊乱是NAFLD最重要最典型的改变，而许多lncRNA对脂肪代谢的调节是在转录水平发生的。使用微阵列表达谱分析技术对比了NAFLD合并胆囊结石患者与单纯胆囊结石的肝脏组织，共发现1735个lncRNA和1485个mRNA差异表达，其中lncRNA上调535个、下调1200个[10]。lncRNA的差异表达数量大于mRNA似乎也暗示着lncRNA具有更广泛和多样的变化。在NAFLD中高表达的lncRNA多数充当microRNA的“海绵”，发挥竞争或者抑制作用，间接激活促进脂质生成的基因。比如，lncRNA Gm15622就充当了microRNA miR-742-3p的“海绵”，从而增加转录调节因子SREBP-1c的表达，并促进了高脂饮食小鼠和AML-12细胞肝脏中的脂质积累[11]；还有lncRNA CCAT1，通过竞争性抑制miR-613来增加LXRα的转录并促进了LXRα的表达从而促进脂滴形成和NAFLD的发展[12]。而下调的lncRNA，同样也可以抑制microRNA的作用，促进脂质形成。高脂血症大鼠体内lnc-HC的低表达，就是通过对miR-130b-3p在转录及转录后水平的负调节来诱导过氧化物酶体增殖物激活受体γ的表达，从而增加肝脏中的甘油三酯的浓度[13]；lncRNA Gm12664-001缺乏通过正调控miR-295-5p和减弱AML-12细胞中CAV1的表达来导致肝脏脂质积累[14]。

除了通过microRNA的间接调控，lncRNA还可以通过调控脂质代谢的基因发挥直接调控作用。固醇调节元件结合蛋白1c(sterol regulatory element binding protein 1c，SREBP-1c)是一种调控脂肪合成和葡萄糖代谢相关酶基因表达的重要核转录因子。研究表明，lncRNABlnc1是与LXR(脂质代谢密切相关基因肝X受体)/SREBP-1c通路的核心成分，是胰岛素抵抗状态下脂肪生成诱导所必需的；具有肝脏特异性Blnc1失活的小鼠对高脂饮食诱导的肝脂肪变性具有抗性，并且具有较低的血浆TAG水平、肝脏脂肪生成减少的代谢变化特征[5]。

2.1.2lncRNA在肝脏糖代谢中的作用 糖脂代谢关系向来密不可分。胰岛素抵抗不仅是NAFLD的始动因素，还贯穿了整个NAFLD的进程和发展。lncRNA Gm10804在糖尿病合并NAFLD小鼠的肝脏中上调，这使得肝脏脂肪生成蛋白(SREBP-1c和脂肪酸合酶)和糖异生酶(磷酸烯醇丙酮酸羧激酶和葡萄糖-6-磷酸酶)均增加，甘油三酯聚积[15]。lncRNA MALAT1不仅与肝细胞增殖有关，研究还表明，MALAT1还可以通过增加SREBP-1c核蛋白的稳定性来促进肝脏脂肪变性和胰岛素抵抗[16]。肝脏胰岛素抵抗是2型糖尿病的主要特征。LncRNA MEG3已被证明与肝糖产生相关；MEG3过表达显著增加了原代肝细胞中FoxO1、G6pc、PepckmRNA的表达和肝糖异生，抑制了胰岛素刺激的糖原合成[17]。

2.1.3lncRNA在肝脏炎症反应中的作用 持续性脂肪变性促进有毒脂质代谢物的形成，从而刺激炎症和纤维化反应，导致疾病发展为 NASH。研究发现，当单纯的脂肪变性不断加重，肝细胞死亡增多，lncRNA FLRL2的水平也随之降低[18]。FLRL2是一种广泛分布的核lncRNA。序列分析表明FLRL2位于Arntl基因的内含子区域，荧光素酶测定显示FLRL2过表达后Arntl基因的转录激活，从而缓解NAFLD中的脂肪变性、脂肪生成和内质网应激，最终减缓了肝脏的炎症反应，而FLRL2的下调导致了相反的效果[18]。无疑，如果炎症反应无法得到有效控制，单纯的脂肪变性将进一步向NASH发展。

2.2lncRNA在NASH中的作用 慢性炎症反应可以促进肝脏单纯的脂肪变性向NASH进展，而NASH是导致病程进展为肝硬化甚至肝癌的关键阶段。研究发现，lncRNA GM9795在NASH动物模型和NASH细胞模型的肝组织中显著高表达，而后通过尼罗红染色发现GM9795不影响NASH的脂肪堆积，而是促进NASH中重要炎症介质TNF、IL-6、IL-1的表达，同时上调内质网应激的关键分子和激活NF-κB/JNK通路[19]。另有研究发现，在慢性乙型肝炎并发NAFLD患者中表达上调的lncRNA MALAT1则通过hsa-miR-20b-5p/硫氧还蛋白相互作用蛋白轴，激活NLRP3炎症体及下游炎症反应[20]。此外，一些lncRNA在NAFLD不同阶段呈现不同的表达水平。Park JG等[21]研究发现，在单纯脂肪肝的NAFLD患者中肝脏脂肪变性的程度与肝脏 lncRNA LeXis水平呈负相关，但与血浆 lncRNA LeXis水平无关；而在NASH 患者的血浆中 lncRNA LeXis水平显著升高。LncRNA在调节NAFLD患者炎症反应的同时，或许可以成为潜在无创的生物标志物，为临床诊疗提供更多便利。

2.3lncRNA在肝脏纤维化中的作用 肝星状细胞(hepatic stellate cell，HSC)正常情况下处于静止状态，当肝脏受到炎症或机械刺激等损伤时，被激活后转化为肌成纤维细胞是各种致纤维化因素的关键。过量摄入膳食脂肪和糖与患NAFLD风险升高有关。饮食中棕榈酸酯、果糖的含量使得与肝纤维化和肝星状细胞活化相关的mRNA和lncRNA的表达上调[22]。lncRNA在NAFLD的不同阶段具有不同的表达水平。研究表明循环lncRNA GAS5随着肝纤维化的加重而升高，但其水平在肝硬化患者血浆中降低[23]。lncRNA HULC在NAFLD大鼠的肝组织中表达增加，抑制HULC可改善肝脏脂质沉积的病理状态和肝功能相关指标，改善肝纤维化程度，减少肝细胞凋亡，抑制NAFLD大鼠肝组织中的MAPK信号通路[24]。双荧光素酶报告基因检测证明miR-506可以与lncRNA NEAT1和GLI3结合，而NEAT1可以吸附miR-506以调节GLI3表达。在NAFLD的进展中，NEAT1被上调后作为ceRNA通过miR-506/GLI3轴调节纤维化、炎症反应和脂质代谢[25]。lncRNA在NASH向纤维化发展的过程中存在一些变化。对24例单纯脂肪变的NAFLD患者、53例伴小叶炎症的NAFLD患者和65例患有晚期纤维化的NAFLD患者进行肝活检，组织RNA测序得出差异表达的lncRNA约4000多个，主要参与TGF-β1和TNF信号传导、胰岛素抵抗和细胞外基质维持；不同的组织学类别中也表现出差异表达：在HepG2细胞中敲低lncRNAMALAT1的表达使CXCL5转录物和蛋白质水平分别降低了50%和30%，但与处于静止状态的细胞相比，MALAT1和CXCL5在活化的HSC中的表达上调，并且在HepG2细胞中MALAT1的表达受高血糖和胰岛素的调节，lncRNA表达异常与NASH的炎症和纤维化有关[26]。

2.4lncRNA在NAFLD进展为HCC各阶段的作用 HCC是一种预后不良的恶性肿瘤，是全球癌症相关死亡的主要原因之一，而NAFLD是HCC的重要危险因素。lncRNA在HCC中的研究相对于NAFLD的其他阶段更为广泛。lncRNA在单纯NAFLD向HCC发展的过程像硬币一样具有双面性。在NAFLD转化成HCC的患者肝组织中lncRNA FTX的表达和M1/M2 Kupffer细胞的比值低于单纯NAFLD患者肝组织中的比值，进一步通过在小鼠体内体外验证结果表明，上调FTX可以促进Kupffer细胞向M1型极化从而抑制NAFLD向HCC转化[27]。同样有研究表明，lncRNA ARSR在NAFLD小鼠模型和HepG2细胞中表达，并通过降低YAP1磷酸化激活IRS2/AKT通路，并进一步增加脂质积累、细胞增殖、侵袭和细胞周期；沉默ARSR抑制了IRS2/AKT通路，从而通过下调YAP1来减少HCC细胞增殖和侵袭并抑制NAFLD小鼠的脂质积累[28]。从以上研究结果可见，在单纯NAFLD中lncRNA特定趋势的变化可以促使其向HCC进展。

但是，lncRNA对HCC的影响不仅仅是对单纯NAFLD向HCC发展进程的调控，当HCC发生后，其仍发挥重要的调控作用。lncRNA对HCC的影响涉及癌细胞的增殖、自噬、转移、侵袭等。研究发现肝癌组织和细胞系中lncRNA DANC高表达，并且lncRNA DANCR与HCC患者的HCC的上皮间质转化呈正相关[29]。此外，lncRNA DANCR的敲低可见肝癌细胞增殖减弱、集落形成减少、自噬相关蛋白表达降低，可见lncRNA DANCR增强了肝癌细胞的增殖和自噬[30]。也有一些lncRNA在HCC中发挥肿瘤抑制作用。在晚期HCC患者中，lncRNA NBR2表达较低的HCC病例的总体生存率明显低于NBR2表达较高的HCC病例，NBR2的表达与HCC的恶性程度呈负相关[31]。进一步研究发现，NBR2至少部分通过ERK和JNK途径抑制自噬诱导的细胞增殖、侵袭和迁移[31]。lncRNA在HCC中不仅调节细胞自噬，还对肿瘤耐药有一定影响。Zhang W等[32]通过体外培养的肝癌细胞和裸鼠致瘤性等实验证实，在HCC组织和细胞中，lncRNA LINC00160的上调负调控miR-132从而靶向调控PIK3R3使其过表达，促进裸鼠的HCC细胞活力、自噬、耐药性和致瘤性。此外，lncRNA还影响HCC患者肝癌干细胞的自我更新能力。研究发现LncRNA DUXAP9正调控HCC细胞干性，以球形成能力、乙醛脱氢酶活性和干性标志物表达的变化为特征，而进一步的荧光素酶报告基因、mRNA稳定性和RNA-RNA体外相互作用分析表明，DUXAP9直接与sox9的严重度3′-非翻译区结合，增强了sox9的mRNA稳定性，从而增加了sox9的表达，最终促进了肝癌细胞的干性[33]。

3 小结

总之，lncRNA在肝脏糖脂代谢紊乱、炎症反应、纤维化形成，以及NAFLD转化为HCC等过程发挥重要作用，也许可以作为治疗的新靶点。此外，在NAFLD不同阶段差异表达的特定循环lncRNA可作为诊断NAFLD的生物标志物。但是，由于lncRNA、mRNA与基因之间的调控并非一对一的关系，故基于lncRNA疗法的研究仍未达到临床应用。即便如此，人们也已经发现了一些药物可以通过改变lncRNA来改变NAFLD的进展。一项研究发现，小檗碱治疗逆转了在NAFLD小鼠模型中有881个mRNA和538个lncRNA以及抗氧化因子Nrf2表达的降低[34]。因此，深入了解lncRNA在NAFLD中的调节作用及其机制，有助于利用lncRNA进行临床诊治。