长链非编码RNA与风湿性疾病*

刘厚辰 屠宇杰 综述 董冠军 审校

(1济宁医学院基础医学院，2济宁医学院免疫学研究所，济宁 272067)

基因异常表达能够引起或促进多种疾病的发生发展。近年来全基因组研究发现人类70%的基因组能够转录成RNA，然而最终仅有2%的基因组翻译成蛋白质。越来越多的研究表明，非编码RNA能够调控基因的表达及多条信号通路的活化，从而参与多种疾病的发生发展[1-2]。根据非编码RNA的长度可将其分为长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)和短链非编码RNA(small non-coding RNA，sncRNA)。lncRNA是长度大于200个核苷酸的非编码RNA，哺乳动物体内存在数万个能表达lncRNA转录本的遗传位点。最初，许多学者认为lncRNA是RNA聚合酶II转录的副产物，虽然这些分子由多个外显子编码并且经过正常的RNA剪接，但是不具有翻译成蛋白质的能力和生物学功能，并且lncRNA展现出较低的进化保守性[3]。因此，在很长一段时间内lncRNA被普遍认为仅仅是基因的“转录噪音”。然而，后续的研究发现lncRNA在个体发育的不同阶段、不同组织、不同疾病发病进程中均表现出异常的表达谱[4]，这就提示lncRNA很有可能具有生物学活性。近年来的研究发现，lncRNA参与许多的生物学过程，比如印记基因的表达调控、染色质重塑、组蛋白修饰、剂量补偿效应、细胞周期以及干细胞特性等[4-5]。因此，lncRNA对这些生物学过程的调控作用越来越受到人们的关注。本文主要介绍lncRNA在天然免疫和获得性免疫调控中的作用及其在风湿性疾病发病中的研究进展。

1 lncRNA与免疫

免疫系统在维持机体稳态中发挥重要作用，免疫系统异常活化可导致自身免疫病、感染及肿瘤等多种疾病的发生发展。免疫系统包括天然免疫和适应性免疫。造血干细胞(hematopoietic stem cells，HSCs)是血液系统中的成体干细胞，具有分化为髓系及淋巴系血细胞的潜能。通常情况下，髓系祖细胞分化发育为髓系细胞，淋巴样祖细胞分化为淋巴系细胞。固有淋巴细胞(innate lymphoid cells，ILCs)是组成免疫系统对抗病原体的第一道防线，主要分布于肠道、肺脏等直接与环境接触的黏膜层。大量研究表明，一些lncRNA在免疫细胞中的表达表现出谱系特异性和阶段特异性，并且在调控天然免疫和获得性免疫中具有重要的作用[6-7]。

1.1 lncRNA与天然免疫反应

1.1.1lncRNA DC 树突状细胞是哺乳动物免疫系统中抗原提呈能力最强的细胞。Wang等利用基因芯片与RNA测序分析发现lncRNA DC在传统的髓样树突状细胞(mDCs)中特异性表达，降低lncRNA DC的表达显著抑制人DCs中与T细胞活化相关的表面受体的表达、破坏抗原摄取并且减少LPS引起的炎性因子的表达[8]。

1.1.2lncRNA HOTAIRM1 HOXA转录本反义RNA髓系特异性1(HOXA transcript antisense RNA myeloid specific 1，HOTAIRM1)是第一个被发现与骨髓细胞发育有关的lncRNA。HOTAIRM1在髓样前体细胞终末分化为粒细胞的过程中特异性高表达，而抑制HOTAIRM1表达不仅能够显著减少HOXA1和HOXA2的表达，还能减少CD11b和CD18的表达[9]。

1.1.3lncRNA EPS 促进红细胞存活的长链非编码性RNA(lncRNA erythroid prosurvival，lncRNA EPS)为红系细胞分化调节子。EPS在静息的巨噬细胞中显著高表达，而TLR配体激活则显著抑制其表达；EPS参与调控多个与免疫反应密切相关的基因的表达，缺失EPS的小鼠对内毒素的抵抗作用明显减弱，表现为炎症加重及死亡率升高等[10]。

1.2 lncRNA与获得性免疫

获得性免疫反应对于介导针对病原体的体液免疫和细胞免疫至关重要。幼稚CD4+T细胞活化后分化为效应T细胞，包括1型辅助性T细胞(T helper cells 1，Th1)，Th2细胞，Th17细胞以及调节性T细胞(regulatory T cells，Tregs)。Th1细胞主要通过分泌干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)介导抗细胞内细菌及原虫的免疫反应，发挥抗病毒及抗微生物免疫的作用；Th2细胞主要介导抗细胞外多细胞寄生虫的免疫反应；Th17细胞是一种能够分泌白介素17(interleukin 17，IL-17)的T细胞亚群，在自身免疫性疾病和机体防御反应中具有重要的意义；Tregs细胞是一类表达转录因子Foxp3并且能够调控机体自身免疫反应性的T细胞亚群，主要介导免疫抑制。鉴于目前有关B细胞中lncRNA的研究非常少，我们将主要讨论lncRNA对T细胞分化及功能的影响。

1.2.1lncRNA NRON 活化的T细胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFAT)是一个钙依赖性的转录因子，对于T细胞的活化至关重要。研究发现，NFAT的非编码抑制因子(noncoding repressor of NFAT，NRON)能够与脚手架蛋白含IQ模序GTP酶活化蛋白1(IQ motif-containing GTPase-activation protein 1，IQGAP1)以及NFAT激酶共同组成蛋白复合物，抑制NFAT的活性，进而阻断CD4+T细胞的异常活化[11]。

1.2.2lncRNA IFNG-AS1 CD8+T细胞和CD4+T细胞均能够通过产生细胞因子增强免疫防御。增强子型lncRNA IFNG-AS1已被证实能够在转录和翻译水平促进IFN-γ的表达，进而参与调控细胞毒性T细胞和1型辅助性T细胞的功能[12]。

1.2.3lncRNA FLICR Tregs细胞在免疫耐受中发挥重要的作用，参与自身免疫病、感染和肿瘤等的发生发展，调控Tregs细胞分化的最重要的转录因子是Foxp3。LncRNA Foxp3 long intergenic non-coding RNA(FLICR)位于Foxp3位点附近，特异性表达在人的Tregs细胞中，主要通过修饰染色质的开放性顺式调控Foxp3的表达[13]。

2 lncRNA与风湿性疾病

2.1 系统性红斑狼疮

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种典型的自身免疫性疾病，主要特征表现为多器官、多系统的损伤以及患者血清中存在的大量自身抗体。SLE病因十分复杂，患者体内凋亡缺陷以及异常活化的干扰素通路和TLRs通路均参与该病的发生发展[14]。尽管有研究报道一些lncRNA在SLE患者体内异常表达[15-16]，但是有关健康人及SLE患者体内特定类型细胞中lncRNA的表达差异及其致病作用鲜有报道。

研究表明，核富含的转录本1(nuclear-enriched abundant transcript 1，NEAT1)广泛参与调控天然免疫及获得性免疫反应[17-18]。有意思的是，与健康人相比，SLE患者外周血单个核细胞中NEAT1的表达水平显著升高，并且与疾病活动指数、趋化因子和细胞因子的表达显著正相关[15,19]，表明NEAT1可能促进SLE患者体内上述分子的表达。不仅如此，NEAT1可通过调控维甲酸诱导基因I信号通路促进IFN-I通路活化[20]，提示NEAT1可能与SLE中IFN-I通路的异常活化有关。生长阻滞特异转录物5(growth arrest-specific transcript 5，GAS5)是最新鉴别出的一个SLE易感基因。与健康人相比，SLE患者CD4+T细胞中GAS5的表达水平显著升高[21]。GAS5的转录本包含两个糖皮质激素反应元件模拟序列，能够与糖皮质激素受体DNA结合结构域竞争性结合，从而抑制糖皮质激素引起的基因表达、细胞的代谢状态，导致细胞凋亡的敏感性增强[22]。

2.2 类风湿性关节炎

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种慢性的自身免疫病，典型特征为小关节的对称性滑膜炎，其病理变化主要包括免疫细胞介导的软骨和硬骨损伤，进而导致关节畸形。已有研究报道类风湿患者PBMCs和滑膜中lncRNA的表达存在巨大的差异[24]。TNF-α能够引起滑膜成纤维细胞和PBMCs中HOTAIR的表达，HOTAIR在RA患者上述细胞及血清外泌体中显著高表达，然而RA患者破骨细胞和滑膜细胞中HOTAIR的表达降低[25]。另有研究发现，外泌体中HOTAIR的高水平表达能够增强RA靶组织中巨噬细胞的募集，而在破骨细胞和滑膜细胞中降低HOTAIR的表达则能够促进MMP2和MMP13的表达，导致骨软骨基质损伤[25]。

2.3 系统性硬化症

系统性硬化症(systemic scleroderma，SSc)是一种免疫相关性风湿性疾病，典型症状为血管病变引起的皮肤和内脏的纤维化。SSc患者皮肤中的真皮成纤维细胞能够产生多种细胞外基质蛋白，主要为I型胶原蛋白。与健康人和SLE患者相比，SSc患者血清及真皮成纤维细胞中lncRNA TSIX的表达显著增加；抑制TSIX的表达显著抑制SSc患者和健康人真皮成纤维细胞中I型胶原蛋白的表达[26]，表明TSIX可能起到调控I型胶原蛋白表达的作用。目前，TSIX已被看作系统性硬化症潜在的生物标记物或治疗靶点。

2.4 干燥综合征

干燥综合征(sjogren syndrome，SS)主要发生于中年女性，主要病理特征为淋巴细胞浸润引起外分泌腺功能缺陷。SS患者体内lncRNA IFNG-AS1的表达显著升高，并且IFNG-AS1的表达与直接靶向SJ格林综合征相关抗原A的抗体含量、血清中IgG水平以及红细胞沉降率显著正相关[27]，表明IFNG-AS1在SS发病过程中起到重要的调控作用。值得注意的是，SS是一种发病率较高的自身免疫性疾病，研究并阐明lncRNA在SS发病中的作用及其机制能够为SS的临床治疗提供一定的理论依据。

3 小结

lncRNA数量庞大，一些lncRNA仅在特定类型的免疫细胞中表达，仅有一小部分lncRNA在免疫反应和免疫细胞分化中的作用比较明确。虽然lncRNA广泛参与多种疾病的发生发展，但是lncRNA在风湿性疾病发病中的作用机制研究仍处于初步阶段。将来的研究重点在于鉴定与风湿性疾病发病相关的lncRNA并揭示其具体作用机制。对于那些已经探明的在健康人及风湿性疾病患者免疫细胞或损伤组织中存在差异表达的lncRNA，人们应该着重研究其具体的致病机制，阐明其调控免疫反应的潜在分子机制，从而使风湿性疾病相关的功能性lncRNA能够作为潜在的疾病生物标记物和治疗靶点，更好地为风湿性疾病的临床治疗和诊断提供帮助。此外，lncRNA编码基因中的多核苷酸多态性位点对lncRNA的表达及功能影响较大，我们进行需要更多的研究去揭示这些lncRNA相关位点的致病机制，以便进一步了解风湿性疾病发病的具体机制。