Lnc-H19对非甾体类抗炎药肠病作用机制的研究

杨伟林 张烁

包括阿司匹林等在内的非甾体类抗炎药（NSAIDs）是临床上使用极为广泛的药物，对于治疗冠心病及预防心脑血管不良事件具有十分重要的作用。然而伴随药物大量应用的同时，引起消化道损伤事件也日益受到重视。据美国ARAMIS统计，全美每年因NSAIDs导致胃肠道不良反应而住院的患者约为10.7万人，仅在关节炎患者中因NSAIDs导致死亡有16500人，同艾滋病导致死亡人数几乎相同，占全美死亡原因的第15位［1］。英国发表的一项研究表明，每年全英有2000人因NSAIDs所致消化道副反应而死亡［2］。我国目前尚无NSAIDs不良事件的具体资料，但因我国人口基数较大，且存在NSAIDs使用欠规范的情况，推测可能是世界上使用该类药物最多的国家。

1 非甾体类抗炎药肠病（NSAIDs肠病）

NSAIDs能够引起肠道的特征性损伤，已在多个物种研究中得到了证实。而对于大鼠，这种损伤最为严重，在大鼠皮下注射吲哚美辛后，其肠道即会出现较为严重的炎症表现并伴随明显出血及穿孔，常＜72h死亡［3］。人NSAIDs肠病一般表现为肠黏膜损伤、糜烂，而伴随疾病发展，有出血甚至穿孔的风险，由此导致的住院率及病死率也较高。同时因NSAIDs引起的肠黏膜糜烂、出血，甚至狭窄及小肠隔膜而导致的死亡相较胃及十二指肠偏高［4］。前期研究通过胶囊内镜发现健康志愿者口服NSAIDs二周后，71.4%的受检者出现空肠或回肠黏膜损伤［5］。

然而目前NSAIDs肠病机制仍不十分明确。有学者认为NSAIDs抑制前列腺素（PG）合成是NSAIDs肠病发生的机制，长期使用NSAIDs致使PG合成不足削弱了黏膜的抵抗力导致小肠黏膜损伤［6］。然而，另有学者指出外源性PGs并不能阻断NSAIDs诱导的小肠损伤［7］。亦有学者认为是NSAIDs溶解黏膜表面的磷脂，从而直接损伤上皮细胞的线粒体；而线粒体损伤减少细胞间的能量传递，导致钙外流触发细胞凋亡的发生，还可通过诱发自由基的产生导致细胞间连接断裂［8］。此外，还包括心理压力及糖皮质激素受体信号通路激活［9］、肠道微环境失调［10］等作用机制，而肠道微环境也是近来研究的热点。但随着研究的深入，发现肠黏膜机械屏障受损在NSAIDs肠病发病中具有重要作用，而肠黏膜屏障的完整对于肠道微环境及预防肠道细菌异位极为重要。因此明确肠黏膜损伤机制对于研究NSAIDs肠病尤为重要。

2 肠黏膜屏障

肠黏膜屏障实质是由肠上皮分泌的黏液、肠上皮细胞及其紧密连接等组成的防御性组织单层，在防止肠黏膜损伤方面起重要作用［11-12］。包括创伤、局部缺血、炎症性肠病（IBD）、全胃肠外营养（TPN）及肠梗阻等在内的病理生理改变均能引起肠黏膜屏障急性或慢性损伤［13］。已有研究证实肠黏膜屏障损伤能够增加肠道通透性，而这通常伴随包括败血症、多器官功能衰竭在内的危重疾病，导致较高的发病率及病死率［14］。

在Blackler等［13］研究中发现肠黏膜屏障的损伤对于NSAIDs肠病发病具有重要作用。然而肠黏膜屏障损伤机制则不十分明确。通常在包括出血、创伤等病理生理改变情况下，肠上皮细胞内基因表达模式需作出快速调整以适应外部环境改变，虽然控制肠黏膜屏障完整性的基因表达程序在转录水平上会受到一定的影响，但由此诱发的能够影响肠黏膜屏障的转录后事件已经得到越来越多的认识［15］。如前期研究［16-18］在证实肠黏膜屏障功能障碍是NSAIDs肠病发展和加重的基本病理基础的同时，也发现NSAIDs可激活肠上皮细胞的PAR-2，后者通过激活ERK1/2途径以下调细胞连接蛋白（ZO-1、claudin-1和occludin）及细胞骨架相关蛋白（角蛋白、微管蛋白），导致肠上皮的通透性增加，引发肠道损伤，进而导致NSAIDs肠病的发生。除此之外，mRNA的稳定性及翻译模式的调节对于肠黏膜动态平衡也具有重要作用［19］，而其稳定性及转录则由包括Lnc-H19在内的LcnRNA等ncRNA调控［20］。因此明确Lnc-H19对于肠黏膜屏障损伤的机制，对于NSAIDs肠病发病机制研究十分必要。

3 长链非编码RNA-H19（Lnc-H19）

LncRNA是长度＞200个核苷酸的，不具备蛋白编码能力的转录RNA，最初被视为转录过程中的“暗物质”而不被重视。与表观特征良好的RNAs不同，其与mRNA具有较多相似特征，比如均具有5'-甲基鸟苷酸帽和3'-聚腺嘌呤尾［21］。越来越多的研究证明LncRNA能够通过调控基因表达水平而参与细胞及机体的病理生理过程。同时也有LncRNA具有调节染色质重塑，转录及转录后的调控及蛋白质代谢进程的功能。虽然在肠上皮中仅鉴定出较少的具有功能性及特异性的LncRNA，但其却显示出对于肠黏膜屏障的调节功能，对于维持肠上皮的完整性十分重要［22］。

Lnc-H19是一种2.3-kb的具有帽、剪接及多聚腺嘌呤尾结构的ncRNA，是Bartolomei等学者［23］于1991年发现的，其由定位于11p5.5染色体上的保守印记的H-19/igf2基因簇转录合成。H-19的表达在胚胎期显著增加，出生后下降。其在细胞增殖、分化级浸润等过程中均有重要作用［24］。多项研究证实，Lnc-H19能够通过调控其下游miRNA的表达以实现对细胞过程的调节［25］。而最近研究发现，Lnc-H19过表达能够影响下游miRNA的稳定性及转录过程，进而实现对肠黏膜屏障的调控。

4 Lnc-H19与肠黏膜屏障

Keniry等学者［25］发现Lnc-H19能够通过调控其下游miRNA以实现对肠黏膜屏障的调节，而因其下游miRNA数量及功能的多样，故Lnc-H19对于肠黏膜屏障的调控可能存在多种机制。

4.1 调控细胞连接（1）抑制TJ ZO-1、AJ E-钙粘蛋白表达：包括紧密连接（TJ）及粘着连接（AJ）在内的细胞连接复合物，例如肠、肾脏及肺的细胞连接复合物，存在于胞间的分支状封闭索网络，是抵御多种有毒物质的重要屏障［26］。TJs和AJs间具有动态平衡，且组成胞间连接复合物的蛋白质也在胞外和胞内因子调控下进行重塑和流转。两者间的动态平衡对于维持肠上皮的功能至关重要，两者或两者间的动态平衡破坏，均能够导致肠黏膜屏障的损伤。Zou等［27］研究发现Lnc-H19具有调控肠黏膜屏障的作用，且证明Lnc-H19能够通过增加miR-675的表达水平以破坏具有表达TJ ZO-1及AJ E-钙粘蛋白作用的mRNAs的稳定性及转录功能，进而实现对肠黏膜屏障的调控。

具有多种作用的RNA相关蛋白HUR对于调控肠黏膜屏障具有十分重要的作用。最近研究发现其与Lnc-H19具有相关性，而后续的研究则发现HUR能够与Lnc-H19直接绑定，进而实现对肠黏膜屏障的调控［26，28］。而在Zou等的研究中则证明HUR能够抑制miR-675引起的TJ ZO-1及AJ E-钙粘蛋白相关的mRNAs表达的减少，且能够缓解由Lnc-H19过表达引起肠黏膜屏障的损伤。因此作者认为Lnc-H19能够通过抑制细胞连接相关蛋白的合成，进而造成肠黏膜屏障的损伤。而RNA相关蛋白HUR，对于研究改善由Lnc-H19引起的肠黏膜屏障损伤，提供新的思路。（2）促进AQP3表达：水通道蛋白（AQPs）是一种小型（30kDa/单体）疏水性整合膜蛋白，隶属于MIP（主要内在蛋白）特殊超家族膜整合蛋白，大量研究表明，液体及电解质的转运与AQPs密切相关［29］。AQP3主要存在于人类小肠及结肠的上皮细胞，对于维持肠道正常功能具有重要作用。而即使在反渗透梯度情况下，肠道黏膜仍能够吸收或分泌大量水分，从而维持人体生理条件下的体液平衡。Zhang等研究发现敲除AQP3后的Caco-2细胞株出现因细胞紧密连接开放而导致的细胞通透性增高，而这可能与其影响细胞紧密连接蛋白的表达有关，但具体机制仍不明确［30］。同时Zhi等研究也发现在Caco-2细胞株中，miR-874能够通过与AQP3 Mrna的3'UTR绑定进而抑制AQP3的表达［31］，而生物信息学研究则揭示Lnc-H19中存在与miR-874结合的7-聚体结合基序结合位点，并能够与miR-874相互作用，同时证明在敲除Lnc-H19后的Caco-2细胞株中存在miR-874的上调及AQP3的下调，而Lnc-H19过表达的细胞株中则出现相反的结果。因此作者认为Lnc-H19能够通过与miR-874相互作用以促进AQP3的表达，而过表达的AQP3则能够降低肠黏膜细胞通透性，具有保护肠黏膜屏障的作用。然而这便与上述Zou等［27］的研究结果相悖，作者认为这可能是Lnc-H19靶点不同所导致的，因此对于Lnc-H19靶点的研究仍需进一步完善。

4.2 抑制维生素D受体（VDR）表达 VDR是介导人体内具有多种功能的1，25（OH）2D3的核受体，其对于多种组织类型的炎症及肿瘤的形成具有重要作用［32］。研究发现VDR与包括溃疡性结肠炎等在内的诸多疾病相关［33］。近年来大量研究证实1，25（OH）2D3对于肠黏膜屏障避免多种损伤介质对其造成的损伤具有重要作用［34］。Chen等［35］研究发现在溃疡性结肠炎患者中VDR表达普遍降低，而Lnc-H19的表达则与其成负相关关系，而在Caco-2细胞株的实验研究中，则发现过表达的Lnc-H19能够通过上调miR-675-5p抑制VDR的表达，而这种效应能够部分被miR-675-5p抑制剂所削弱。因此作者认为Lnc-H19尚能够通过抑制VDR表达对肠黏膜屏障造成损伤，而实验中提到miR-675-5p只能实现Lnc-H19部分的作用，因此同上述对于Lnc-H19靶点的研究仍需进一步完善。

5 小结

关于NSAIDs肠病发病机制的假设学说较多，但具体机制仍不清楚。消化疾病中关于Lnc-H19的研究虽然有一定数量，然而更多的只是初步研究，关乎NSAIDs肠病的研究资料则更少，甚至存在不同中心间结果矛盾的现象，这也提示Lnc-H19对于NSAIDs肠病等的调控机制是多样的，即存在多靶点调控的现象。因此，关于Lnc-H19对NSAIDs肠病的作用机制仍需要大量且深入的实验或临床研究进一步阐明，而随着研究的不断深入，Lnc-H19可能将作为NSAIDs肠病诊断及治疗的新希望。

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