lncRNA 治療糖尿病難愈性創(chuàng)面的研究現(xiàn)狀

張璟琳，汪 虹

（昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院燒傷科/云南省燒傷研究所，云南 昆明 650101）

隨著人口老齡化加劇、糖尿病發(fā)病率逐年升高，以糖尿病創(chuàng)面為代表的慢性難愈合創(chuàng)面的治療難題亟須解決。糖尿病足部潰瘍是糖尿病最常見的并發(fā)癥[1]，而糖尿病創(chuàng)面通常愈合不良，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的足部潰瘍、傷口壞疽甚至截肢。糖尿病難愈性創(chuàng)面治療過程復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，不易治愈。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，已有多種技術(shù)研究治療糖尿病難愈性創(chuàng)面，如創(chuàng)面負(fù)壓技術(shù)、干細(xì)胞移植技術(shù)、富血小板凝膠、外泌體等。有研究指出[2,3]，長鏈非編碼RNA（long non-coding RNAs，lncRNA）可能參與糖尿病創(chuàng)面的愈合過程。目前，在研究lncRNA 在創(chuàng)面愈合中的作用機(jī)制及促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面愈合的應(yīng)用方面均有進(jìn)展，本文主要就lncRNA 在以上方面的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 長鏈非編碼RNA的定義、結(jié)構(gòu)及功能

lncRNA 是一種長度超過200 nt，但不編碼蛋白的RNA 分子[4]。據(jù)Human GENCODE的統(tǒng)計(jì)表明[5]，人類基因組中包含超過16 000 個lncRNA 基因。其主要包括RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄的lncRNA、其他RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄的lncRNA 和來自基因中間的lncRNA，以及與其他基因重疊的正義或反義轉(zhuǎn)錄本。

lncRNA 包含兩種功能元件，一種是與其他核酸、蛋白質(zhì)或脂類直接物理交互的相互作用元件；另一種是結(jié)構(gòu)元件，導(dǎo)致二級和/或三級3D RNA 結(jié)構(gòu)的發(fā)生，從而指導(dǎo)它們的功能相互作用[6]。正是通過線性形式的堿基配對或二級結(jié)構(gòu)中的化學(xué)交互作用，使得lncRNA 比miRNA 具有更多與DNA、RNA以及蛋白質(zhì)相互作用的能力[7]。

lncRNA 最早被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄副產(chǎn)物，但有越來越多的研究表明lncRNA 具有重要的細(xì)胞功能[8]。lncRNA 可通過影響轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合而影響基因表達(dá)，也可影響染色質(zhì)生物學(xué)的其他方面，如調(diào)控祖蛋白修飾、染色質(zhì)修飾、調(diào)控DNA 復(fù)制或?qū)NA 損傷和修復(fù)的反應(yīng)[9]。此外，lncRNA 還可在多個水平上調(diào)控基因表達(dá)，lncRNA 與RNAs的相互作用可能會影響RNA的剪接、穩(wěn)定性和翻譯以及信號通路等[4]。同樣，lncRNA-蛋白相互作用可能會影響蛋白的穩(wěn)定性、活性或定位。此外，與lncRNA 長度范圍相似的環(huán)狀RNAs，可作為miRNA的海綿起調(diào)控作用。

2 長鏈非編碼RNA 在創(chuàng)面愈合中的機(jī)制

lncRNA 與復(fù)雜的生物過程有關(guān)，如免疫細(xì)胞發(fā)育和功能、免疫紊亂、神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)疾病。隨著對lncRNA的深入研究，它在傷口愈合方面中的調(diào)控作用逐漸被關(guān)注到。傷口愈合是一個基本而復(fù)雜的過程，需要在受傷后恢復(fù)皮膚的完整性，這是通過一系列有序的階段來實(shí)現(xiàn)的：止血、炎癥、增殖和重塑[10]。如果不能進(jìn)行這種有序和及時的修復(fù)，就會導(dǎo)致慢性無法愈合的傷口。針對lncRNA的治療是一種非常有前途的治療各種疾病的方法，不同功能的lncRNA 其治療手段需要根據(jù)lncRNA的作用方式進(jìn)行調(diào)整[7]。lncRNA的靶向可能包括轉(zhuǎn)錄抑制、轉(zhuǎn)錄后抑制、二級結(jié)構(gòu)形成或蛋白質(zhì)相互作用的空間阻礙、合成lncRNA的引入、以及通過CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas13 調(diào)節(jié)lncRNA 基因組位點(diǎn)或表達(dá)模式等。

2.1 lncRNA 調(diào)控創(chuàng)面愈合中的炎癥過程 調(diào)節(jié)炎癥對于組織損傷后的修復(fù)和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)至關(guān)重要。巨噬細(xì)胞表型從促炎表型到促溶解/愈合的功能轉(zhuǎn)變有助于組織損傷后的愈合和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)。有報(bào)道發(fā)現(xiàn)[11]，lncFAO 是炎性巨噬細(xì)胞晚期代謝重編程的介質(zhì)，通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞中的脂肪酸氧化，有助于小鼠的炎癥消退和組織修復(fù)。lncFAO 可直接與線粒體蛋白的HADHB 亞基相互作用并激活脂肪酸氧化，從而調(diào)節(jié)線粒體代謝，在巨噬細(xì)胞中起到免疫代謝調(diào)控節(jié)點(diǎn)的作用。LOC100130476 又名為WAKMAR2，可限制角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生炎性趨化因子，同時增強(qiáng)細(xì)胞遷移，也有促進(jìn)創(chuàng)面愈合的效果[12]。

2.2 lncRNA 調(diào)控創(chuàng)面愈合中的細(xì)胞增殖 lncRNA通過調(diào)控表觀遺傳中的DNA 甲基化的功能、靶向與miRNA 結(jié)合、調(diào)控RNA 翻譯，以此實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖、創(chuàng)面愈合。LOC105372576 即WAKMAR1 通過隔離DNMT 和干擾E2F1 啟動子的甲基化來激活E2F1表達(dá)[13]。E2F1 是遷移基因網(wǎng)絡(luò)上游的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，所以WAKMAR1 可調(diào)控角質(zhì)形成細(xì)胞的運(yùn)動性和人離體皮膚創(chuàng)面的再上皮化能力。有報(bào)道稱[14]，XIST/miR29a/Lin28a ceRNA 網(wǎng)絡(luò)在燒傷后變性真皮修復(fù)即調(diào)節(jié)增殖、遷移和細(xì)胞外基質(zhì)合成中起重要作用。同樣的是，LINC00672 通過與miR-619-5p 結(jié)合形成海綿效應(yīng)，調(diào)節(jié)PI3K-AKT3 通路[15]。當(dāng)抑制LINC00672 時可促進(jìn)人皮膚成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為角質(zhì)形成細(xì)胞樣細(xì)胞，角質(zhì)形成細(xì)胞樣細(xì)胞有促進(jìn)創(chuàng)面愈合的能力。此外，H19 在ADSC-EXOs 中的高表達(dá)，通過抑制miR-19b，促進(jìn)SOX9的表達(dá)，以促進(jìn)HSF 細(xì)胞增殖、遷移，從而使皮膚創(chuàng)面愈合[16]。TINCR 編碼的泛素樣蛋白即TUBL，以一種獨(dú)立于TINCR的RNA 二級結(jié)構(gòu)的方式促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展，以促進(jìn)細(xì)胞增殖、皮膚傷口的愈合[17]。

2.3 lncRNA 調(diào)控創(chuàng)面愈合中的血管新生 血管生成是創(chuàng)面愈合過程中增殖期的重要活動，包括內(nèi)皮細(xì)胞增殖和內(nèi)皮細(xì)胞遷移，以及毛細(xì)血管樣管的形成和成熟為新的血管[18]。有研究表明[1]，lncRNA NONHSAT073641 能促進(jìn)內(nèi)皮血管新生功能。HOTAIR 和SCEL 可與miR-126 競爭性結(jié)合，發(fā)揮競爭性內(nèi)源RNA的功能。HOTAIR/miR-126/SCEL 軸通過介導(dǎo)血管新生促進(jìn)燒傷創(chuàng)面愈合[19]。lncRNA ENST00000563492 通過下調(diào)miR-205-5p的功能，促進(jìn)CDH11 和VEGF的表達(dá)，間接調(diào)控血管新生[20]。

2.4 lncRNA 調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)的形成 MMPs 是一個鋅依賴性內(nèi)肽酶家族，降解參與組織重塑的細(xì)胞外基質(zhì)成分。當(dāng)?shù)鞍酌富钚赃^高會導(dǎo)致傷口愈合延遲，如基質(zhì)金屬蛋白酶-9[21]。有報(bào)道稱[22]，lncRNA TETILA 調(diào)節(jié)TET2的活性和定位，通過RNA-TET2的相互作用在lncRNA 和去甲基化蛋白之間建立了功能聯(lián)系。具體來說，TETILA 作為分子支架，提供結(jié)合表面來組裝去甲基化酶TET2 和TDG。該支架有助于將該復(fù)合物靶向基質(zhì)金屬蛋白酶-9 啟動子，促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶-9 去甲基化和轉(zhuǎn)錄激活，從而調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)的形成。

3 長鏈非編碼RNA 在糖尿病創(chuàng)面愈合中的研究進(jìn)展

糖尿病足潰瘍（diabetic foot ulcer，DFU）是糖尿病常見且重要的并發(fā)癥，具有發(fā)病率高、預(yù)后差的特點(diǎn)。目前有越來越多的學(xué)者關(guān)注到lncRNA 在糖尿病難愈性創(chuàng)面領(lǐng)域的作用。lncRNA 可作為治療靶標(biāo)，通過調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞增殖、成管、遷移能力，抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)淋巴液產(chǎn)生，調(diào)節(jié)免疫失衡等全方面多角度地促進(jìn)糖尿病難愈性創(chuàng)面愈合。長鏈非編碼RNA 也可以作為診斷標(biāo)記物在糖尿病傷口中發(fā)揮作用。

糖尿病創(chuàng)面難愈是多種因素導(dǎo)致，其中一個中心因素為持續(xù)存在的慢性炎癥[23]。有報(bào)道稱，在炎性傷口修復(fù)過程中，miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-19b 和miR-20a 中被上調(diào)。從機(jī)理上講，miR-19a/b和miR-20a 分別通過靶向SHCBP1 和SEMA7A 降低TLR3 介導(dǎo)的NF-κB 活化，從而減少了角質(zhì)形成細(xì)胞的炎癥趨化因子和細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面愈合[24]。另有研究發(fā)現(xiàn)[25]，lncRNA GAS5過表達(dá)通過顯著誘導(dǎo)STAT1 表達(dá)促進(jìn)M1 巨噬細(xì)胞表型的表達(dá)，參與巨噬細(xì)胞極化調(diào)節(jié)，以促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面愈合。血管新生受損，也是糖尿病創(chuàng)面難愈合的一個重要因素。有報(bào)道稱lncRNA GAS5 通過與TAF15 結(jié)合激活HIF1A/VEGF 通路，促進(jìn)高糖培養(yǎng)的HUVECs的細(xì)胞增殖、創(chuàng)面愈合和小管形成，以加速糖尿病足潰瘍的創(chuàng)面愈合[26]。淋巴管生產(chǎn)緩慢是導(dǎo)致糖尿病創(chuàng)面愈合受損的一個重要原因。lncRNA ANRIL 可以通過海綿吸收miR-181a 來增強(qiáng)Prox1的表達(dá)，從而促進(jìn)淋巴管生成，提高糖尿病創(chuàng)面愈合的效果[3]。有研究發(fā)現(xiàn)[27]，T 淋巴細(xì)胞的免疫功能紊亂可能與DFU的發(fā)生密切相關(guān)，且lncRNA-ENST00000411554/MAPK1 軸介導(dǎo)的MAPK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活可能會影響DFU 免疫調(diào)節(jié)失衡。lncRNA H19 在觸發(fā)血管生成中起著重要作用[28]，而lncRNA H19的表達(dá)水平在糖尿病中顯著降低[29]。有研究將lncRNA H19 裝載到細(xì)胞外囊泡模擬納米囊泡中，并將負(fù)載藻酸鹽水凝膠的lncRNA H19 納米囊泡作為敷料應(yīng)用于體內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膫诖采希砻髌浯_有改善慢性創(chuàng)面的血供、促進(jìn)再上皮化、創(chuàng)面愈合的作用[2]。有報(bào)道稱[30]，lncRNA H19 可以募集EZH2 介導(dǎo)的組蛋白甲基化，并調(diào)節(jié)HIF-1α 信號通路，促進(jìn)成纖維細(xì)胞活化，從而促進(jìn)糖尿病傷口愈合。此外，lncRNA H19 上調(diào)可通過競爭性結(jié)合miR-29b 提高FBN1的表達(dá)，增強(qiáng)成纖維細(xì)胞的增殖、遷移，抑制成纖維細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)糖尿病足潰瘍創(chuàng)面愈合[31]。MSC 衍生的外泌體中的lncRNA H19 通過削弱miR-152-3p 介導(dǎo)的PTEN 抑制作用，來防止成纖維細(xì)胞的凋亡和炎癥，從而刺激糖尿病傷口的愈合[32]。不僅如此，有研究發(fā)現(xiàn)H19 也可以作為鑒定糖尿病活動期的新生物標(biāo)志物存在[33]，但需要更大的隊(duì)列研究來證明其作為臨床生物標(biāo)志物的能力。

除此之外，其他新鑒定的一些lncRNA 通過某些潛在的治療靶點(diǎn)，同樣可調(diào)節(jié)糖尿病創(chuàng)面情況。lncRNA MRAK052872 即Lnc-URIDS 可與Plod1的結(jié)合，導(dǎo)致Plod1的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性降低，最終導(dǎo)致膠原生成和沉積的失調(diào)，并延遲傷口愈合。當(dāng)敲除Lnc-URIDS 時，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞遷移，加速體內(nèi)糖尿病傷口愈合。lncRNA Rik 可以作為ceRNA 與miR-181a-5p 結(jié)合，從而促進(jìn)糖尿病角膜上皮傷口的體外愈合[9]。

通過藥物或其他不同的治療手段，同樣可以調(diào)節(jié)lncRNA 促進(jìn)糖尿病創(chuàng)面愈合。有報(bào)道發(fā)現(xiàn)[34]，改良的自體血液保存可以有效改善小鼠血液的生理狀態(tài)，且其中上調(diào)的lncRNA MALAT1，可通過激活HIF-1a 信號通路加速糖尿病小鼠的成纖維細(xì)胞活化和傷口愈合；局部應(yīng)用美伐他汀，誘導(dǎo)長鏈非編碼RNA Gas5的表達(dá)，從而阻斷了c-Myc的表達(dá)，逆轉(zhuǎn)了DFUs 中c-Myc的過表達(dá)，并通過多種機(jī)制促進(jìn)上皮化，從而加速糖尿病傷口閉合。此外，lncRNA 靶向治療的方法可通過注射由EMNVs、慢病毒或外泌體攜帶的過表達(dá)lncRNA，用RNAi 沉默靶基因的方式來改善糖尿病傷口愈合情況[33]。

4 總結(jié)

lncRNA 在糖尿病難愈創(chuàng)面的諸多愈合機(jī)制中發(fā)揮了極其重要的作用，隨著對糖尿病難愈性創(chuàng)面的深入研究，lncRNA H19 等一批lncRNA 極有可能成為未來治療糖尿病難愈性創(chuàng)面的關(guān)鍵靶點(diǎn)。但目前l(fā)ncRNA的治療仍停留在動物實(shí)驗(yàn)階段，仍需對lncRNA的安全性進(jìn)行更深入的研究。