长链非编码RNA 导致脑微出血的病理生理机制研究进展

潘培芬，吴家萱，李春艳，韩剑虹

脑微出血（cerebral microbleeds，CMBs）是脑实质内点状的出血性病变，是脑内终末期微小血管（直径＜200 μm）病变导致含铁血黄素在脑组织内沉积［1］。CMBs会影响患者认知功能，增加卒中、痴呆、抗血栓治疗、静脉溶栓后出血转化甚至死亡的风险，且随着CMBs病灶数目的增多，患者步态异常、精神症状、溶栓后出血转化及不良预后的发生率明显升高［2-3］。然而CMBs起病隐匿，早期多无确切临床症状［4］，且其确切发病机制尚未明确，既往研究多将CMBs的发生归因于脑淀粉样血管病（cerebral amyloid angiopathy，CAA）与高血压血管病变，其病理过程主要涉及微血管内皮损伤、氧化应激、血管炎症、血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）破坏、β-淀粉样蛋白（amyloid β-protein，Aβ）沉积等［5-6］。近年来研究发现，长链非编码RNA（long non-coding RNA，LncRNA）在中枢神经系统中具有高度特异性，其大量存在于多种神经系统疾病中［7］，且与CMBs的病理过程关系密切，其可能参与CMBs的发生发展［8］，然而目前尚未见直接分析LncRNA与CMBs关系的研究。因此，本文通过回顾既往文献，综述LncRNA导致CMBs的病理生理机制，以期为早期识别、治疗CMBs和改善CMBs患者预后提供新思路。

1 LncRNA简介

LncRNA是一种长度超过200个核苷酸的非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）分子，位于细胞核或细胞质中，没有开放的阅读框，通常认为不具有编码蛋白质的能力［9］。根据LncRNA在染色体上的相对位置，可将其细分为反义LncRNA、内含子LncRNA、反向LncRNA、基因间LncRNA、启动子上游LncRNA、启动子相关LncRNA、转录起始位点相关LncRNA［10］。LncRNA在转录、转录后、翻译、染色质调节等基因调控过程中均发挥着重要作用［11］。LncRNA种类复杂，不同的LncRNA有不同的功能，如富核转录本1（nuclear-enriched transcript 1，NEAT1）是一种由多个内分泌肿瘤1型（multiple endocrine tumor type 1，MEN1）基因转录而成的LncRNA，其可通过表观遗传学或作为竞争性内源性RNA和相关miRNA共同调节基因表达及DNA的损伤修复［12］。研究显示，敲低NEAT1可抑制与胞吞作用相关的基因表达，从而降低Aβ诱导的神经元损伤［13］。转移相关肺腺癌转录本1（metastasis-associated lung carcinoma transcript 1，MALAT1）是哺乳动物中一种高度保守的LncRNA，可在神经系统疾病如脑梗死［14］、周围神经损伤［15］、脑小血管病［8］等疾病中显示。小核仁RNA宿主基因（small nucleolar RNA host genes，SNHGs）是LncRNA的一个亚群，已被发现在肿瘤中广泛表达，其可通过竞争内源性RNA、调节蛋白质功能和调节表观遗传标记等过程而影响肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡，进而参与肿瘤的发生［16］。研究表明，SNHGs在神经系统疾病包括胶质母细胞瘤、神经母细胞瘤、急性脑梗死中表达异常［17］。目前尚无关于LncRNA导致CMBs的相关研究，但有研究发现，LncRNA可能通过参与微血管内皮功能障碍、BBB破坏、氧化应激、炎症反应、动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）、Aβ沉积等病理生理过程而导致微血管结构损伤，造成血管壁破裂出血［18-21］。由此推测，LncRNA可能参与CMBs的发生发展。

2 LncRNA导致CMBs的病理生理机制

2.1 微血管内皮功能障碍和BBB破坏 BBB破坏被认为是CMBs发生发展的始动环节，其由单层脑内皮细胞、星形胶质细胞、周细胞和基底膜紧密相连形成，对维持中枢神经系统稳态起着至关重要的作用［5］。血管内皮细胞损伤可导致BBB破坏，引起BBB通透性增加，而BBB渗漏可形成局部CMBs［22］。研究显示，LncRNA与BBB通透性密切相关［18］。YIN等［23］研究发现，沉默LncRNA尿路上皮癌相关1（urothelial carcinoma associated 1，UCA1）基因可抑制微血管内皮细胞的增殖和血管形成。LONG等［24］研究显示，过表达LncRNA小核仁RNA宿主基因12（small nucleolar RNA host gene 12，SNHG12）可抑制氧葡萄糖剥夺/复氧（oxygen-glucose deprivation/reoxygenation，OGD/R）后脑微血管内皮细胞的凋亡和炎症反应，但可促进血管生成。研究发现，脑小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）的血管生成过程，包括修复和重塑的过程，均可能会损伤内皮细胞功能和细胞连接，导致炎症反应和BBB通透性增加［19］。CHE等［8］研究发现，高血糖可诱导LncRNA MALAT1表达增加，其可通过激活miR-7641来调节易位启动子区（translocated promoter region，TPR）的表达，从而诱导微血管内皮细胞凋亡，进而加重CSVD引起的神经功能障碍。NING等［25］研究发现，LncRNA前列腺雄激素调节转录本1（prostate androgen-regulated transcript 1，PART1）在Aβ1-42孵育的内皮细胞中上调，而LncRNA PART1过表达可增加BBB通透性。综上，LncRNA可能通过诱导微血管内皮功能障碍和BBB破坏而参与CSVD引起的神经功能障碍，这为LncRNA参与CMBs的发生发展提供了新思路。

2.2 氧化应激 氧化应激被认为是CSVD的主要发病机制之一，其可通过免疫激活释放活性氧（reactive oxygen species，ROS）、趋化因子、细胞因子和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等免疫信号分子，从而加重大脑中的炎症反应［26］。据报道，MMP的激活与CMBs相关，而氧化应激是MMP过表达的主要原因［27］。此外，氧化应激在重金属刺激下可通过芬顿反应直接或间接产生ROS，并在ROS暴露期间干扰一氧化氮（nitric oxide，NO）信号通路，导致超氧化物迅速与NO结合并形成过氧亚硝酸盐，使NO不可用，最终导致内皮功能障碍，而过氧亚硝酸盐是一种更强大的氧化剂，能够破坏蛋白质和DNA，进一步加剧内皮功能障碍［6］。KANG等［28］研究发现，LncRNA SNHG15可通过miR-141介导靶基因SIRT1的通路，调节神经炎症和氧化应激，增加促炎因子和氧化应激相关指标的表达水平，导致神经元损伤，从而引发脑缺血/再灌注损伤。另有研究发现，在脑缺血/再灌注损伤小鼠海马神经元HT22细胞模型中，LncRNA SNHG12可通过抑制SIRT1/叉头盒O3a（forkhead box O3a，FOXO3a）信号通路介导的自噬，提高细胞活性并抑制氧化应激［29］。此外，ZHANG等［30］研究显示，通过上调靶基因FZD3/5、激活Wnt//β-catenin信号通路而沉默LncRNA SRY盒转录因子21反义发散转录本1（SRYbox transcription factor 21 antisense divergent transcript 1，SOX21-AS1）可以减轻AD模型小鼠神经元氧化应激，并抑制神经元凋亡。GUO等［31］在AD细胞损伤模型中发现，沉默LncRNA脑源性神经营养因子反义RNA（brain-derived nutritional factor antisense RNA，BDNF-AS）可通过抑制细胞凋亡和氧化应激来减弱Aβ25-35诱导的嗜铬细胞瘤12（pheochromacytoma 12，PC12）细胞神经毒性。综上，LncRNA与氧化应激密切相关，推测LncRNA可能通过参与氧化应激而引起CMBs，但其具体作用机制目前尚不明确，仍需进一步研究证实。

2.3 炎症反应和AS 炎症反应是CMBs的重要危险因素之一［5］。据报道，血管炎症和全身炎症反应均可导致CMBs的发生发展，其中血管炎症与高血压动脉病变和BBB破坏有关，而全身炎症反应可能与CAA相关的皮质区微血管病变有关［32］。AS也是CMBs的重要危险因素，ZHAO等［33］研究表明，在缺血性脑卒中患者中，CMBs与AS有关，而且随着AS严重程度的增加CMBs病灶数量也增加。研究发现，LncRNA可通过炎症途径影响AS的发展［20］。ZHOU等［34］研究发现，LncRNA人白细胞抗原复合物11（human leukocyte antigen complex group 11，HCG11）可通过调节miR-224-3p/Janus激酶1（janus kinase1，JAK1）轴加速AS的进展，而敲低LncRNA HCG11可通过靶向miR-224-3p/JAK1轴来抑制氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）诱导的细胞凋亡和炎症反应，表明LncRNA HCG11可能是诊断或治疗AS的潜在靶点。LI等［35］研究发现，LncRNA内源性缺氧诱导因子1α反义RNA 2（hypoxiainducible factor 1α antisense RNA 2，HIF1A-AS2）和激活转录因子2（activating transcription factor 2，ATF2）在高脂肪饮食诱导的AS模型小鼠中高表达，而下调LncRNA HIF1A-AS2可通过降低ATF2的表达而抑制AS的发展。SONG等［36］研究发现，肿瘤坏死因子α和异质核糖核蛋白L免疫调节LncRNA（tumor necrosis factor-α and heterogeneous nuclear ribonucleoprotein L immune-regulatory LncRNA，THRIL）在ox-LDL处理后的巨噬细胞中上调，而敲低THRIL可抑制ox-LDL诱导的白介素（interleukin，IL）-1β、IL-6和肿瘤坏死因子α等炎症因子在巨噬细胞中表达。以上研究结果提示，LncRNA可能通过调节炎症反应和促进AS的发生发展而参与CMBs的形成。

2.4 Aβ沉积 脑叶微出血与CAA密切相关，而CAA是由于Aβ沉积于血管壁所致［37］。研究发现，幕下及脑叶微出血患者血清Aβ1-40水平升高，混合CMBs（同时存在2个及以上CMBs病灶）患者簇蛋白呈高表达，而Tau蛋白表达水平在CMBs患者中普遍较高［38］。相关机制可能是，Aβ过度沉积可导致血管结构脆性发生改变，进而无法承受血压的变化；另外，Aβ沉积与平滑肌细胞变性有关，后者可降低血管壁完整性，而血管壁变性和总体Aβ水平升高可增加CMBs发生风险［39］。同时，Aβ沉积会破坏由内皮细胞形成的紧密连接（tight juncyion，TJ）蛋白，使BBB通透性增加［40］，从而导致BBB渗漏，进而引起局部CMBs［22］。LncRNA可通过调节TJ蛋白来改变BBB通透性，NING等［40］研究发现，Aβ1-42孵育的内皮细胞中LncRNA小核仁RNA宿主基因7（small nucleolar RNA host gene 7，SNHG7）呈高表达，其可破坏BBB的完整性，同时该研究还表明，高表达的LncRNA牛磺酸上调基因1（taurine-upregulated gene 1，TUG1）可通过增加TJ蛋白的表达水平来降低BBB通透性。HUANG等［21］研究发现，LncRNA NEAT1在淀粉样蛋白前体蛋白（amyloid precursor protein，APP）/早老素1（presenilin 1，PS1）转基因小鼠中上调，这可促进PTEN诱导的推定激酶1（PTENinduced kinase 1，PINK1）的泛素化和降解，导致自噬信号传导、Aβ积累增加和小鼠认知功能降低。上述研究结果表明，LncRNA与Aβ沉积相关，提示LncRNA可能通过调节Aβ沉积而在CMBs的发生发展中发挥重要作用。

3 小结及展望

CMBs的存在对老年人的认知功能、卒中的发生、卒中后出血转化的发生及不良预后具有重要影响，但其具体发生机制目前尚不明确，且CMBs患者早期无确切临床症状，仅在完善SWI检查时偶然被发现，缺乏早期诊断的生物标志物及治疗措施，成为临床上一大难题。本文通过回顾既往文献发现，LncRNA可能导致微血管内皮功能障碍、BBB破坏、氧化应激、炎症反应、AS及Aβ沉积等［18-21］，而上述病理生理过程与CMBs的发生发展有关，推测LncRNA可能通过上述病理生理过程参与CMBs的发生发展，但目前尚无相关直接证据支持该推测。下一步可通过建立CMBs动物模型、细胞实验和临床试验，寻找可以证明LncRNA与CMBs发生相关的直接证据，使LncRNA应用于CMBs的早期诊断和治疗成为可能。

作者贡献：潘培芬进行文章的构思与设计、文献/资料收集，撰写、修订论文；李春艳进行文章的可行性分析；潘培芬、吴家萱进行文献/资料整理；韩剑虹负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。