長鏈非編碼RNA與微RNA相互作用在血管生成中的研究進(jìn)展

陳欣欣，陳曉隆

（中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院眼科，沈陽 110004）

血管生成是指從先前存在的毛細(xì)血管后小靜脈中長出新血管的過程，其在胚胎發(fā)育、傷口愈合和炎癥等過程中起著至關(guān)重要的作用［1］。除了維持正常的生理過程，血管生成失衡還能導(dǎo)致各種疾病，如糖尿病視網(wǎng)膜病變、癌癥和慢性傷口等［2］。腫瘤的生長和腫瘤轉(zhuǎn)移的進(jìn)展在很大程度上取決于血管生成［3］。非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）被發(fā)現(xiàn)與許多人類疾病的發(fā)生有關(guān)。ncRNA沒有蛋白質(zhì)編碼潛力，但可以調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)換［4］。長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）的長度>200個核苷酸［5］。先前的研究［6］表明，lncRNA可以調(diào)節(jié)不同染色體上的基因表達(dá)，并影響其近端編碼基因的表達(dá)。與其他類型的ncRNA不同，lncRNA定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，表明其在基因中的重要作用。

lncRNA是ncRNA的一部分，在疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。研究［7］發(fā)現(xiàn)lncRNA可以調(diào)節(jié)血管生成。不同的lncRNA對其有正向或反向的影響［8］。本文闡述與血管生成發(fā)生發(fā)展相關(guān)的不同類型的lncRNA，并討論其潛在的信號通路和聯(lián)系。

1 常見lncRNA在血管生成發(fā)生發(fā)展中的作用

1.1 心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本（myocardial infarction associated transcript，MIAT）

MIAT是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新的疾病相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，在心肌梗死、精神分裂癥、缺血性卒中、糖尿病并發(fā)癥、老年性白內(nèi)障、癌癥等多種疾病中均有異常表達(dá)。MIAT位于染色體22q12.1上［9］，在小鼠中稱為視網(wǎng)膜核糖核酸2（retina ncRNA 2，RNCR2），在人類中也稱為RNCR2，長度為30 051 bp。

MIAT可以激活轉(zhuǎn)化生長因子-β1信號，促進(jìn)新生血管的發(fā)生發(fā)展。同時，MIAT基因敲除可以下調(diào)糖尿病誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、腫瘤壞死因子-α和細(xì)胞間黏附分子-1的表達(dá)。YAN等［10］發(fā)現(xiàn)MIAT解除了miR-150-5P的抑制作用。血管內(nèi)皮生長因子被認(rèn)為是miR-150-5p的靶產(chǎn)物，miR-150-5p抑制血管內(nèi)皮生長因子表達(dá)水平。MIAT/miR-150-5p/VEGF潛在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)整合了參與病理性血管生成的轉(zhuǎn)錄和翻譯網(wǎng)絡(luò)。

此外，MIAT在KESE 150和Eca 109細(xì)胞中下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）蛋白表達(dá)［11］。MMP的過度表達(dá)與血管生成密切相關(guān)。MMP-2和MMP-9是基質(zhì)金屬蛋白酶家族的2個重要成員，能有效地分解基底膜的主要成分［12］。MIAT在血管生成的發(fā)展過程中起著復(fù)雜的調(diào)節(jié)作用，存在于患者血漿中的MIAT檢測結(jié)果可能有助于尋找合適的治療方法。

1.2 轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）

MALAT1是首次被鑒定為與代謝性肺癌組織相關(guān)的過表達(dá)轉(zhuǎn)錄本之一，被稱為核濃縮常染色體轉(zhuǎn)錄本2，位于染色體11q13［13］。此外，MALAT1高度保守，可以誘導(dǎo)腫瘤驅(qū)動的內(nèi)皮細(xì)胞遷移、侵襲和血管生成［14］。MALAT1作為致癌基因存在許多人類惡性腫瘤中。MALAT1可刺激骨肉瘤（osteosarcoma，OS）進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。例如，通過激活miR-140-5p/HDAC4信號，lncRNAMALAT1調(diào)節(jié)OS細(xì)胞的增殖和凋亡［15］。lncRNAMALAT1通過吸附miR-202促進(jìn)OS肺轉(zhuǎn)移［16］在OS細(xì)胞中，MALAT1/miR-26a-5p/FOXO1反饋環(huán)調(diào)控遷移和增殖［17］。lncRNAMALAT1通過調(diào)節(jié)miR-150-5p/VEGFA軸，促進(jìn)了OS微環(huán)境中的血管生成［18］。

LIU等［19］研究發(fā)現(xiàn)在糖尿病情況下，視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞中MALAT1的水平上調(diào)。高水平的MALAT1可以觸發(fā)p38/MAPK通路，調(diào)節(jié)病理性微血管生長，進(jìn)而影響人視網(wǎng)膜內(nèi)皮因子功能。此外，MALAT1基因敲除可以減少血管滲漏、視網(wǎng)膜炎癥和視網(wǎng)膜血管化，并顯著地減少人視網(wǎng)膜內(nèi)皮因子的增殖、遷移和管狀細(xì)胞的形成。CHEN等［20］發(fā)現(xiàn)，在低氧條件下，MALAT1的水平明顯增加。MALAT1調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的表型轉(zhuǎn)換，但沉默MALAT1會抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。在活體研究中，MALAT1基因的切除抑制了新生視網(wǎng)膜的血管化和內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。抑制MALAT1后，缺血后血流恢復(fù)和毛細(xì)血管密度下降。

研究［21］顯示，MALAT1扮演著競爭的內(nèi)源性RNA的角色。MALAT1可通過miR-124依賴的機(jī)制促進(jìn)單核細(xì)胞趨化蛋白1的表達(dá)。另一項(xiàng)研究［19］結(jié)果顯示，MALAT1在新生血管發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。當(dāng)視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞受HG影響時，MALAT1和血管內(nèi)皮-鈣黏附素（vascular endothelial-cadherin，VE-cadherin）上調(diào)，而miR-125b水平下調(diào)。相反，MALAT1基因敲除后，細(xì)胞的增殖和遷移受到抑制。說明MALAT1通過調(diào)節(jié)miR-125b/VE-cadherin通路促進(jìn)新生血管形成。YU等［22］研究表明，MALAT1在糖尿病視網(wǎng)膜組織中的表達(dá)水平升高，而miR-203a-3p的表達(dá)水平降低。血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移不僅受到miR-203a-3p上調(diào)的抑制，還受到MALAT1基因敲除的抑制。綜上所述，MALAT1可能通過調(diào)節(jié)miR-203a-3p誘導(dǎo)血管生成。

1.3 母系表達(dá)基因3（maternally expressed gene 3，MEG3）

MEG3位于染色體14q32.3上，是一個母系印記基因［23］，被初步認(rèn)定為腫瘤抑制基因。在多種腫瘤中，MEG3基因可以阻斷VEGF刺激的內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管生成［24］。MEG3基因改變了DLK1-MEG3微RNA（microRNA，miRNA）簇的表觀遺傳調(diào)控。MEG3過表達(dá)可間接降低微血管并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展過程中所必需的血管內(nèi)皮生長因子和轉(zhuǎn)化生長因子-β1的表達(dá)。另一項(xiàng)體外研究［25］證實(shí)，轉(zhuǎn)甲狀腺素（transhyretin，TTR）可抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。TTR與poly（A）結(jié)合蛋白胞質(zhì)1［poly（A）binding protein cytoplasmic 1，PABPC1］之間有直接的相互作用［26］。此外，PABPC1基因敲除明顯導(dǎo)致MEG3水平下降。

MEG3基因敲除可緩解微血管功能障礙和內(nèi)皮細(xì)胞增殖。此外，MEG3過表達(dá)導(dǎo)致miR-223-3p水平下降［27］。且miR-223-3p通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和血管生成影響Notch1通路?？傊?，TTR/PABPC1/MEG3/miR-233-3p/Notch1通路的調(diào)控在新生血管生成的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。

1.4 SRY盒轉(zhuǎn)錄因子2重疊轉(zhuǎn)錄本（SOX2 overlapping transcript，SOX2OT）

SOX2OT位于染色體3q26.3上，存在于各種腫瘤組織和干細(xì)胞中［28］。研究［28］表明，lncRNA可以與mRNA共同的miRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，并取消這些miRNA 的下游效應(yīng)。SOX2OT對miR-375、miR-211、miR-194-5p和miR-122等海綿分離，在多種腫瘤中被鑒定為CerNA。生物信息學(xué)分析表明，在SOX2OT中存在一個與miR-375、miR-211、miR-194-5p和miR-375可能存在結(jié)合位點(diǎn)。雙熒光素酶分析進(jìn)一步證實(shí)了miR-132與SOX2OT的直接結(jié)合。miR-132是一種腫瘤抑制因子，可以抑制非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。在非小細(xì)胞肺癌組織中觀察到miR-132和SOX2OT呈負(fù)相關(guān)［29］。研究［29］結(jié)果還證明轉(zhuǎn)染miR-132抑制劑可以挽救sh-SOX2OT對細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程的抑制作用。

體外研究［30］表明SOX2OT通過靶向胃癌中的miR-194-5p抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而抑制細(xì)胞的增殖和遷移。另外，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)［30］結(jié)果表明，SOX2OT基因敲除可通過抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化抑制胃癌生長和MMP-2、MMP-9的表達(dá)。與sh-NC組相比，sh-SOX2OT組miR-194-5p的相對表達(dá)量增加。SOX2OT/miR-194-5p軸在體內(nèi)外均通過調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化抑制細(xì)胞的增殖和遷移。

2 其他類型的lncRNA在血管生成發(fā)生發(fā)展中的作用

研究［31］發(fā)現(xiàn)新類型的lncRNA與血管生成的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。小核仁RNA宿主基因7（small nucleolar RNA host gene 7，SNHG7）是一種癌基因，在多種癌癥中被發(fā)現(xiàn)與內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡有關(guān)。此外，SNHG7還可以降低miR-543的水平并激活沉默信息調(diào)節(jié)因子，以阻止內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管生成［32］。SNHG7可能成為血管生成相關(guān)疾病患者的治療靶點(diǎn)。睪丸發(fā)育相關(guān)基因1（testis developmental related gene 1，TDRG1）是新近發(fā)現(xiàn)的一種lncRNA，可能通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子-α的陽性表達(dá)而促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞的增殖和遷移［33］。在高血糖人視網(wǎng)膜內(nèi)皮因子模型中，TDRG1和VEGF的表達(dá)同步增加。另外，TDRG1的下調(diào)可以直接降低VEGF的水平，從而阻止微血管細(xì)胞的功能障礙。因此，TDRG1可能是一個針對VEGF治療的靶點(diǎn)。X-失活特異性轉(zhuǎn)錄本（X-inactive specific transcript，XIST）是另一類lncRNA，位于染色體Xq13.2上。在許多人類癌癥中，XIST表達(dá)失調(diào)，但目前尚不清楚XIST是表觀遺傳不穩(wěn)定性的結(jié)果，還是在癌癥發(fā)生過程中起重要作用。肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1（lung adenocarcinoma transcript 1，LUADT1）已被發(fā)現(xiàn)是肺癌特有的致癌基因。LUADT1可能激活PRX3/miR-383信號通路，減輕內(nèi)皮細(xì)胞凋亡［34］。LUADT1在血管生成中的作用機(jī)制需要更多的證據(jù)來進(jìn)一步論證。

3 展望

目前，在臨床研究或細(xì)胞模型中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多類型的與血管生成進(jìn)展相關(guān)的lncRNA。隨著發(fā)現(xiàn)的lncRNA種類越多，就需要更多的研究來探索它們可能發(fā)揮的功能作用。本文總結(jié)了大部分可能在血管生成中起作用的lncRNA，為血管生成與lncRNA之間的關(guān)系提供了進(jìn)一步的研究方向，同時也為治療血管生成指出了潛在的治療靶點(diǎn)。