长链非编码RNA在免疫调节及风湿性疾病中的作用

贾　媛，张莉芸，张改连，许　珂，马　丹，李　娟

(山西医科大学附属大医院风湿免疫科， 太原 030001)

长链非编码RNA[1](long non-coding RNA，lncRNA)是一类转录本长度超过200个核苷酸，多由RNA聚合酶Ⅱ转录且不编码蛋白的RNA，在真核细胞中普遍表达。它呈现mRNA样结构，含有内含子和外显子，具有5′帽子结构和3′多聚腺苷酸尾，序列中常缺乏明显的开放阅读框，转录后也存在选择性剪接的现象，在表达上具有组织和时空特异性。起初lncRNA被认为是基因组转录的“噪音”[2]，不具有生物学功能，然而近年研究表明lncRNA能在表观遗传、转录及转录后水平上调控基因表达，广泛参与机体各种生理病理过程[3]。

根据在基因组中相对于编码基因位置和方向的不同，将lncRNA分为5类[4]：正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、基因间lncRNA(lincRNA)和基因内lncRNA。目前研究最多的是lincRNA，它位于编码基因附近，可正向或负向调控基因转录以发挥不同的生物学功能。

lncRNA在免疫调节中的作用

在免疫应答过程中，参与机体固有免疫和适应性免疫相关效应细胞的分化及激活在绝大程度上是一系列基因在转录及转录后水平快速调控的协调过程，而研究发现，lncRNA在转录和转录后水平中发挥重要的调控作用，这表明lncRNA在调控免疫细胞的分化及激活过程中起重要作用[5]。

lncRNA与固有免疫应答

固有免疫是机体抵御病原微生物入侵的首道防线，也是机体有效驱动和维持免疫反应的重要参与者。当机体受到病原体入侵时，固有免疫细胞可表达特定lncRNA，因此认为lncRNA可能具有调节宿主反应及免疫应答的作用[6]。固有免疫应答主要涉及巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤(natural killer, NK)细胞等。

研究表明，巨噬细胞在受到Toll样受体(Toll-like receptors，TLR)激动剂等因素的刺激可使某些lncRNA异常表达，从而调节IL1β-eRNA、lnc-IL17R、TNFα与异质核糖核蛋白L免疫调节相关的LincRNA(TNFα and hnRNPL related immunoregulatory lincRNA,THRIL)等表达；而Li等[7]研究发现THRIL在人类先天免疫反应和炎性疾病中发挥重要作用。此外，Hu等[8]新近发现lincRNA-Cox2还可作为NF-κB的激活因子，在巨噬细胞晚期炎症基因的转录调控中起作用。

我们熟知的树突状细胞作为抗原提呈细胞，是连接固有免疫和适应性免疫之间的桥梁。Wang等[9]采用RNA测序技术筛选出一种lincRNA，将其命名为lnc-DC。Lnc-DC是一种特异性表达在树突状细胞中的lncRNA，在小鼠和人单核细胞分化成树突状细胞中起重要作用。当抑制lnc-DC的表达时，与树突状细胞功能相关的基因表达下降，树突状细胞的抗原提呈功能降低，控制树突状细胞对抗原的摄取，从而影响T细胞的增殖及其细胞因子的产生。

lncRNA与适应性免疫应答

T淋巴细胞和B淋巴细胞是调控适应性免疫应答的主要免疫细胞。CD4+T细胞通过分化成不同亚型的效应细胞如Th1、Th2、Th17和调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)从而启动机体适应性免疫应答过程。研究发现在Th1和Th2细胞中发现有许多lncRNA的特异性表达[10]。T细胞中非编码转录本(non-coding transcript in T cells，NTT)及活化T细胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFAT)抑制子(noncoding repressor of NFAT，NRON)是最早发现于T淋巴细胞的lncRNA[11- 12]。NTT主要表达于活化的 CD4+T细胞，推测其功能可能与γ干扰素(interferon γ，IFN-γ)受体基因的表达相关，NRON可能在活化的T细胞中调控白细胞介素2(interleukin 2,IL- 2)的表达。Tmevpg1(又名NeST)[12]是在抵抗Theiler病毒过程中发现并确认的一种lncRNA分子，在适应性免疫应答中，Tmevpg1能特异性表达于Th1细胞中，通过STAT4与T-bet转录基因的共转录活化，从而促进编码IFN-γ基因的表达。LincRNA-Ccr2- 5’AS[13]是一种能够特异性表达于Th2细胞中的lncRNA分子，它在T细胞的分化中以高度的动态细胞特异性模式发挥调节作用，能与GATA3共同作用调控Th2细胞中免疫基因的表达，从而进一步调控Th2细胞的增殖。

Petri等[14]在研究中指出lncRNA参与人类B淋巴细胞的分化及发育，lncRNA可能通过结合B淋巴细胞的特异性转录因子配对盒基因5(paired box gene 5,PAX5)来调控B细胞的分化。

lncRNA与风湿性疾病的关系

大量研究表明，lncRNA的突变或异常表达可能在一系列疾病中起重要作用，肿瘤细胞中有关lncRNA的研究最为常见。在人类基因组研究中证实，lncRNA在肿瘤的形成过程中发挥重要作用[15]。同样，国内外大量学者也在针对lncRNA分子参与免疫相关疾病的发病机制及靶向治疗的研究中进行了探索。

LncRNA和类风湿关节炎

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种以关节滑膜炎症为特征的自身免疫性疾病，已证实炎性细胞因子，包括肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、IL- 1β、IL- 6等在RA的发病中起重要作用。Müller等[16]利用芯片测序技术检测RA患者外周血中CD14+单核细胞中lncRNA的表达变化，在不同治疗组中的患者样本中，既往研究已证实细胞因子IL- 6与TNF-α均在固有免疫应答中调节细胞的lncRNA转录。在抗IL- 6R(托珠单抗)和抗TNF-α(阿达木单抗)治疗前后，共有7 419个lncRNA分子在外周血CD14+单核细胞中表达，其中有85个lncRNA分子的表达发生明显变化，表明在RA的分子水平病变过程中，lncRNA发挥特异性调节的作用；同时分析发现差异表达的lncRNA在两种治疗中无重叠，这也进一步说明了在RA发病中lncRNA转录调节的高度特异性。Song等[17]通过芯片筛选发现lncRNA分子Hotair的过表达可以吸引已活化的巨噬细胞迁移；同时发现在RA的滑膜细胞及破骨细胞中Hotair表达受抑制，从而使基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)- 2和MMP- 3的活化，由此推断其可能成为RA的诊断标志物及治疗靶点。另一个与RA相关的lncRNA为H19[18]，据研究报道，H19在RA滑膜组织中的表达水平明显高于正常人群、关节创伤者、骨关节炎及反应性关节炎患者的滑膜组织；微阵列分析发现，相比正常人骨髓细胞，H19在RA骨髓细胞中高表达，而在血清中两者并无显著差异。夏燕等[19]应用Agilent human lncRNA+mRNA芯片技术检测RA患者及正常人群中外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell，PBMC)中lncRNA表达谱的差异，检测结果发现在RA患者中共有1 615条lncRNA差异性表达；进一步经顺式(Cis-)和反式(Trans-)靶基因基因本体论(GO)预测发现NONHSAG027875、FR378506、NONHSAT031501这3种lncRNA可能参与了RA的发生；这3条lncRNA在扩大样本中得到了较好的验证，定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术与芯片结果基本一致。

lncRNA和系统性红斑狼疮

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种既涉及先天性免疫系统又涉及获得性免疫系统的复杂自身免疫性疾病[20]，该疾病的主要特征是产生抗双链DNA(double stranded DNA,dsDNA)和抗其他自身核抗原的抗体。目前其确切的发病机制尚不清楚，但近年越来越多的研究认为表观遗传学在该病的发生发展中起重要作用[21]。最初在一项以小鼠为模型的研究中显示，lncRNA GAS5与SLE的易感性相关[22]，GAS5可能是SLE相关染色体1q25的主要候选位点，研究认为GAS5启动子区Sp1蛋白结合位点的缺失导致GAS5的表达下调，从而抑制细胞凋亡，自身抗原暴露，致使自身抗体产生。研究认为与其他种类RNA相比，lncRNA在SLE中很少改变，因此当出现位置明显改变的lncRNA被认为参与SLE的发病，该研究发现HIVEP2和一个长约800～1 000个碱基的lncRNA的转录起始点上游在SLE中显著上调；有趣的是，在SLE单核细胞中位于染色体6q25.3的lncRNA普遍失调。研究发现，SLE中有确切的lncRNA表达变化，SLE患者中linc0949和linc0597的表达显著低于RA患者及健康对照组，研究还进一步发现linc0949与SLEDAI- 2K评分、补体成分(C3)水平及器官损伤程度相关；此外linc0949在狼疮肾炎患者中表达下调，因此可认为这一lncRNA可能成为SLE的生物标志物[23]。

lncRNA和干燥综合征

干燥综合征(Sjögren’s syndrome，SS)是以累及唾液腺、泪腺等全身外分泌腺为主的自身免疫性疾病[24]，其发病机制可能与免疫耐受缺损，T、B淋巴细胞功能障碍，特异性细胞因子减少等有关。一项对小唾液腺(minor salivary gland，MSG)RNA样品的研究中发现该腺体主要产生的是柯萨奇病毒B4(CVB4)P2A基因的碱基94片段[25]，这可能说明该片段在原发性SS的诱导和维持中发挥作用。另有研究纳入30例SS患者及16名健康志愿者，收集其唇腺活检标本，使用微阵列实验分析发现，与正常对照组相比，SS患者的唇腺组织中有1 243个lncRNA显著差异性表达，上调的有890个，下调的有353个，其中深入探究发现ENST00000455309.1这一lncRNA与SS的疾病活动状态显著相关，它与红细胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate，ESR)、类风湿因子(rheumatoid factor，RF)、免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)A表达水平强相关[26]。另一项研究发现，在SS患者PBMC中IFN应答基因过表达，经过IFN-α处理后，人肝细胞中lncRNA-CMPK2表达上调[27]。

lncRNA和原发性胆汁性肝硬化

原发性胆汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis，PBC)是一种免疫系统对自身肝脏进行攻击而引起的慢性胆汁淤积性肝脏自身免疫性疾病[28]。伴随外周血清中出现高滴度抗线粒体抗体(anti-mitochondrial antibody，AMA)、胆汁淤积相关的生化指标升高，并有外周血淋巴细胞亚群和多种细胞因子的变化，而对于早期肝脏生化指标正常但AMA阳性的患者或AMA阴性但胆管酶增高的患者，则必须通过肝穿刺才能明确诊断，因较大创伤性、风险及花费常使诊断受到很大限制。因而目前仅血清中特异性自身抗体已经无法满足临床需求，积极寻找与疾病诊断和预后相关的新的疾病标志物，将有助于临床诊断和治疗水平。张蕾等[29]验证了其前期工作中发现PBC中表达升高的lncRNA AK053349，研究纳入42例PBC患者及40例年龄、性别匹配的健康对照者，研究发现PBC患者PBMC中lncRNA AK053349的相对表达量较健康对照组升高约4.3倍，差异有统计学意义；同时研究还发现lncRNA AK053349的表达和PBC患者的组织学分期Mayo危险评分呈正相关，进一步验证了lncRNA AK053349参与PBC发病机制的结论，对深入研究PBC发病的分子机制及提供新的治疗方案具有十分重要的价值。

lncRNA与皮肌炎/多肌炎

特发性炎性肌病[30]是一类主要累及骨骼肌组织的自身免疫性疾病，多发性肌炎(polymyositis，PM)和皮肌炎(dermatomyositis，DM)是最常见的两个疾病亚型。此类疾病突出表现为肌无力与肌肉耐力降低、血清肌酸激酶升高、产生自身抗体、肌肉组织中发生炎性细胞浸润，还会累及肺脏、心脏、肾脏、皮肤等多个脏器。Satoh等[31]确定了一种与DM/PM相关的lncRNA：7SLRNA，其全称为信号识别颗粒7SLRNA，研究评估了目前在DM/PM患者中的抗7SLRNA抗体，它是由7SLRNA和6种蛋白质成分组成，同时还分析了抗7SLRNA抗体在临床表现和血清学水平之间的关联，由此认为7SLRNA抗体是DM/PM的新型血清学标志物。

lncRNA与其他风湿性疾病

强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)是[32]一种以累及脊柱和骶髂关节为特征的慢性炎性疾病，炎症累及滑膜关节和软骨关节以及肌腱、韧带附着于骨的部位，常引起纤维和骨性强直。在一项研究中比较了AS间充质干细胞(ankylosing spondylitis mesenchyma stem cell,ASMSC)与正常人MSC中的lncRNA表达差异，共发现有520个 lncRNA在成骨分化中差异性表达，使用生物信息学分析显示有64条信号通路有显著差异，其中包括转化生长因子β信号通路，研究发现lnc-ZNF354A- 1、lnc-LIN54- 1、lnc-FRG2C- 3和lnc-USP50- 2这4个差异性表达的lncRNA与ASMSC的异常成骨分化有关，该结果为探讨AS病理性成骨的发病机制提供依据[33]。

系统性硬化症[34]是一类病因不明的自身免疫性疾病，以广泛纤维化、血管病变以及针对多种细胞抗原的自身抗体为主要特点，全身多器官进行性纤维化是系统性硬化症高死亡率的主要原因，尽管迄今为止还没有关于系统性硬化症中lncRNA表达情况的研究，但在由尿路梗阻引起的肾纤维化模型中[35]，Smad- 3介导的纤维化显示了2种差异性表达的lncRNA，其中一个为np5318。此外在肺纤维化中[36]也被证实有lncRNA的差异性表达。

结　　语

近年来，越来越多的lncRNA得到鉴定，并成为病因学研究和分子生物学研究领域中的一个全新热点，同时lncRNA在免疫调节中的作用也逐步得到认知，T细胞和B细胞作为免疫应答中重要参与者受到多种lncRNA的调控。而目前对于lncRNA在风湿性疾病中的研究还相对较少，其作用机制错综复杂，lncRNA在风湿性疾病中影响信号通路的哪些环节，是否能成为疾病早期诊断的生物标志物，能否为开启新的治疗途径作出贡献，仍有待更为深入的探究。

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