汪羚利，李昭屏，于海奕，高炜（北京大学第三医院　心内科　血管医学研究所　卫生部心血管分子生物学与调节肽重点实验室　分子心血管学教育部重点实验室　心血管受体研究北京市重点实验室，北京　100191）

【摘要】 长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）在基因转录、转录后调控、染色体修饰、表观遗传学改变等多个环节方面发挥调控作用，成为包括心血管疾病、肿瘤等疾病的研究热点。lncRNA在冠心病发生、发展过程中的相关机制研究日益丰富，本文对近年来的发现进行总结，为后续深入探索冠心病发病机制和冠心病新的治疗靶点带来启发。

引用本文：汪羚利, 李昭屏, 于海奕, 高炜. 长链非编码RNA在冠心病发生发展中的作用机制[J]. 中国医学前沿杂志（电子版）, 2021, 13(6): 122-127.

PDF全文*载下**链接：http://www.yixueqianyan.cn/CN/abstract/abstract3664.shtml

冠心病是严重危害人类健康的心血管疾病，具有高发病率和高死亡率[1,2]。冠心病分为稳定性冠心病和急性冠脉综合征两种类型。长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一类拥有200个或更多核苷酸的转录本，不直接参与基因编码和蛋白质合成。随着后基因组时代的到来，越来越多的研究揭示了lncRNA在基因转录、转录后调控、染色体修饰、表观遗传学改变等方面发挥的生物学功能[3]，且其调节作用可能参与冠心病发生、发展的各个病理生理过程。

1 长链非编码RNA的概述

全基因组关联分析证实仅不足3%的基因序列产生的转录本为编码序列，而大部分转录本没有编码蛋白质的功能，即非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）[4]。转录组测序技术的发展极大地推动了ncRNA的研究，越多越多的研究揭示其在多种疾病的发生与发展中均有调节作用，主要涉及肿瘤、神经退行性病变、自身免疫性疾病、心血管疾病等。

lncRNA通过RNA聚合酶Ⅱ或聚合酶Ⅲ转录而来，多定位于细胞核或细胞质中，在转录或转录后水平调控基因的表达。lncRNA主要来源于以下5种途径 ：①编码蛋白的基因在转录过程中断 ；②染色体重排后，2个未转录且处于分离状态的序列合并；③非编码基因逆转录产生 ；④ncRNA重复后串联 ；⑤基因转录过程中插入一段转座因子产生功能性ncRNA[5]。

lncRNA根据其与编码蛋白基因的位置和遗传背景分为以下6种类型，①正向lncRNA ：与相同链的蛋白编码基因的1个或多个外显子相重叠 ；②反向lncRNA ：与相反链的蛋白编码基因的1个或多个外显子相重叠 ；③双向lncRNA ：与启动子距离＜1 kb，转录起始位点与相反链上蛋白编码基因的转录起始位点接近，但转录方向相反 ；④内含子相关lncRNA ：在1个编码基因的内含子区且不与同链上的任何外显子相交 ；⑤基因间lncRNA ：位于基因间区的lncRNA ；⑥增强子相关lncRNA ：从蛋白编码基因的增强子区域转录[6]。随着对lncRNA研究的深入，揭示的lncRNA分子生物学功能也越来越纷繁复杂，主要调节机制包括以下4种，①信号lncRNA ：在特定时间和部位表达以处理各种刺激信号的lncRNA ；②诱饵lncRNA ：与转录因子、染色质修饰因子或其他调控因子结合，通过将其与特定的靶位点隔离，间接抑制转录 ；③向导lncRNA ：将核糖核蛋白复合物引导至邻近基因或远隔基因 ；④骨架lncRNA ：具有不同的结构域，与不同的效应分子结合，发挥转录激活或抑制作用[7]。

2 长链非编码RNA在冠心病发生机制中的作用

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是冠心病的基本病理机制，血管内皮细胞（vascular endothe lial cell，VEC）、血管平滑肌细胞（vascular smoothmuscle cell，VSMC）和单核细胞是AS进展的主要参与者，近年来有大量研究分析了lncRNA在AS的形成、发展和斑块稳定性方面的作用[8]。

2.1 lncRNA与VEC功能障碍

VEC的激活与损伤是AS的早期变化。在高脂血症、高血压等病理条件下，VEC被激活后通透性增加，脂蛋白等氧化产物穿过VEC侵入中膜。VEC相关研究中描述的第1个lncRNA是sONE，它与NOS3/内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）位点重叠，调节eNOS的表达。通常情况下sONE在VEC中转录非常不稳定，在缺氧条件下，sONE通过转录后调节机制参与VEC中eNOS mRNA水平下调[9]。

此后，陆续有更多关于VEC与lncRNA的研究报道。VEC完整性、通透性的相关研究包括 ：lncRNASENCR在VEC中与细胞骨架相关蛋白4结合，以稳定VEC间的黏着连接，通过敲除SENCR基因后可导致VEC间的黏着连接被破坏，血管内膜完整性受损，VEC通透性升高[10]。VEC相关氧化应激和炎性反应的研究包括：lncRNA H19通过与miR-let-7相互作用参与氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）介导的VEC损伤[11]。ANRIL是定位于人类染色体9p21的lncRNA，研究发现它与包括冠心病、糖尿病和肿瘤在内的多种疾病相关[12]。Zhou等[13]的研究表明炎性因子可诱导ANRIL的表达，同时调控核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信号通路的下游基因表达，ANRIL是连接炎性因子与NF-κB信号通路的调节lncRNA。但也有研究报道了lncRNA对炎症的抑制作用，lncRNA NEXN-AS1过表达可抑制Toll样受体4和NF-κB的活性，减少黏附分子和炎性因子表达，从而减慢AS进程[14]。此外，Wang等[15]研究发现ox-LDL作用于内皮细胞后miR-9-3p表达量下降，而LINC00968可通过调节miR-9-3p的表达来促进VEC的增殖和迁移。

2.2 lncRNA与单核细胞的侵入和活化

病理条件下，VEC被激活后通透性发生改变，外周血中的单核细胞、脂质等物质穿过VEC进入中膜，单核细胞发展为成熟巨噬细胞，并吞噬ox-LDL发展成为泡沫细胞，lncRNA也是巨噬细胞激活的重要调控因子。对脂多糖处理后的单核细胞进行测序发现多种差异表达的lncRNA，敲除相关基因可下调脂多糖介导的mRNA转录和炎性因子的释放过程，上述研究表明这些lncRNA可能与炎性因子共同作用参与激活巨噬细胞[16]。此外，LINC00305的过表达可促进巨噬细胞炎症相关基因的表达，增加了与巨噬细胞共同培养的平滑肌细胞表型转换，促进了AS的进程[17]。An等[18]通过诱导lncRNA SNHG16的过表达，发现SNHG16/miR-17-5p/NF-κB通路是促进细胞炎性反应的重要途径。

lincRNA-Cox2作为NF-κB途径的转录共激活因子，参与调节交配型转换/蔗糖不发酵复合体介导的巨噬细胞的染色质重塑过程[19]。还有研究发现lncRNA参与单核细胞相关的脂质代谢及单核细胞的增殖和凋亡过程。lncRNA DAPK-IT1和脂蛋白脂肪酶在泡沫细胞中表达上调，证明了DAPK-IT1通过调节miR-590-3p途径促进脂蛋白脂肪酶的表达[20]。载脂蛋白E基因敲除小鼠AS模型中，lincRNA-p21表达显著下调，进一步研究发现，lincRNA-p21可抑制小鼠单核巨噬细胞的增殖,诱导细胞的凋殖并诱导细胞的凋亡[21]。

2.3 lncRNA与VSMC活化及迁移

在AS进程中，血管中VSMC发生表型转换、迁移、增殖，进入血管内膜，参与AS斑块纤维帽和新生血管的生成。VSMC表型变化是指正常情况下为收缩表型的VSMC在某些病理状态下向合成表型转变，细胞的合成和分泌等功能同时增强。

增殖和迁移是VSMC的重要功能。有研究者在人冠状动脉VSMC中也发现了SENCR，敲除SENCR基因后肌钙蛋白表达下降，平滑肌收缩基因和促迁移基因表达上调[22]。还有研究发现敲除lncRNA CRNDE基因可显著抑制血小板衍生生长因子-BB（platelet derived growth factor-BB，PDGF-BB）刺激后的VSMC增殖和迁移[23]，而过表达lncRNA UCA1可以抑制VSMC的增殖[24]。此外，研究者进一步探究了lncRNA在影响VSMC的增殖和迁移过程中可能的机制。研究发现诱导VSMC中lncRNA SRA过表达后，SRA可通过激活丝裂原激活蛋白激酶/胞外信号调节激酶/cAMP反应元件结合蛋白（mitogen activaton protein kinase/extracellular signal-regulated kinase/cAMP response element binding protein，MAPK/ERK/CREB）通路，促进VSMC增殖[25]。体外实验表明，lncRNA ENST00113在VSMC中通过激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（phoinositide 3-kinase/protein kinase B/mamm alian target of rapamycin，PI3K/Akt/mTOR）信号通路促进细胞增殖和迁移[26]。lncRNA SMILR可通过直接调控有丝分裂进程从而促进VSMC增殖[27]。

关于VSMC体外实验还发现ANRIL的过表达阻断了细胞周期和p53-p21通路，提示lncRNA与细胞衰老相关[28]。另有研究表明，敲除H19基因可降低VSMC的凋亡率，而过表达研究则显示相反结果，可能的机制是H19与缺氧诱导因子1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）产生相互作用，同时影响p53的稳定性，此外H19还可诱导HIF-1α基因的转录[29]。lncRNA与微RNA（microRNA，miRNA）可构成相互调节的网络系统，有研究者通过诱导VSMC中lncRNA GAS5过表达，发现GAS5可作为miR-21的竞争性RNA抑制PDGF-BB诱导的VSMC增殖和迁移[30]。另外，Wang等[31]也发现lncRNA MEG3可作为miR-361-5p的竞争性RNA，调控VSMC中三磷酸腺苷结合盒转运蛋白A1的表达，进而参与VSMC的增殖和凋亡过程。VSMC还具有合成和分泌细胞外基质的作用。Zhang等[32]的研究证明诱导VSMC中lncRNA PVT1过表达可增加基质金属蛋白酶-2和基质金属蛋白酶-9的分泌，同时减少基质金属蛋白酶组织*制剂抑**-1分泌，并促进VSMC表型从收缩型向合成型转变，而PVT1基因敲低实验可减弱上述作用。

2.4 lncRNA与脂质代谢异常

脂质代谢异常是推进AS进程的一项重要因素，而lncRNA能影响血脂代谢过程。目前研究发现可降低血脂水平的lncRNA有以下几种 ：lncRNA LSTR与TDP-43形成分子复合物，调控胆汁酸合成途径中的关键酶Cyp8b1的表达，敲除lncRNA LSTR基因，可降低小鼠模型中的甘油三酯水平[33] ；胆固醇调节元件结合蛋白（sterol regulatory element binding protein，SREBP）是肝脂质稳态的主要调节因子，SREBP表达异常易导致脂质代谢紊乱，lncHR1作为SREBP-1c表达的负调控因子，过表达可抑制SREBP-1c和脂肪酸合成酶的表达，进而减少肝细胞内甘油三酯的堆积[34]。也有研究着眼于lncRNA与胆固醇的调节作用 ：例如ox-LDL增加了人巨噬细胞中lncRNA-DYNLRB2-2表达，DYNLRB2-2在巨噬细胞中过表达可上调G蛋白偶联受体119，从而降低胆固醇水平[35]；lnc-HC与不均一核糖核蛋白A2B1（heterogeneous nuclear ribonu cleoprotein A2/B1，hnRNPA2B1）物理结合，形成lnc HC-hnRNPA2B1复合物，降低了与胆固醇分泌有关的2个基因的表达，lnc-HC基因敲除可导致胆固醇分泌紊乱[36] ；此外，Shan等[37]的研究还发现，ox-LDL可增加lncRNA-RNCR3的表达，敲除RNCR3基因，可加速小鼠AS的进展，加重高胆固醇血症。还有研究发现lncRNA与高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）之间的调控关系，lncRNA ENST00000602558.1通过与p65结合，调节三磷酸腺苷结合盒转运蛋白G1表达，促进HDL-C介导的胆固醇外流，从而调节血脂水平[38]。

lncRNA同样可能对脂质代谢有不良影响。Molina等[39]研究发现在肝细胞中，与Y染色体相连的lnc KDM5D-4的过表达可导致与细胞内脂滴形成有关的脂滴包被蛋白2（perilipin 2，PLIN2）基因表达上调，PLIN2表达量的增加可能导致脂肪肝，并促进男性AS进程。

2.5 lncRNA与AS斑块的稳定性

AS斑块的不稳定性主要表现为薄纤维帽斑块破裂、血栓形成，这类斑块也被称为易损斑块，是多数心源性猝死和心肌梗死的主要原因。有学者通过研究冠状动脉血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）指标，入选冠状动脉内斑块不稳定患者（定义为斑块表面溃疡、血栓形成、斑块帽破裂或脂核＞ 1 mm2或脂核/板块厚度＞ 20%或纤维帽厚度＜ 0.7 mm），发现与斑块稳定患者相比，冠状动脉内斑块不稳定的患者血液中lncRNA SNHG7-003表达量明显下降。体外实验发现SNHG7-003过表达可显著抑制NF-κB通路的激活，并减弱脂多糖对单核细胞的激活作用，减少巨噬细胞相关炎性因子（肿瘤坏死因子-α、白介素-1β、单核细胞趋化蛋白-1和基质金属蛋白酶-9）的分泌[40]。另外，有研究发现lncRNA GAS5可与miR-221相互作用，促进炎性反应和基质金属蛋白酶表达，该作用可促进纤维帽降解，增加AS斑块的易损性[41]。

也有研究发现lncRNA与血栓形成具有相关性。lncRNA ANRIL通过与miR-99a和miR-449a相互作用，提高自噬相关因子的表达，而敲除ANRIL基因可降低大鼠血栓的发生率[42]。

3 长链非编码RNA在冠心病诊断和预后中的临床应用

lncRNA参与冠心病的发生、发展，可能为基因治疗提供新的靶点。现有研究表明lncRNA可作为诊断冠心病的生物标志物，对冠心病患者的预后也有预测作用。有研究者发现与健康志愿者相比，冠心病患者lncRNA Novlnc6表达量明显下降，同时该研究还将冠心病患者靠近冠状动脉病变周围的心肌和远离病变周围的心肌进行活检，也提示相同结果[43]。急性心肌梗死（myocardial infarction，AMI）作为冠心病的严重类型，为冠心病致残、致死的主要原因。研究发现AMI患者外周血lncRNA MHRT显著升高，该研究进一步通过动物实验验证MHRT的作用，采用过氧化氢处理体外培养的新生大鼠心肌细胞建立心肌损伤模型，证实过氧化氢处理后心肌细胞中MHRT表达上调，而敲除MHRT基因心肌细胞凋亡比例升高，表明MHRT可能具有保护心肌细胞的作用，MHRT的血浆浓度可以作为诊断AMI的生物标志物[44]。

有研究者利用表达谱芯片筛选出具有最大诊断价值的lncRNA NONHSAT112178（LncPPARδ），并在后续纳入211例冠心病患者和171例对照组患者作为训练集和测试集，同时利用Fisher准则建立诊断模型，并将性别、高血压、烟酒史等危险因素纳入诊断模型，获得的受试者操作特征曲线下面积为0.835，灵敏度为66.42%，特异度74.86%[45]。lncRNA不仅有诊断冠心病的价值，还可能作为冠心病（尤其是AMI）患者预后评价的指标。有研究发现与心功能正常的冠心病患者相比，合并心力衰竭的患者血浆lncRNA H19和LIPCAR水平更高，提示血浆H19和LIPCAR水平升高与冠心病风险的增加有关，且有预测冠心病患者是否发生心力衰竭的价值[46]。

4 总结与展望

冠心病仍是威胁我国居民健康的头号“杀手”，lncRNA在AS各个进程中均有独特的调节作用，根据相关的机制研究，有望为今后治疗冠心病提供新的靶点。已有研究表明，lncRNA在不同类型冠心病中均有不同程度的表达，这为 lncRNA在冠心病患者中的临床应用提供了依据。目前lncRNA在冠心病中的研究处于初始阶段，转化为临床应用可能是一个漫长的过程，但靶向lncRNA的治疗可能会在冠心病的精准治疗中具有应用前景。

参考文献（略）