长链非编码RNA在脑缺血再灌注损伤中的作用机制

摘要

长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸(nucleotide, nt)的调节性非编码RNA。相较于蛋白质编码基因，lncRNA通常保守性较低，具有较高的组织/细胞特异性表达模式。lncRNA起初被认为是基因组转录的“噪音”，不具有生物学功能。但近年来研究表明，lncRNA可以通过以下方式调节基因表达，维持细胞稳态和正常功能：在转录前为局部调控复合物提供支架，影响邻近基因的转录；在转录过程中与转录因子相互作用调控基因转录活性；在转录后作为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)竞争性结合微小RNA(microRNA, miRNA)间接影响信使RNA(messenger RNA, mRNA)稳定性及翻译效率。此外，研究表明lncRNA与脑缺血再灌注损伤(cerebral ischemia-reperfusion injury, CIRI)密切相关，参与CIRI进程中血脑屏障破坏、血管生成、细胞凋亡、炎症反应及氧化应激等病理环节。lncRNA在CIRI中的作用机制可归纳为：(1)维持血脑屏障完整性。研究表明，人脑微血管内皮细胞的长基因间非编码RNA-p21(long intergenic non-coding RNA-p21, lincRNA-p21)可通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路来抑制咬合蛋白(occludin)的自噬依赖性降解，并通过与miR-101-3p结合抑制VE-钙粘蛋白降解维持血脑屏障完整性，进而减轻CIRI；(2)促进血管生成。研究表明，lncRNA XIST在体内大脑中动脉阻塞/再灌注(middle cerebral artery occlusion/reperfusion, MCAO/R)的小鼠和体外氧糖剥夺/复氧(oxygen sugar deprivation/reoxygenation, OGD/R)的小鼠脑微血管内皮细胞中表达增加，并通过靶向miR-92a调节促血管生成因子-整合素α5(integrin α5subunit, Itgα5)和抗炎因子-Kruppel样转录因子4(kruppel-like factor 4, KLF4)的表达诱导血管生成并减轻CIRI后的脑血管损伤；(3)抑制细胞凋亡。有文献报道，miR-494-3p是CIRI中lncRNA小核仁RNA宿主基因8(small nucleolar RNA host gene 12, SNHG8)的直接靶因，过表达lncRNA SNHG8抑制miR-494-3p的表达，进而抑制细胞凋亡，改善CIRI；(4)抑制炎症反应。研究发现，在MCAO/R的小鼠和OGD/R的神经元中，lncRNA NKILA表达上调，并阻断NF-кB，下调促炎因子肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)和白细胞介素-6(interleukin-6, IL-6)水平来减轻神经炎症反应；(5)缓解氧化应激。在体外OGD/R的人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y细胞中，lncRNA NORAD通过海绵化miR-30a-5p上调14-3-3蛋白γ(YWHAG)表达，并且使得活性氧(reactive oxygen species, ROS)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)和丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平降低，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平升高，进而减轻氧化应激。这些研究不仅揭示了lncRNA在CIRI中的多重作用机制，也为开发靶向lncRNA的治疗策略（包括小干扰RNA、腺相关病毒载体疗法等）提供了理论依据和潜在临床转化价值。

关键词

长链非编码RNA / 脑缺血再灌注损伤 / 作用机制