非編碼RNA在骨關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展

李震，李澤暉，孫赫，魏錦強(qiáng)，曾憲中，王小超，萬(wàn)超，曹學(xué)偉*

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東 廣州 510405；2.廣東省中醫(yī)院，廣東 廣州 510120；3.香港中文大學(xué)，香港 999077)

骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis，OA)是一種與年齡相關(guān)的慢性、進(jìn)行性和退行性關(guān)節(jié)疾病，影響著全球數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的中老年患者[1]。其主要特征包括關(guān)節(jié)軟骨退化、軟骨下骨增厚、滑膜炎癥和骨贅形成，主要癥狀是疼痛、僵硬和活動(dòng)受限[1-2]。它不僅給患者帶來(lái)了巨大的痛苦，降低患者的生活質(zhì)量，而且增加了社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]。近年研究對(duì)OA表觀遺傳調(diào)控機(jī)制的關(guān)注，揭示了非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)在調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)平衡方面的潛在重要作用。

其中，微小RNA(microRNA，miRNA)是一種小單鏈ncRNA分子，通常長(zhǎng)22～24個(gè)核苷酸，通過(guò)與靶基因的3'-UTR結(jié)合參與RNA沉默和轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控，導(dǎo)致信使RNA(messenger RNA，mRNA)降解增加或最終抑制蛋白質(zhì)合成[4]。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，LncRNA)為長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的由RNA聚合酶Ⅱ合成的ncRNA，幾乎沒(méi)有蛋白質(zhì)編碼潛力[5]。環(huán)狀RNA(circular RNA，circRNA)作為一種新型的ncRNA，由特殊的前體mRNA通過(guò)可變剪接產(chǎn)生的，廣泛存在于原核生物和真核生物中，為不具3'和5'末端頭尾的共價(jià)閉環(huán)結(jié)構(gòu)，在生物體中穩(wěn)定表達(dá)[6]。大量研究證實(shí)[5-7]，ncRNA(miRNA、LncRNA和circRNA)在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后和翻譯后水平的各種生物過(guò)程的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。值得注意的是，ncRNAs的變化參與了軟骨細(xì)胞炎癥、凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)，在OA的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中也起著重要的作用。本文總結(jié)了導(dǎo)致OA發(fā)展的ncRNA調(diào)控機(jī)制的最新研究進(jìn)展，將為闡明OA的發(fā)生發(fā)展提供更全面的依據(jù)。

1 miRNAs與OA

miRNA是研究最廣泛的ncRNA類別，其特征是不斷增加的22～24個(gè)核苷酸長(zhǎng)的非蛋白質(zhì)編碼RNA。miRNA通過(guò)與靶基因mRNA的互補(bǔ)堿基配對(duì)來(lái)調(diào)節(jié)其靶基因的表達(dá)。大量研究揭示了OA發(fā)病期間軟骨細(xì)胞中miRNA的異常水平，其中大多數(shù)在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平上功能性地參與軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、凋亡和基質(zhì)代謝。

1.1 miRNAs調(diào)控OA中的炎癥 Chang等[8]報(bào)道在脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)誘導(dǎo)的ATDC5細(xì)胞中，miR-486-5p上調(diào)，紅細(xì)胞衍生核因子2相關(guān)因子1(nuclear factor erythroid 2 like 1，NRF1)下調(diào)。miR-486-5p被驗(yàn)證直接靶向和調(diào)節(jié)NRF1的表達(dá)。抑制miR-486-5p可顯著改善細(xì)胞增殖，減少細(xì)胞凋亡，減弱炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶和乳酸脫氫酶的水平。此外，隨著NRF1的下調(diào)，miR-486-5p對(duì)LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷的影響減弱?？傊?，抑制miR-486-5p通過(guò)靶向NRF1減輕了LPS誘導(dǎo)的ATDC5細(xì)胞損傷，包括炎癥損傷、氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡。因此，NRF1可以作為OA的新治療靶點(diǎn)。Jiang等[9]研究發(fā)現(xiàn)，山奈酚通過(guò)下調(diào)miR-146a保護(hù)ATDC5軟骨細(xì)胞免受LPS引發(fā)的炎癥損傷。Jin等[10]發(fā)現(xiàn)miR-467b過(guò)表達(dá)顯著降低了LPS處理誘導(dǎo)的白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-6、IL-1β和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的產(chǎn)生，但被信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1(signal transducer and activator of transcription 1，STAT1)的過(guò)表達(dá)逆轉(zhuǎn)，說(shuō)明miR-467b通過(guò)靶向ATDC5細(xì)胞中的STAT1減輕LPS誘導(dǎo)的炎癥。Xiao等[11]報(bào)道m(xù)iR-613通過(guò)靶向纖連蛋白1減輕IL-1β誘導(dǎo)的軟骨CHON-001細(xì)胞的損傷，因此，miR-613可能是治療OA的潛在選擇。Zhang等[12]發(fā)現(xiàn)miR-130b在骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和OA軟骨細(xì)胞的軟骨分化過(guò)程中分別首先增加和急劇減少，而IL-1β刺激導(dǎo)致軟骨細(xì)胞中miR-130b表達(dá)增加。miR-130b抑制劑促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的軟骨分化和軟骨細(xì)胞生長(zhǎng)并抑制炎癥因子的水平。以上研究均表明，miRNAs多與其靶基因形成調(diào)控軸，通過(guò)減弱炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生、促進(jìn)細(xì)胞增殖及抑制凋亡等途徑參與調(diào)節(jié)OA中的炎癥反應(yīng)。

1.2 miRNAs調(diào)控OA中的細(xì)胞凋亡 Wan等[13]發(fā)現(xiàn)，miR-152的上調(diào)提高了軟骨細(xì)胞的活力，減少了細(xì)胞凋亡并平衡了體外細(xì)胞外基質(zhì)的分解代謝和合成代謝因子，生物信息學(xué)分析表明轉(zhuǎn)錄因子-4(transcription factor-4，TCF-4)是miR-152的靶基因，因此，miR-152通過(guò)TCF-4通路減弱骨關(guān)節(jié)炎大鼠軟骨細(xì)胞凋亡和軟骨退化。Wen等[14]報(bào)道，miR-455-3p通過(guò)調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidyl alcohol kinase/protein kinase B，PI3K/AKT)通路減少細(xì)胞凋亡并減輕軟骨細(xì)胞變性。Chen等[15]報(bào)道m(xù)iR-129-3p通過(guò)靶向胞質(zhì)多聚腺苷酸化成分結(jié)合蛋白1(cytoplasmic polyadenylation element binding protein 1，CPEB1)減輕膝關(guān)節(jié)骨折誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞凋亡。Sun等[16]報(bào)道m(xù)iR-93-5p在OA中下調(diào)可能通過(guò)靶向LncRNA腫瘤易感性候選基因2(long non-coding RNA cancer susceptibility candidate 2，LncRNA CASC2)抑制LPS誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡。調(diào)控細(xì)胞凋亡的基因數(shù)量眾多，調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中任何關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的變化都可能影響最終細(xì)胞凋亡的產(chǎn)生和發(fā)展，miRNAs能夠直接靶向調(diào)控凋亡因子的表達(dá)，影響細(xì)胞凋亡進(jìn)程。一些miRNAs主要作用于促凋亡基因?qū)Φ蛲霎a(chǎn)生抑制作用，而另外一些miRNAs則針對(duì)性地負(fù)調(diào)控凋亡基因促進(jìn)細(xì)胞的凋亡。

1.3 miRNAs調(diào)控OA中的細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM) Bai等[17]研究發(fā)現(xiàn)miR-122的過(guò)表達(dá)增加了ECM分解代謝因子的表達(dá)，并抑制合成代謝基因的表達(dá)；miR-122表達(dá)的抑制具有相反的效果。此外，沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silent information regulator 1，SIRT1)被確定為miR-122的直接靶標(biāo)。因此，miR-122/SIRT1軸調(diào)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎中軟骨細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)降解。Xiang等[18]發(fā)現(xiàn)miR-142-5p的過(guò)表達(dá)通過(guò)抑制軟骨細(xì)胞凋亡減輕了OA病理，即使在CXC族趨化因子受體4(CXC chemokine receptor 4，CXCR4)過(guò)表達(dá)的OA軟骨細(xì)胞中也是如此。這與軟骨基質(zhì)降解減少、軟骨炎癥減少和有絲分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號(hào)通路失活有關(guān)。因此，CXCR4靶向miR-142-5p的上調(diào)表達(dá)可以抑制OA軟骨細(xì)胞的細(xì)胞凋亡、炎癥和基質(zhì)分解代謝，并使MAPK信號(hào)通路失活。An等[19]報(bào)道m(xù)iR-203a的下調(diào)通過(guò)Smad3信號(hào)傳導(dǎo)抑制人軟骨細(xì)胞中IL-1β誘導(dǎo)的炎癥和軟骨降解。Tu等[20]發(fā)現(xiàn)miRNA-377-3p通過(guò)下調(diào)整合素α6(integrin α6，ITGA6)減輕IL-1β引起的骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞凋亡和軟骨降解。在生理情況下，軟骨細(xì)胞基質(zhì)合成與分解代謝動(dòng)態(tài)平衡的細(xì)胞因子可通過(guò)調(diào)控軟骨細(xì)胞生理功能，參與免疫應(yīng)答和介導(dǎo)炎性反應(yīng)等。當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨損傷時(shí)，炎性信號(hào)通路被激活，導(dǎo)致炎性因子IL-1β、TNF-α、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)等激活ECM降解酶，如：基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)和帶有血小板凝血酶敏感蛋白樣模體的解整鏈蛋白金屬蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif，ADAMTS)等，參與軟骨基質(zhì)Ⅱ型膠原和蛋白聚糖的降解，從而促進(jìn)OA的進(jìn)展。

相關(guān)研究表明，miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在表觀遺傳學(xué)、相關(guān)靶基因的表達(dá)、細(xì)胞通路等方面起著重要作用。大量研究證實(shí)在OA病理進(jìn)程中，miRNA表達(dá)譜會(huì)發(fā)生變化，從而發(fā)揮不同的調(diào)控作用。本課題組前期高通量測(cè)序結(jié)果顯示，OA患者軟骨細(xì)胞中有53個(gè)表達(dá)異常的基因，其中34個(gè)上調(diào)，如：miR-3622b-3p、miR-129-2-3p和miR-585-3p等；19個(gè)下調(diào)，如miR-383-5p、miR-548ap-3p和miR-378e等。關(guān)節(jié)液中穩(wěn)定存在的miRNA，具有成為診斷OA的生物學(xué)標(biāo)志物的巨大潛力。有體內(nèi)外研究證實(shí)，通過(guò)干預(yù)miRNA可以抑制軟骨退變，因此其可作為OA的潛在治療靶點(diǎn)。隨著對(duì)miRNA不斷深入的研究，一定可以大大推動(dòng)OA的診斷和治療。

2 IncRNA與OA

LncRNA是一種長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的非編碼轉(zhuǎn)錄物，其異常表達(dá)與多種人類疾病有關(guān)。在OA的發(fā)展過(guò)程中，IncRNA可通過(guò)招募相關(guān)蛋白調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄、參與調(diào)控細(xì)胞信號(hào)通路、作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)靶向相關(guān)miRNA或直接靶向mRNA等方式發(fā)揮調(diào)控作用。

2.1 IncRNA調(diào)控OA中的炎癥 在早期階段，OA已經(jīng)具有不同程度的炎癥性表現(xiàn)。Luo等[21]研究發(fā)現(xiàn)MFI2-AS1的敲低通過(guò)增加miR-130a-3p和減少TCF-4增加了細(xì)胞活力，但抑制了LPS處理的軟骨細(xì)胞的細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞外基質(zhì)降解。表明敲低LncRNA MFI2-AS1通過(guò)miR-130a-3p/TCF-4抑制LPS誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎進(jìn)展。Wang等[22]發(fā)現(xiàn)LncRNA THUMPD3-AS1的過(guò)表達(dá)減輕了細(xì)胞凋亡并促進(jìn)了炎癥反應(yīng)，而敲低具有相反的效果LncRNA THUMPD3-AS1顯著增加細(xì)胞周期蛋白E2、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4、B細(xì)胞淋巴瘤2、TNF-α、一氧化氮和IL-6水平，并降低caspase-3水平。Zhang等[23]報(bào)道m(xù)iR-6891-3p通過(guò)靶向Toll樣受體4(Toll like receptor 4，TLR4)抑制巨噬細(xì)胞增殖、遷移和炎癥反應(yīng)，而LncRNA IGHCγ1通過(guò)巨噬細(xì)胞中的核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)信號(hào)作為miR-6891-3p的ceRNA促進(jìn)TLR4表達(dá)。表明LncRNA IGHCγ1通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞中的miR-6891-3p/TLR4/NF-κB軸來(lái)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。Xie等[24]發(fā)現(xiàn)在C28/I2細(xì)胞中，母本表達(dá)的8個(gè)小核仁RNA宿主基因(maternally expressed 8，small nucleolar RNA host gene，MEG8)表達(dá)的沉默顯著觸發(fā)了IL-1β誘導(dǎo)的增殖抑制、細(xì)胞死亡和炎癥反應(yīng)。然而，轉(zhuǎn)染MEG8顯示出不利影響，說(shuō)明LncRNA MEG8在骨關(guān)節(jié)炎中下調(diào)并調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞增殖、凋亡和炎癥。炎癥是OA關(guān)節(jié)疾病的重要標(biāo)志，隨著對(duì)OA的進(jìn)一步研究，LncRNA廣泛參與其炎癥信號(hào)通路的全過(guò)程，且在骨關(guān)節(jié)組織中呈差異表達(dá)。

2.2 IncRNA調(diào)控OA中的細(xì)胞凋亡 Fan等[25]研究發(fā)現(xiàn)與使用小干擾RNA陰性對(duì)照(si-NC)轉(zhuǎn)染相比，LINC00473敲低可顯著減少I(mǎi)L-1β刺激的C28/I2細(xì)胞中軟骨細(xì)胞凋亡和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。并且，LINC00473通過(guò)miR-424-5p/淋巴細(xì)胞抗原6復(fù)合物E(lymphocyte antigen 6 complex，locus E，LY6E)軸促進(jìn)軟骨細(xì)胞凋亡和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而加劇骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。Wang等[26]發(fā)現(xiàn)阻斷Lnc HOX通過(guò)調(diào)節(jié)miR-222/ADAM10軸保護(hù)人類軟骨細(xì)胞免受IL-1β誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡、ECM降解、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激。Zhang等[27]發(fā)現(xiàn)Lnc生長(zhǎng)抑制特異性基因5(growth arrest-specific transcripts 5，GAS5)過(guò)表達(dá)增加了軟骨細(xì)胞中Smad4的表達(dá)。相比之下，miR-146a過(guò)表達(dá)下調(diào)了軟骨細(xì)胞中的Smad4。此外，Lnc GAS5和Smad4過(guò)表達(dá)抑制LPS誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡，而miR-146a過(guò)表達(dá)起相反的作用并減弱Lnc GAS5和Smad4過(guò)表達(dá)對(duì)細(xì)胞凋亡的影響。Nie等[28]發(fā)現(xiàn)LncRNA CALML3-AS1靶向miR-146a來(lái)調(diào)節(jié)軟骨細(xì)胞凋亡。Zhou等[29]發(fā)現(xiàn)LncRNA CASC19通過(guò)調(diào)節(jié)miR-152-3p/DEAD-box解旋酶6(DEAD-box helicase 6，DDX6)軸加速軟骨細(xì)胞凋亡和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生以加劇骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。

2.3 IncRNA調(diào)控OA中的ECM ECM具有保護(hù)軟骨細(xì)胞免受機(jī)械應(yīng)力破壞的作用，其合成和分解代謝的動(dòng)態(tài)平衡維持著正常關(guān)節(jié)的完整功能，而ECM代謝平衡依賴于各種細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)。Chen等[30]研究發(fā)現(xiàn)SHNG15過(guò)表達(dá)顯著抑制ECM降解并促進(jìn)OA軟骨細(xì)胞的軟骨細(xì)胞形成，LncRNA SNHG15通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)態(tài)緩解骨關(guān)節(jié)炎進(jìn)展。Chen等[31]發(fā)現(xiàn)LINC00671的過(guò)表達(dá)導(dǎo)致軟骨細(xì)胞增殖受抑制、細(xì)胞凋亡增強(qiáng)和ECM降解，這很容易通過(guò)沉默onecut2或smurf2來(lái)逆轉(zhuǎn)。此外，LINC00671通過(guò)smurf2誘導(dǎo)糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase 3β，GSK-3β)泛素化并上調(diào)β-catenin表達(dá)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明LINC00671或GSK-3β激活劑的沉默導(dǎo)致ECM降解減輕并改善OA進(jìn)展。Liu等[32]報(bào)道IncRNA核富集轉(zhuǎn)錄體1(nuclearenrichedabundanttranscript1，NEAT1)靶向miR-193a-3p，miR-193a-3p靶向性別決定區(qū)Y框蛋白5(sex determinant Y box protein 5，SOX5)。抑制miR-193a-3p可逆轉(zhuǎn)NEAT1介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)的降解。SOX5消除了miR-193a-3p上調(diào)對(duì)軟骨細(xì)胞炎癥、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生的影響?？傊?，NEAT1/miR-193a-3p/SOX5軸調(diào)節(jié)人類OA中的軟骨基質(zhì)降解。由此推斷，LncRNA對(duì)軟骨ECM起到重要調(diào)控作用，對(duì)OA患者關(guān)節(jié)的破壞密切相關(guān)。

綜上所述，LncRNA作為調(diào)節(jié)基因表達(dá)的研究熱點(diǎn)，可能通過(guò)調(diào)控軟骨細(xì)胞炎癥、細(xì)胞凋亡和軟骨基質(zhì)代謝等對(duì)OA的發(fā)病進(jìn)程發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)LncRNA在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平上的調(diào)控過(guò)程均發(fā)揮重要作用，進(jìn)一步研究證實(shí)LncRNA的表達(dá)高低將影響OA的病理進(jìn)程。深入的研究正在逐漸揭示數(shù)量龐大且功能復(fù)雜的IncRNA家族的面紗，但目前對(duì)其如何調(diào)控OA的具體作用機(jī)制仍然存在很多疑惑。因此，進(jìn)一步探討LncRNAs在軟骨和OA中的調(diào)控作用至關(guān)重要，有助于開(kāi)發(fā)其在OA診斷和治療方面的應(yīng)用潛力。

3 circRNA與OA

circRNA是一類ncRNA，其特點(diǎn)是共價(jià)閉環(huán)結(jié)構(gòu)，既沒(méi)有5'帽子結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有3'poly(A)結(jié)構(gòu)。它們由前體mRNA的反剪產(chǎn)生，并在高度保守、穩(wěn)定和組織特異性的哺乳動(dòng)物中廣泛表達(dá)。最近的研究表明，circRNA可以競(jìng)爭(zhēng)性地相互作用并抑制miRNA海綿在其下游功能中的作用。因此，circRNA的作用及其潛在的miRNA調(diào)節(jié)劑被用來(lái)描述OA的分子機(jī)制和治療OA的治療靶點(diǎn)。

3.1 circRNA調(diào)控OA中的炎癥 炎癥可以促進(jìn)細(xì)胞軟骨的降解，加重骨關(guān)節(jié)炎患者的病情，傳統(tǒng)的炎癥因子主要有IL-1β、TNF-α、TGF-β、IL-6等，許多研究發(fā)現(xiàn)circRNAs調(diào)控骨關(guān)節(jié)炎進(jìn)程與這些因子密切相關(guān)。circ_0128846沉默增強(qiáng)了細(xì)胞活力，但降低了細(xì)胞凋亡率和炎癥反應(yīng)，這被miR-140-3p敲低逆轉(zhuǎn)。Janus蛋白酪氨酸激酶2(Janus kinase 2，JAK2)的過(guò)表達(dá)逆轉(zhuǎn)了miR-140-3p對(duì)細(xì)胞表型的影響。circ_0128846沉默通過(guò)上調(diào)OA細(xì)胞中的miR-140-3p和下調(diào)JAK2來(lái)抑制MMP-13的水平并促進(jìn)II型膠原的表達(dá)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，circ_0128846沉默通過(guò)調(diào)節(jié) miR-140-3p/JAK2軸促進(jìn)Ⅱ型膠原蛋白表達(dá)并減弱OA進(jìn)展。circ_0128846通過(guò)充當(dāng)miR-140-3p的海綿RNA來(lái)促進(jìn)OA的發(fā)展，從而增加JAK2的表達(dá)。結(jié)果表明，靶向circ_0128846可能具有緩解OA進(jìn)展的潛力[33]。Zheng等[34]研究發(fā)現(xiàn)circ_0116061和smurf2在OA軟骨組織中高表達(dá)，miR-200b-3p低表達(dá)。敲低circ_0116061可以促進(jìn)OA軟骨細(xì)胞的增殖并抑制其凋亡和炎癥。miR-200b-3p可以被circ_0116061吸收，其抑制劑可以逆轉(zhuǎn)circ_0116061沉默對(duì)OA軟骨細(xì)胞生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)。Smurf2是miR-200b-3p的靶標(biāo)，其表達(dá)受circ_0116061的正調(diào)控。Smurf2的沉默還可以增強(qiáng)OA軟骨細(xì)胞的增殖并抑制其凋亡和炎癥。此外，smurf2過(guò)表達(dá)也可以逆轉(zhuǎn)circ_0116061沉默對(duì)OA軟骨細(xì)胞生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)。所以，circRNA與OA炎癥的病理進(jìn)程有著密切聯(lián)系。

3.2 circRNA調(diào)控OA中的細(xì)胞凋亡 Huang等[35]機(jī)制研究表明，circRNA_0092516與miR-337-3p結(jié)合，干擾circRNA_0092516通過(guò)miR-337-3p/蛋白酪氨酸磷酸酶(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)軸促進(jìn)軟骨細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡，從而改善OA。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)闡明circRNA_0092516通過(guò)miR-337-3p調(diào)控軟骨生成?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì)circRNA_0092516的干擾通過(guò)miR-337-3p/PTEN軸促進(jìn)了軟骨細(xì)胞增殖并抑制了細(xì)胞凋亡，最終減緩了OA的進(jìn)展。Zhou等[36]研究發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA circANKRD36通過(guò)靶向miR-599來(lái)調(diào)節(jié)Casz1以防止骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞凋亡和炎癥。Shi等[37]發(fā)現(xiàn)circSEC24A的過(guò)表達(dá)通過(guò)減少細(xì)胞增殖和增加軟骨細(xì)胞的凋亡和炎癥來(lái)促進(jìn)IL-1β誘導(dǎo)的損傷。circSEC24A通過(guò)調(diào)節(jié)miR-142-5p/SOX5軸促進(jìn)IL-1β誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞凋亡和炎癥。另外，circ_0134111敲低通過(guò)circ_0134111-miR-515-5p-SOCS1網(wǎng)絡(luò)減輕IL-1β誘導(dǎo)的人軟骨細(xì)胞凋亡、炎癥和細(xì)胞外基質(zhì)降解[38]。

3.3 circRNA調(diào)控OA中的ECM Bai等[39]研究發(fā)現(xiàn)circTMBIM6和MMP-13在骨關(guān)節(jié)炎患者軟骨組織中的表達(dá)水平高于正常組，而miR-195在骨關(guān)節(jié)炎患者軟骨組織中的表達(dá)水平較低。IL-1β和TNF-α處理后，軟骨細(xì)胞中circTMBIM6和MMP-13的表達(dá)增加，而miR-27a的表達(dá)降低。circTMBIM6過(guò)表達(dá)降低了miR-27a的表達(dá)，但增加了MMP-13的表達(dá)。circTMBIM6基因敲除顯示出相反的效果。Zhang等[40]發(fā)現(xiàn)circSERPINE2過(guò)表達(dá)減輕了IL-1β引起的細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)降解。miR-495被circSERPINE2靶向并在OA患者和IL-1β處理的軟骨細(xì)胞中上調(diào)。miR-495上調(diào)逆轉(zhuǎn)了circSERPINE2介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)降解抑制的過(guò)度表達(dá)。miR-495靶向轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β受體2(transforming growth factor beta receptor 2，TGFBR2)，在OA患者和IL-1β處理的軟骨細(xì)胞中低表達(dá)。源自SERPINE2基因的circSERPINE2可以通過(guò)與miR-495結(jié)合介導(dǎo)TGFBR2表達(dá)?？傊?，circSERPINE2通過(guò)調(diào)節(jié)miR-495/TGFBR2軸減弱IL-1β引起的軟骨細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)降解。

已有許多研究證實(shí)circRNA參與了OA密切相關(guān)的軟骨細(xì)胞EMC的降解、OA軟骨細(xì)胞的增殖、凋亡和自噬、OA軟骨細(xì)胞的炎癥反應(yīng)等病理進(jìn)程，這說(shuō)明circRNAs有可能作為診斷和治療OA的新靶點(diǎn)。近幾年，circRNA已經(jīng)成為各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，但是在骨關(guān)節(jié)炎病理進(jìn)程中，是否伴隨特異性circRNA表達(dá)的調(diào)控，circRNA-miRNA-mRNA之間具體的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)軸，LncRNA與circRNA之間的調(diào)控關(guān)系以及circRNA自身表達(dá)高低的調(diào)控機(jī)制都不明確，因此，進(jìn)一步的研究探索circRNA的調(diào)控機(jī)制必不可少。

4 小結(jié)與展望

ncRNA在RNA中占有很大的比重，之前錯(cuò)誤的認(rèn)為ncRNA無(wú)實(shí)質(zhì)性的功能，但是近年來(lái)隨著研究的不斷深入，越來(lái)越多的ncRNA被證實(shí)在生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和病理過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本研究綜述了近些年miRNA、LncRNA和circRNA在OA病理進(jìn)程炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)中的重要調(diào)控作用，隨著研究的不斷深入及越來(lái)越多的新的ncRNA被發(fā)現(xiàn)，將對(duì)OA基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)有了較大提升。大量的體內(nèi)外研究已經(jīng)證實(shí)在OA的病理進(jìn)展中，許多ncRNA表達(dá)譜會(huì)發(fā)生顯著改變，并對(duì)OA的發(fā)展起到不同的調(diào)控作用，通過(guò)對(duì)ncRNA的干預(yù)可以影響疾病的進(jìn)程，這可能成為未來(lái)逆轉(zhuǎn)OA進(jìn)展的潛在治療方法。雖然，ncRNA的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)基因調(diào)控機(jī)制的認(rèn)知更加清晰，但由于其具有高度的表達(dá)特異性使其作用機(jī)制多樣化。目前關(guān)于OA發(fā)病機(jī)制的研究仍處于初步探索階段，隨著ncRNA在OA的深入研究，闡明ncRNA在細(xì)胞中的分布，是否涉及上、下游拮抗劑協(xié)調(diào)作用為OA的診斷及潛在生物標(biāo)志物或治療靶標(biāo)提供新的思路。

總之，OA的發(fā)病機(jī)制受多種因素影響，眾多的ncRNA組成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮的生物功能及調(diào)控機(jī)制極其復(fù)雜，目前尚不能詳細(xì)闡明ncRNA在OA中組成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)所發(fā)揮的生物學(xué)功能及調(diào)控機(jī)制。因此，進(jìn)一步研究ncRNA在OA中的分子機(jī)制和作用，不斷闡明ncRNA的功能、ncRNA之間以及它們和DNA之間的相互作用，不僅可以加深對(duì)OA的發(fā)病和發(fā)展的認(rèn)識(shí)，而且對(duì)于發(fā)現(xiàn)治療靶點(diǎn)和療效更好的藥物也具有重要意義。