长链非编码RNA通过ceRNA调控血管平滑肌细胞增殖的研究进展

Advances in the Regulation of Vascular Smooth Muscle Cell Proliferation by Long Non-Coding RNA through ceRNA

摘要: 长链非编码RNA (LncRNAs)是一类长度超过200个核苷酸的RNA分子，特点是不编码蛋白质，在动脉粥样硬化疾病发生发展中发挥重要作用。血管平滑肌异常增殖会导致血管病理性重塑，LncRNAs可通过多种机制调控血管平滑肌增殖。本文主要对LncRNAs通过ceRNA调控血管平滑肌细胞增殖的研究进展做一综述。

Abstract: Long non-coding RNAs (LncRNAs) are a class of RNA molecules more than 200 nucleotides in length, characteristically do not encode proteins, and play an important role in the development of athero-sclerotic disease. Abnormal proliferation of vascular smooth muscle leads to pathological vascular remodeling, and LncRNAs can regulate vascular smooth muscle proliferation through multiple mechanisms. In this paper, we review the progress of LncRNAs regulating vascular smooth muscle cell proliferation through ceRNAs.

1. 引言

研究证实LncRNAs在多种疾病的病理生理过程中发挥关键作用。动脉粥样硬化是心血管疾病的主要病因，严重危害人们的健康。本文旨在分析LncRNAs通过ceRNA调节血管平滑肌细胞增殖影响动脉粥样硬化的作用。

2. LncRNAs概述

非编码RNA (Non-coding RNAs, ncRNAs)约占整个基因组的97%，其余约3%是蛋白质编码基因，ncRNAs参与心血管疾病的多种细胞机制和调节过程 [1]。ncRNAs分为不同的类型，包括长链非编码RNAs (LncRNAs)、微小RNAs (miRNAs)、小干扰RNAs (SiRNA)等。LncRNAs是长度超过200个核苷酸且保守性和表达水平较低的RNA分子，不具有编码蛋白质的能力 [2]。LncRNAs、miRNA是动脉粥样硬化病理生理过程关键调节因子。LncRNAs是ncRNAs中最广泛的亚组，可通过与其他类型的RNAs相互作用，在转录、转录后以及表观遗传学水平发挥重要作用。其中竞争性抑制是其最主要的作用形式，主要表现为：LncRNAs通过与miRNA结合位点结合，充当miRNA的分子海绵，通过海绵吸附作用调控miRNA，抑制mRNA的翻译或促进mRNA的降解，进而调节生物内细胞活性 [3] [4] [5]。此种调控机制被称为竞争性内源RNA (ceRNA) [6]。

3. 血管平滑肌细胞增殖在动脉粥样硬化中的作用

动脉粥样硬化是一种以脂质堆积、纤维帽形成以及坏死核心形成为特征的炎症性疾病 [7]。纤维帽主要是由平滑肌细胞、细胞外基质以及胶原纤维构成。早期血管平滑肌细胞增殖包围坏死核心形成稳定的纤维帽，加速动脉粥样硬化的进展；晚期血管平滑肌细胞增殖使纤维帽增厚会降低斑块破裂的风险 [8] [9] [10]。所以，血管平滑肌细胞增殖在动脉粥样硬化发生发展中发挥重要作用。

4. ceRNA在血管平滑肌细胞增殖中的作用

动脉粥样硬化形成过程中，在各种炎性因子刺激作用下，血管平滑肌细胞增殖显著影响纤维斑块的形成和稳定性 [11]。在血管平滑肌细胞中，LncRNAs可通过ceRNA调控血管平滑肌细胞的增殖过程，影响动脉粥样硬化斑块的进展。

研究证实，LncRNAs在血管平滑肌细胞中表达不同，H19、LEF1-AS1、OIP5-AS1、SNHG12、TUG1等在动脉粥样硬化斑块中高表达 [12] [13] [14] [15] [16]；SCIRT、MEG3、MEG8、NEXN-AS1等低表达 [17] [18] [19] [20] ，这些LncRNAs通过不同的机制发挥促进或抑制血管平滑肌细胞增殖的作用。

4.1. LncRNAs促进血管平滑肌细胞增殖

4.1.1. LncRNA H19

LncRNA H19是H19基因的非编码转录物，H19基因位于染色体11p15的端粒区域附近，在主动脉瘤、心肌肥大和心血管疾病中具有调节作用 [21]。虽然 LncRNA H19在正常动脉中很难检测到，但在动脉粥样硬化患者血清和大鼠模拟的动脉粥样硬化斑块中高表达。研究发现LncRNA H19通过海绵吸附miR-148b增强WNT1的表达，进而激活WNT/β-catenin信号通路促进血管平滑肌细胞的增殖 [12]。

4.1.2. LncRNA LEF1-AS1

Zhang等人发现动脉粥样硬化患者斑块组织中LncRNA LEF1-AS1高表达，其靶基因miR-544a、PTEN低表达。10号染色体同源缺失性磷酸酶-张力蛋白(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10, PTEN)不仅参与调控平滑肌细胞的增殖和迁移，还参与对抗与血管疾病相关的许多病理途径 [19] [22]。进一步研究发现，LncRNA LEF1-AS1与miR-154a表达趋势相反是由于ceRNA的调节，LncRNALEF1-AS1可通过miR-544a/PTEN轴调节平滑肌细胞增殖和迁移 [23]。

4.1.3. LncRNA OIP5-AS1

LncRNA OIP5-AS1在动脉粥样硬化患者斑块组织中和ox-LDL处理的血管平滑肌细胞中高表达，其靶基因miR-141-3p低表达。过表达LncRNA OIP5-AS1会促进血管平滑肌细胞的增殖和迁移，过表达miR-141-3p作用相反。miR-141-3p与HMGB1存在相互结合位点。HMGB1 (High mobility group box protein 1)被证实是参与动脉粥样硬化发展的关键因子，在多种细胞中表达，参与调控血管平滑肌细胞增殖、迁移和凋亡 [24]。体外实验研究显示LncRNA OIP5-AS1可以作为ceRNA下调miR-141-3p表达来增加HMGB1的表达。LncRNA OIP5-AS1通过调节miR-141-3p/HMGB1轴调节血管平滑肌细胞的增殖和迁移 [14]。

4.1.4. LncRNA SNHG12

LncRNA SNHG12在ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞中高表达，miR766-5p低表达。沉默lncRNA SNHG12抑制平滑肌细胞的增殖和迁移。通过荧光素酶基因检测报告显示，LncRNA SNHG12直接靶向结合miR766-5p，EIF5A是miR-766-5p的靶基因。过表达EIF5A促进平滑肌细胞的增殖、迁移。EIF5A是真核细胞中的一种小分子蛋白质，在细胞增殖过程中发挥重要作用 [25]。LncRNA SNHG12通过充当miR-766-5p分子海绵，下调miR-766-5p表达，增强EIF5A基因表达进而影响血管平滑肌细胞的增殖。结果表明LncRNA SNHG12可通过调控miR-766-5p/EIF5A轴进而调控平滑肌细胞的增殖和迁移 [15]。

4.1.5. LncRNA TUG1

LncRNA TUG1 (LncRNA Taurine upregulated gene 1)是长约7.1 kb的LncRNA，参与多种癌症的发生 [26]。LncRNA TUG1在动脉粥样硬化患者血清和ApoE-/-小鼠斑块组织中高表达，靶基因miR-21高表达。Zheng等人研究发现LncRNATUG1可能是通过miR-21/PTEN轴调节平滑肌细胞的增殖和迁移 [27]。

4.2. LncRNAs抑制血管平滑肌细胞增殖

4.2.1. LncRNA SCIRT

LncRNA SCIRT参与调控癌症细胞的生长和分化，加速肿瘤进展。LncRNA SCIRT在动脉粥样硬化患者血浆中低表达，靶基因miR-146a高表达。在平滑肌细胞中过表达LncRNA SCIRT和miR-146a，结果表明，LncRNA SCIRT抑制血管平滑肌细胞的增殖，miR-146a的作用则相反。进一步验证发现LncRNA SCIRT可以抑制miR-146a在细胞增殖中的作用 [17]。因此，LncRNA SCIRT可以作为通过调节细胞增殖来治疗动脉粥样硬化的潜在靶点。

4.2.2. LncRNA-MEG3

LncRNA-MEG3、Smad1在动脉粥样硬化患者斑块组织中的低表达，靶基因miR-26a表达相反。生物信息学分析显示动脉粥样硬化斑块中的lncRNA-MEG3水平与miR-26a水平呈负相关关系，但与Smad1呈正相关关系。既往研究表明，miR-26a通过调控Smad1的表达进而调节平滑肌细胞功能 [28]。Yang Bai等人在平滑肌细胞中过表达LncRNA-MEG3，发现miR-26a的表达下降，Smad1 mRNA和蛋白水平上调。过表达lncRNA-MEG3抑制平滑肌细胞的增殖，促进其凋亡 [18]。因此推断，LncRNA-MEG3作为miR-26a的ceRNA进而增强Smad1的表达，LncRNA-MEG3可能通过调节miR-26a /Smad1轴调控平滑肌细胞的增殖和凋亡。

4.2.3. LncRNA MEG8

LncRNA MEG8在ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞中低表达，靶基因miR-181a-5p高表达。过表达LncRNA MEG8显著抑制了平滑肌细胞的增殖和迁移。PPARa是过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)家族的成员，被激活后会使细胞周期从G1期抑制到S期，进而抑制细胞的增殖和迁移。Boya Zhang等人研究发现LncRNA MEG8可作为miR-181a-5p的海绵靶向调控PPARa基因的表达，LncRNA MEG8可以通过miR-181a-5p/PPARa轴调节血管平滑肌细胞增殖和迁移 [19]。

4.2.4. LncRNA NEXN-AS1

LncRNA NEXN-AS1在ox-LDL诱导的血管平滑肌细胞中低表达，靶基因miR-33a/b则相反。miR-33a/b促进平滑肌细胞的增殖和迁移。同时将过表达LncRNA NEXN-AS1和miR-33a/b共转染，结果显示共转染后逆转了LncRNA NEXN-AS1对平滑肌细胞的抑制作用。因此，LncRNA NEXN-AS1通过调控miR-33a/b的表达进而调控平滑肌细胞的增殖和迁移 [20]。

5. 小结与展望

本篇综述中主要总结了LncRNAs通过ceRNA调控机制参与血管平滑肌细胞的增殖。血管平滑肌细胞异常增殖是动脉粥样硬化发病机制的重要组成部分。血管平滑肌细胞异常增殖在动脉粥样硬化不同时期作用不同，早期血管平滑肌细胞增殖是斑块形成的主要原因；晚期血管平滑肌细胞异常增殖会增加斑块稳定性，使斑块不易破裂。因此针对疾病不同时期，采取不同的策略调控非常重要。LncRNAs种类繁多，越来越多的研究发现LncRNAs通过调控血管平滑肌细胞增殖进而影响动脉粥样硬化斑块的进展。动脉粥样硬化相关的LncRNAs与许多miRNA相互作用，例如miR-148b、miR-544a、miR-141-3p、miR-766-5p、miR-21、miR-146a、miR-26a、miR-181a-5p、miR-33a/b，表明在动脉粥样硬化斑块进展过程中不同LncRNAs之间存在复杂的相互作用，需要我们进行全面的研究来探索这些LncRNAs之间的相互作用。越来越多的LncRNAs通过与miRNA结合发挥海绵作用进而影响血管平滑肌细胞增殖。因此，LncRNAs可以作为动脉粥样硬化诊断过程的标志物或治疗靶点。

NOTES

^*通讯作者。