子痫前期中长链非编码RNA相关研究新进展

许晓红，关红琼

子痫前期（pre-eclampsia，PE）是一种妊娠特异性疾病，指妊娠20周后出现收缩压≥140 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒张压≥90 mmHg，伴或不伴蛋白尿及各系统出现功能紊乱，是孕产妇和胎儿发病率和死亡率上升的主要原因，患病率约为6%～8%[1]。尽管目前对PE的病因进行了广泛的研究，但其发病机制仍未明确，涉及遗传学、免疫学和内分泌学等领域，终止妊娠仍然是治疗PE的唯一有效方法[2]。研究显示，胚胎着床时，滋养细胞黏附在母体子宫内膜上，然后侵入母体子宫内膜，导致母体螺旋动脉蜕膜化和重塑，最终形成胎盘[3]。目前，在人类胎盘发育过程中发现了2种主要的滋养细胞谱系——绒毛滋养层细胞和绒毛外滋养层细胞，绒毛外滋养层细胞的侵袭是胚胎着床和胎盘形成的重要过程。绒毛外滋养层细胞侵袭不充分和子宫螺旋动脉重塑受损是PE发生的主要因素，因此，对滋养层细胞生物学行为调控因子的研究有助于学者们了解PE的发病机制以及寻找防治PE的方法。很多研究表明，长链非编码 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）可能通过影响滋养层细胞的功能参与PE的发生、发展。现就lncRNA调控PE中滋养细胞的功能和机制的最新研究进展进行综述。

1 lncRNA的概述

随着转录组测序、全基因组测序以及基因组芯片技术的发展，研究人员发现人类基因组包含的不仅是蛋白质编码基因，只有1%～2%的基因组转录成蛋白质，超过70%以上的基因组在生命活动中转录形成非编码RNA，这意味着非编码RNA在复杂的生物体中发挥重要的调控作用[4]。非编码RNA被分为几个亚型，如管家RNA、短链非编码RNA（sncRNA）和lncRNA。管家RNA包括核糖体RNA（rRNA）、转移 RNA（tRNA）、小核 RNA（snRNA）和小核仁RNA（snoRNA）。sncRNA的长度小于200个核苷酸，包括微小 RNA（microRNA，miRNA）、小干扰RNAs（siRNA）、环状 RNA、剪接位点 RNA、启动子相关的短 RNA和 3′端非翻译区衍生的 RNA[5]。LncRNA是指长度超过200个核苷酸，并且缺乏蛋白质编码能力的RNA。LncRNA是由RNA聚合酶Ⅱ催化的多聚腺苷酸，大多数lncRNA位于细胞质中，但也有一些同时存在于细胞质和细胞核中[6]。LncRNA根据其在基因组的位置，可分为5大类：①正义lncRNA或②反义lncRNA，指分别在相同或相反的链上重叠另一个转录物的一个或多个外显子；③双向lncRNA，指序列位于邻近编码转录物的相反链上时，其转录起始距离小于1 000个碱基对；④内含子lncRNA，指完全来自于第2个转录物的内含子；⑤基因间lncRNA，指位于2个基因之间的基因组间隔内。根据其功能，lncRNA可分为4大类：①信号分子；②诱饵分子；③引导分子；④骨架分子[7-9]。生物学中基因调控的传统观点是通过DNA→mRNA→蛋白质的中心法则来围绕蛋白质编码基因[5]，然而，lncRNA通过多种机制发挥调控功能，包括lncRNA-miRNA相互作用、lncRNA-mRNA相互作用、lncRNA-蛋白质相互作用[10]。LncRNA广泛参与生物体的各种生理过程，具有丰富的生物学功能，可以在转录、转录后和表观遗传水平上调控靶基因的表达。LncRNA还可以影响疾病的发展，因此甚至可用于诊断和治疗疾病[11]。虽然发现的lncRNA数量不断增多，但大多数的生物学意义和功能仍不清楚。目前对lncRNA在胎盘发育中的作用还知之甚少，主要从胎盘病理学的研究中推测。鉴于滋养层细胞和癌细胞在胎盘形成过程中的相似特征，学者们进行了广泛的体外研究，以阐明这些lncRNA在滋养层细胞生理过程中的作用。

2 lncRNA与PE

越来越多的研究表明，lncRNA参与了PE的发生、发展，例如lncRNA可通过改变滋养层细胞的生物学功能（包括细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡）、免疫调节、表观遗传调控、蜕膜化和能量代谢来影响PE的发生和发展[2]。现主要讨论在PE中lncRNA表达升高或下降对滋养层细胞的增殖、迁移、侵袭和凋亡发病机制中的作用。

2.1 PE中相关lncRNA表达升高 研究显示，lncRNA在PE胎盘和血清组织中表达升高可以通过作为miRNA海绵间接下调靶基因及信号通路来影响滋养层细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡，见表1。近年来，lncRNA-miRNA相互作用引起了学者们的广泛关注。在这一机制中，lncRNAs作为特异性miRNA的竞争内源性RNA（ceRNA），发挥miRNA海绵吸附作用，抑制miRNA的调控功能，从而调节miRNA靶向基因的表达[12]。LncRNA Gas5在PE胎盘中表达上调，Gas5与miR-21具有分子海绵的作用，通过抑制磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信号通路及其下游蛋白基质金属蛋白酶9（MMP-9）和TP53的活性，从而抑制滋养细胞的增殖、迁移和侵袭来参与PE的发生、发展[13]。Liu等[14]报道，lncRNA DLX6-AS1在PE胎盘组织中表达水平较高，DLX6-AS1通过作为miR-149-5p的海绵调控滋养细胞增殖、侵袭和血管生成，并通过调节ERp44的表达来影响PE的发生。另有Tan等[15]研究表明，lncRNA DLX6-AS1还可通过miR-376c/GADD45A轴削弱滋养细胞的增殖、迁移和侵袭能力，从而导致PE。此外，Cheng等[16]研究发现，lncRNA Linc00261在PE患者胎盘组织中表达升高，Linc00261过表达可抑制HTR-8/SVneo细胞的侵袭和迁移，诱导细胞凋亡，并使细胞周期阻滞在G0/G1期。Linc00261作为miR-558的ceRNA发挥作用，并且miR-558受Linc00261负调控，该研究发现miR-558通过靶向HTR-8/SVneo细胞的3′端非翻译区，负调控基质金属蛋白酶组织抑制因子4（TIMP4）的表达。因此，Linc00261可能通过靶向miR-558/TIMP4轴抑制滋养层细胞的侵袭和迁移，参与PE的发病机制。

在PE胎盘中表达升高的lncRNA除了可以作为miRNA海绵间接下调靶基因及信号通路来影响滋养层细胞的生物学功能外，还可以通过表观遗传调控、免疫调节及其他途径影响滋养层细胞的生物学功能，见表1。研究发现，lncRNA UCA1在PE的胎盘中高度表达，UCA1通过表观遗传学调控JAK2的表达，从而抑制滋养层细胞的侵袭和增殖，促进凋亡[17]。CCL5与胎盘炎症有关，lncRNA uc003fir在PE母体血浆和胎盘中表达明显高于对照组，其可促进CCL5的表达，对PE滋养细胞的增殖和迁移产生抑制作用[18]。Huang等[19]在PE大鼠模型中发现，lncRNA uc.187在PE大鼠胎盘组织中高表达，与滋养细胞的异常侵袭降低有关。另外，Cao等[20]采用实时荧光定量聚合酶链反应（qRT-PCR）方法检测人PE胎盘组织发现uc.187表达明显上调，蛋白质印迹（Western blotting）方法检测发现uc.187可以调控增殖相关蛋白（PCNA、Ki-67）、侵袭相关蛋白（MMP-2/MMP-9、TIMP-1）、凋亡相关蛋白（caspase-3、Bcl-2），这些结果表明uc.187在滋养细胞侵袭、增殖和凋亡中发挥重要作用。lncRNA uc.294在早发性子痫前期中上调，导致 PCNA/KI67、MMP-2/MMP-9、Caspase-3 蛋白表达降低，Bcl-2蛋白表达升高，从而抑制滋养层细胞的增殖和侵袭，促进凋亡，提示uc.294异常表达可能与PE相关[21]。LncRNA MIR503HG在PE胎盘组织中高表达，通过调节MMPs和NF-κB信号通路可抑制滋养层细胞的增殖、侵袭和迁移，并诱导细胞凋亡，使细胞周期阻滞于G0/G1期参与PE的发生、发展[22]。研究显示，lncRNA HOXD-AS1在PE中表达升高通过MAPK通路调控滋养细胞增殖，参与PE的发病机制[23]。此外，lncRNA PRNCR1在PE胎盘组织中高表达，并通过调节MAPK信号通路促进PE 的进展[24]。

2.2 PE中相关lncRNA表达降低 LncRNA除了在PE中表达升高影响PE的发病机制外，很多研究发现lncRNA在PE中表达降低也可以通过作为miRNA海绵调节靶基因的表达来影响滋养细胞的生物学功能，见表2。研究表明，PE患者胎盘中lncRNA MALAT1表达减少而miR-206表达增加，MALAT1作为miR-206的分子海绵，激活胰岛素样生长因子1（IGF-1）/PI3K/Akt信号通路，从而调控滋养细胞的迁移和侵袭[25]。LncRNA LINC00511富含于细胞质中，并可作为miR-29b-3p的分子海绵，转录因子AP2γ直接与LINC00511的启动子区域结合进而激活转录[26]。AP2γ介导的LINC00511下调可能通过调节miR-29b-3p/Cyr61轴来抑制滋养层细胞的侵袭，参与PE的进展。Gong等[27]研究发现lncRNA TDRG1在PE胎盘中的表达明显下调，TDRG1可能通过与miR-214-5p结合及调节Notch信号通路来调节滋养细胞的增殖、迁移和侵袭。此外，Zhu等[28]研究表明，在PE胎盘组织中，lncRNA CRNDE的表达显著下调，miR-1277受CRNDE负调控，是CRNDE的直接靶点。LncRNA CRNDE可能通过调节miR-1277来抑制滋养层细胞的增殖、迁移和侵袭，并影响上皮间质转化的形成。LncRNA TUG1的下调通过海绵化miR-204-5p来调节滋养细胞的迁移和侵袭，TUG1/miR-204-5p轴可能与PE的发病机制有关[29]。LncRNA AGAP2-AS1在PE中表达下调可以抑制滋养层细胞的增殖和侵袭，并通过海绵miR-574抑制JDP2的表达促进细胞凋亡，这些结果表明了子宫螺旋动脉重塑障碍，进一步促进了PE的发生和发展[30]。Zhang等[31]通过qRT-PCR方法检测PE患者血浆中lncRNA FOXD2-AS1的表达，发现其明显降低，FOXD2-AS1通过影响miR-3127水平来调节MMP-2和MMP-9水平，从而调控滋养细胞的增殖、侵袭和迁移。

表1 PE中与滋养细胞功能相关的表达升高的lncRNA

表2 PE中与滋养细胞功能相关表达降低的lncRNA

LncRNA在PE患者的胎盘中表达降低，除了作为miRNA海绵间接下调靶基因及信号通路来影响滋养层细胞的生物学功能外，还可以通过其他方式调控滋养层细胞的生物学功能，见表2。Zhang等[32]报道lncRNA PUM1通过转录后机制下调lncRNA HOTAIR的表达来抑制PE滋养层细胞的侵袭。Wu等[33]研究发现PE患者胎盘linc00473表达下调，linc00473通过与LSD1结合调控TFPI2的转录，使细胞周期阻滞于G0/G1期，可抑制滋养层细胞的增殖、侵袭和迁移，促进细胞凋亡，而过表达linc00473则作用相反。这表明linc00473是参与调控PE滋养层细胞生物学活性的重要调节分子。Wang等[34]研究发现，lncRNA PVT1基因敲除可显著抑制滋养层细胞的增殖、迁移和侵袭能力，促进细胞凋亡，可能通过PI3K/AKT途径破坏滋养层细胞的功能参与PE。此外，Xu等[35]研究显示，PVT1主要定位于细胞核，PVT1低表达通过与EZH2结合抑制ANGPTL4转录，促进G0/G1期集聚，S期减少，并且PVT1可能通过与PRC2结合并抑制PE中滋养层细胞ANGPTL4的表达来发挥其功能。Zou等[36]研究表明，MVIH低表达通过调节Jun-B蛋白抑制滋养层细胞的增殖、迁移、侵袭和血管生成，影响螺旋动脉重塑过程，参与PE的发病。

3 结语

LncRNA是近年研究的热点，其种类繁多以及功能复杂，尚未研究透彻。LncRNA在肿瘤的发生和治疗方面的研究已经取得较好的进展，但目前关于lncRNA在PE发病机制中的研究较少。LncRNA在胎盘和血清中的表达变化通过多种路径影响着滋养层细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡，进而影响胎盘功能，与PE的发生、发展密切相关。因此，研究PE相关的lncRNA表达有助于进一步阐明PE的发病机制，为PE的预测和诊断提供靶点。