目前研究已经发现长链非编码RNA(Long non－coding RNA，LncRNA)在肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病、精神障碍疾病等方面起重要作用，在缺血性脑卒中中，局灶性缺血使LncRNA表达谱发生明显改变，同时，各种因素所致的LncRNA的表达水平变化也可以通过影响脂代谢、平滑肌增殖、血管炎性作用、血管内皮细胞损伤等机制导致缺血性脑卒中的发生。对LncRNA在缺血性脑卒中疾病作用机制靶点的了解有助于缺血性脑卒中的诊断和治疗，最终为缺血性脑卒中的诊断和治疗提供新的策略。
LncRNA在缺血性脑卒中疾病中的研究进展
周 鑫1) 陈晓莉2) 刘惠惠1) 杨 谦2) 郭荷娜2)△
1)西安医学院，陕西 西安 710068 2)陕西省人民医院神经内二科，陕西 西安 710068
基金项目：陕西省重点研发计划项目，编号：2017SF－096
△通信作者：郭荷娜(1982—)，女，研究生，副主任医师。研究方向：脑血管病、脊髓病、各种眩晕、头痛、癫痫、脑炎、周围神经病等。Email：zihe821201@163.com
【摘要】 目前研究已经发现长链非编码RNA(Long non－coding RNA，LncRNA)在肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病、精神障碍疾病等方面起重要作用，在缺血性脑卒中中，局灶性缺血使LncRNA表达谱发生明显改变，同时，各种因素所致的LncRNA的表达水平变化也可以通过影响脂代谢、平滑肌增殖、血管炎性作用、血管内皮细胞损伤等机制导致缺血性脑卒中的发生。对LncRNA在缺血性脑卒中疾病作用机制靶点的了解有助于缺血性脑卒中的诊断和治疗，最终为缺血性脑卒中的诊断和治疗提供新的策略。
【关键词】 长链非编码RNA；缺血性脑卒中；局灶性脑缺血；作用靶点；脂代谢；平滑肌细胞；血管炎性作用；内皮细胞损伤
【中图分类号】 R743.31 【文献标识码】 A 【文章编号】 1673－5110(2018)02－0217－04 DOI：10.12083/SYSJ.2018.02.057
长链非编码RNA(Long non－coding RNA，LncRNA)是一类长度大于200 nt，缺乏显著开放阅读框(odenreading fhme，ORF)的RNA[1]。LncRNA在表观遗传、转录水平、转录后水平等方面对人体的生理病理发挥重要作用[2]。LncRNA种类多样，目前研究主要按参与功能、与已知功能DNA原件的相关性、与mRNA的相似之处、序列重复次数、生物化学通路或稳定性、测序或者结构保守程度、生理状态、亚细胞定位等不同角度对其进行分类[3]。
LncRNA的发现使人们朝着精准医学的目标一步步迈进。随着研究的推进，目前已经发现LncRNA在肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病、精神障碍疾病等方面起着重要作用[4－5]。卒中是以脑部缺血及出血性损伤症状为主要临床表现的疾病，临床上以缺血性脑卒中最为常见[6]，本文就LncRNA在缺血性脑卒中发生发展过程中作用机制最新研究进展综述如下。
1 局灶性脑缺血与LncRNA的关系
DHARAP等[7]研究评估了局灶性缺血对大鼠大脑皮质中8 314个LncRNA表达的影响，结果与对照组比较，在大脑中动脉闭塞再灌注后3～12 h，359个LncRNA表达上调(2倍)和84个LncRNA表达下调(0.5倍)。编码基因外显子有90%的序列同源性，脑卒中应答的启动子LncRNA基因及其同源蛋白编码基因具有高度重叠的转录因子结合位点，而且尽管有开放阅读框架的存在，当进行翻译时，LncRNA却没有形成任何物质。这是首次研究阐述了脑卒中后LncRNA表达谱发生明显改变。
2 LncRNA改变对缺血性脑卒中发生前的影响
当前国际广泛使用的TOAST病因分型将缺血性脑卒中分为动脉粥样硬化型、心源性栓塞型、小动脉闭塞型、其他明确病因型、不明原因型[8]。动脉粥样硬化是缺血性脑卒中最常见原因[9]，脂代谢异常、平滑肌细胞增殖、内皮细胞损伤、血管炎性作用等是动脉粥样硬化形成的主要发病机制[10－12]，分别或联合作用于动脉粥样硬化形成过程中，本文主要介绍LncRNA与上述主要致病机制的联系。
2.1 LncRNA与脂代谢异常
2.1.1 LSTR：胆固醇及甘油三酯血是小、致密低密度脂蛋白的主要成分，小、致密低密度脂蛋白较易穿透动脉内膜，进入富含脂质的动脉硬化斑块，导致动脉硬化作用更加明显。LI等[13]研究发现，小鼠体内存在一种LncRNA LSTR，其可竞争性结合一种DNA－RNA结合蛋白TDP－43，进而解除其对编码胆汁酸合成的重要酶的基因Cyp8b1的抑制，从而使胆汁酸的成分发生改变，同时，LSTR也可通过FXR途径调节ApoC2的表达，增加脂蛋白脂肪酶(LPL)的活性，最终提高血浆中甘油三酯清除率，降低血浆甘油三酯水平。
2.1.2 ApoA1－AS：血浆高密度脂蛋白被公认为血管保护蛋白，载脂蛋白A1(apolipoprotein A1，ApoA1)是构成血浆高密度脂蛋白的重要组成部分，在脂代谢过程中发挥重要作用。HALLEY等[14]发现，Lnc RNA ApoA1－AS，其为ApoA1的天然反义转录物，能负向调控ApoA1的表达，进而调控血浆高密度脂蛋白的浓度。
2.2 LncRNA与平滑肌细胞作用
2.2.1 Ang362：平滑肌细胞的迁移和增殖是动脉粥样硬化的成因之一，平滑肌成分越多，血管对粥样硬化性损伤的反应越活跃。LEUNG等[15]使用转录组学及表观基因组学的方法研究血管紧张素Ⅱ作用下血管平滑肌中LncRNA的变化及新的蛋白表达，结果发现，miRNA－221和miRNA－222可利用受血管紧张素Ⅱ调控的LncRNA 作为转录本，进而调节细胞增殖，使用siRNA敲除基因LncRNA Ang362 可抑制血管平滑肌细胞增殖。
2.2.2 SMILR：BALLANTYNE等[16]将目光聚焦于一个新的LncRNA，将之称为平滑肌细胞受刺激后引起的LncRNA高度复制(smooth muscle induced LncRNA enhances replication，SMILR)。在一定的刺激后，SMILR 在细胞核和细胞质中的表达增加，抑制AMILR，细胞增殖明显降低。同时也观察到在不稳定性动脉粥样硬化斑块及高血浆C反应蛋白人群中，SMILR表达增加，这些结果提示SMILR促进了血管平滑肌增殖，由此推测调控SMILR表达可能作为是一种新的降低血管病变的治疗策略。
2.3 LncRNA与血管炎性作用 Cox2 血管壁的慢性炎症反应，也是该病发展过程中的核心要素。CARPENTER等[17]为研究炎性作用在免疫应答过程中的转录情况，使用细菌脂肽pam3cSK4刺激骨髓来源的巨噬细胞，经过进行全转录组测序，结果发现62 个LncRNA表达增加，且在表达这些LncRNA的染色体区域中出现高表达的炎症反应基因；转录产物中，表达最高的是LncRNA－Cox2，在一定程度上提示LncRNA可能参与调控巨噬细胞在动脉粥样硬化形成中的过程。
2.4 LncRNA与内皮细胞损伤作用
2.4.1 s0NE：各种原因导致内皮细胞损伤后分泌生长因子，吸引单核细胞聚集，促进动脉粥样硬化斑块形成。FISH等[18]研究发现LncRNA s0NE可在正常氧和低氧条件下通过转录后水平调节内皮型一氧化氮合酶的表达，s0NE对内皮型一氧化氮合酶呈负性调节，血管内皮产生的内皮型一氧化氮合酶表达量的变化可导致内皮细胞功能不全。
2.4.2 TUG1：CHEN等[19]最新研究发现，在丹参素的作用下LncRNA TUG1表达水平降低，而miR－26a表达水平上调，而且TUG1可下调miR－26a的表达，TUG1的低表达对氧化低密度脂蛋白(ox－LDL)诱导内皮细胞凋亡起逆转作用，TUG1低表达和miR－26a高表达参与了丹参素内皮保护作用。
2.5 LncRNA的其他相关性机制作用
2.5.1 rncr3：SHAN等[20]研究发现，LncRNA rncr3在内皮细胞和血管平滑肌细胞表达。抑制rncr3表达加速动脉粥样硬化的发展，加重高胆固醇血症及炎性因子的释放，降低体内血管平滑肌细胞的增殖。同时也降低了内皮细胞和血管平滑肌细胞的扩散和迁移，并在体外加速内皮细胞和血管平滑肌细胞的凋亡[20]。该研究提示rncr3具有抗动脉粥样硬化作用，在用于治疗动脉粥样硬化相关的血管功能障碍疾病中，LncRNA rncr3的干预可能是一种很有前途的策略。
2.5.2 ANRIL：ZHANG等[21]研究发现，携带rs－10757278GG基因型的人卒中复发的风险和心血管病死率风险均增高，而rs10757278与LncRNA ANRIL的差异性表达有关，ANRIL可能作为动脉粥样硬化血栓形成的新的遗传标记。随后YING等[22]研究采用表达定量位点分析方法，确定了card8是一个受ANRIL调控的下游靶基因，CARD8的单核苷酸多态性rs2043211与缺血性卒中显著相关，ANRIL通过对CARD8调控的途径可能增加缺血性卒中的风险。
3 LncRNA在缺血性脑卒中损伤过程中的作用
目前所研究的缺血性脑卒中的损伤机制有神经细胞内钙超载、兴奋性毒性作用、炎症作用、神经细胞凋亡、氧化应激、血脑屏障破坏等[23－24]，LncRNA可通过各种分子生物学机制作用于缺血性脑卒中的损伤过程中。DHARAP等[25]研究发现，缺血后的大鼠大脑皮质的2 497个LncRNA中，有177个与SIN3A 或 coREST的结合显著增加，其中，26条富含 SIN3A的LncRNA 和11条富含CoREST的LncRNA 也在缺血后表达上调，大多数的富含CMPS的LncRNAs是起源基因。这一研究首次表明中风后CMPs相关的LncRNAs表达改变可能调节缺血后的表观遗传。
3.1 Fosdt MEHTA[26]一项权威研究表明成年大鼠短暂性大脑中动脉闭塞(MCAO)后可诱导fosdt和Fos基因的表达。Fosdt表达明显抑制后，缺血后运动障碍和梗死体积可得到明显改善。局灶性脑缺血也增加了fosd与染色质修饰蛋白(CMPS)Sin3A、CoREST的结合。在脑缺血中，FosDT表达抑制使其下游的被抑制基因 GRIA2，NFB2和GRIN1得以表达。此外，FosDT诱导相关的染色质修饰蛋白(CMPS)及由此产生的下游基因的调控可以改善缺血性脑损伤。因此，LncRNA fosdt可能作为减少卒中后的脑损伤目标的治疗靶点。
3.2 c2dat1 XU 等[27]研究发现，一种新型的脑缺血诱导的LncRNA c2dat1( Camk2d相关转录副本1)低表达，可降低CaMKII表达，从而阻碍由体外缺血导致的NF－κB信号通路的激活，继而影响神经元的存活。说明LncRNA c2dat1可能是一个潜在的缺血性脑损伤的治疗干预靶点。
3.3 RoR ZHANG等[28]研究显示，在应激诱导下hnRNP I可与p53结合导致p53的表达，LncRNA RoR可通过与hnRNP I竞争性结合负向调节p53的表达。PUYAL等[29]研究表明。p53在缺血性脑卒中兴奋毒性发生时表达量迅速上调，并通过增强BCL2家族促凋亡蛋白如PUMA、BAX的表达诱导caspase凋亡途径的发生或直接损伤线粒体膜的通透性，从而损伤脑缺血半暗带的细胞。实验表明，我们可能通过干预LncRNA RoR来保护缺血引起的脑细胞的损伤。
3.4 MEG3 MEG3作为一个长链非编码RNA(LncRNA)，在各种人类癌症中扮演重要角色。 近期Yan等研究发现成年小鼠在脑缺血后MEG3 的表达上调，脑缺血可使p53加入到MEG编码链中，MEG3可直接与p53的DNA结合域(DNA binding domain，DBD)组成的氨基酸271－282(p53—dbd271－282)，通过刺激p5介导转录从而介导缺血性神经元死亡[30]。后期研究可通过介入MEG3–p53的相互作用，为治疗缺血性脑损伤提供新的目标。
4 LncRNA在缺血性脑卒中预后中的价值
目前关于LncRNA对评价缺血性脑卒后预后的研究还非常有限，需后后期的研究对其进行深度探索。LncRNA在缺血性脑卒中中起着至关重要的作用，且有助于缺血性脑卒中的诊断和治疗，但目前该方面的研究仍较缺乏，今后仍需进一步探索LncRNA对缺血性脑卒中在各个层面的影响及详细机制，最终为缺血性脑卒中的诊断和治疗提供新的策略，使患者及高危人群最终从中获益。
5 参考文献
[1] CARNINCI P，KASUKAWA T，KATAYAMA S，et al.The transcriptional landscape of the mammalian genome[J].Science，2005，309(5 740)：1 559－1 563.
[2] CAO J.The functional role of long non－coding RNAs and epigenetics[J].Biol Proced Online，2014，16：11.
[3] ST LG，WAHLESTEDT C，KAPRANOV P.The Landscape of long noncoding RNA classification[J].Trends Genet，2015，31(5)：239－251.
[4] LEUNG A，NATARAJAN R.Noncoding RNAs in vascular disease[J].Curr Opin Cardiol，2014，29(3)：199－206.
[5] LI J，XUAN Z，LIU C.Long non－coding RNAs and comp－lex human diseases[J].Int J Mol Sci，2013，14(9)：18 790－18 808.
[6] HOMMEL M，AUID－OHO，DETANTE O，et al.How to Measure Recovery? Revisiting Concepts and Methods for Stroke Studies[J].Transl Stroke Res，2016，7(5)：388－394.
[7] DHARAP A，NAKKA V P，VEMUGANTI R.Effect of focal ischemia on long noncoding RNAs[J].Stroke，2012，43(10)：2 800－2 802.
[8] ADAMS H P J R，BENDIXEN B H，KAPPELLE L J，et al.Classification of subtype of acute ischemic stroke.Definitions for use in a multicenter clinical trial.TOAST.Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment[J].Stroke，1993，24(1)：35－41.
[9] KOO J.The Latest Information on Intracranial Atherosclerosis：Diagnosis and Treatment[J].Interv Neurol，2015，4(1－2)：48－50.
[10] YUAN Y，LI P，YE J.Lipid homeostasis and the forma－tion of macrophage－derived foam cells in atherosclero－sis[J].Protein Cell，2012，3(3)：173－181.
[11] HO－TIN－NOE B，MICHEL J B.Initiation of angiogenesis in atherosclerosis：smooth muscle cells as mediators of the angiogenic response to atheroma formation[J].Trends Cardiovasc Med，2011，21(7)：183－187.
[12] HUANG P H，CHEN J W，LIN S J.Effects of Cardiovascular Risk Factors on Endothelial Progenitor Cell[J].Acta Cardiol Sin，2014，30(5)：375－381.
[13] LI P，RUAN X，YANG L，et al.A liver－enriched long non－coding RNA，lncLSTR，regulates systemic lipid metabolism in mice[J].Cell Metab，2015，21(3)：455－467.
[14] HALLEY P，KADAKKUZHA B M，FAGHIHI M A，et al.Regula－tion of the apolipoprotein gene cluster by a long noncoding RNA[J].Cell Rep，2014，6(1)：222－230.
[15] LEUNG A，TRAC C，JIN W，et al.Novel long noncoding RNAs are regulated by angiotensin II in vascular smooth muscle cells[J].Circ Res，2013，113(3)：266－278.
[16] BALLANTYNE M D，PINEL K，DAKIN R，et al.Smooth Muscle Enriched Long Noncoding RNA (SMILR) Regulates Cell Proliferation[J].Circulation，2016，133(21)：2 050－2 065.
[17] CARPENTER S，AIELLO D，ATIANAND M K，et al.A long noncoding RNA mediates both activation and repression of immune response genes[J].Science，2013，341(6 147)：789－792.
[18] FISH J E，MATOUK C C，YEBOAH E，et al.Hypoxia－induci－ble expression of a natural cis－antisense transcript inhibits endothelial nitric－oxide synthase[J].J Biol Chem，2007，282(21)：1 5 652－15 666.
[19] CHEN C，CHENG G，YANG X，et al.Tanshinol suppresses endothelial cells apoptosis in mice with atherosclerosis via lncRNA TUG1 up－regulating the expression of miR－26a[J].Am J Transl Res，2016，8(7)：2 981－2 991.
[20] SHAN K，JIANG Q，WANG X Q，et al.Role of long non－coding RNA－RNCR3 in atherosclerosis－related vascular dysfunction[J].Cell Death Dis，2016，7(6)：e2 248.
[21] ZHANG W，CHEN Y，LIU P，et al.Variants on chromo－some 9p21.3 correlated with ANRIL expression contribute to stroke risk and recurrence in a large prospective stroke population[J].Stroke，2012，43(1)：14－21.
[22] BAI Y，NIE S，JIANG G，et al.Regulation of CARD8 expression by ANRIL and association of CARD8 single nucleotide polymorphism rs2043211 (p.C10X) with ischemic stroke[J].Stroke，2014，45(2)：383－388.
[23] DIRNAGL U，IADECOLA C，MOSKOWITZ M A.Pathobiology of ischaemic stroke：an integrated view[J].Trends Neurosci，1999，22(9)：391－397.
[24] WOODRUFF T M，THUNDYIL J，TANG S C，et al.Pathophysiology，treatment，and animal and cellular models of human ischemic stroke[J].Mol Neurodegener，2011，6(1)：11.
[25] DHARAP A，POKRZYWA C，VEMUGANTI R.Increased bind－ing of stroke－induced long non－coding RNAs to the transcriptional corepressors Sin3A and coREST[J].ASN Neuro，2013，5(4)：283－289.
[26] MEHTA S L，KIM T，VEMUGANTI R.Long Noncoding RNA FosDT Promotes Ischemic Brain Injury by Interacting with REST－Associated Chromatin－Modifying Proteins[J].J Neurosci，2015，35(50)：16 443－16 449.
[27] XU Q，DENG F，XING Z，et al.Long non－coding RNA C2dat1 regulates CaMKIIdelta expression to promote neuronal survival through the NF－kappaB signaling pathway following cerebral ischemia[J].Cell Death Dis，2016，7：e2 173.
[28] ZHANG A，ZHOU N，HUANG J，et al.The human long non－coding RNA－RoR is a p53 repressor in response to DNA damage[J].Cell Res，2013，23(3)：340－350.
[29] PUYAL J，GINET V，CLARKE P G.Multiple interacting cell death mechanisms in the mediation of excitotoxicity and ischemic brain damage：a challenge for neuroprotection[J].Prog Neurobiol，2013，105：24－48.
[30] YAN H，YUAN J，GAO L，et al.Long noncoding RNA MEG3 activation of p53 mediates ischemic neuronal death in stroke[J].Neuroscience，2016，337：191－199.
(收稿2017－01－09 修回2017－12－10)
本文编辑：王喜梅
本文引用信息：周鑫，陈晓莉，刘惠惠，杨谦，郭荷娜.LncRNA在缺血性脑卒中疾病中的研究进展[J].中国实用神经疾病杂志，2018，21(2)：217－220.
