肺动脉高压中非编码 RNA 的现状

肺动脉高压 (PH) 的转录组复杂且具有高度遗传异质性，其中非编码 RNA 转录本起着至关重要的作用。非编码转录组中的大多数 RNA 是长链非编码 RNA (lncRNA)，而环状 RNA (circRNA) 较少，这是 RNA 研究领域前沿越来越受到关注的两个特征。这些非编码转录本（尤其是 lncRNA 和 circRNA）在 PH 中发挥重要的调节功能，并成为潜在的疾病生物标志物和治疗靶点。

肺动脉高压中的非编码 RNA 转录组

人类基因组的大部分已经被转录，但只有约2%的基因组包含蛋白质编码基因。具有低/无蛋白质编码潜力的转录RNA统称为非编码RNA（ncRNAs），包括小的和长的非编码RNA（分别为sncRNAs和lncRNAs），历史上根据200核苷酸（nt）的界限，按成熟转录物的长度进行分类。sncRNAs包括microRNAs (miRNAs), small interfering RNAs (siRNAs) 和 Piwi-interacting RNAs (piRNAs)。

肺动脉高压中的长链非编码 RNA (LncRNA)

在高通量测序技术发展之前，非编码基因组被认为是转录噪声或垃圾DNA。在过去的几十年中，在非编码基因组中以前所未有的分辨率和规模进行的大量转录组学研究表明，lncRNA 是人类转录组中最普遍的非编码 RNA 之一，随后引起了越来越多的关注并推动了人类病理生理学的功能研究。最近更新的人类 GENCODE 版本 GENCODE 35 鉴定了 17,957 个 lncRNA 基因和 48,684 个转录本。随着测序和生物信息学分析流程新技术的发展，以及对其他细胞/组织/器官的转录组研究，将鉴定出更多细胞/组织表达的 LncRNA 和瞬时表达的 lncRNA。然而，大多数 lncRNA 在人类疾病中的功能和调控机制仍然很大程度上未知。人类转录组中的这些大量 lncRNA 引起了人类疾病的科学兴趣和前沿研究的增加。lncRNA 的功能和机制研究将有助于更好地了解疾病（包括肺动脉高压）的发病机制，最终将有助于开发基于 lncRNA 的新型疗法和生物标志物（诊断、预测、预后和治疗）。

CircRNA 的生物发生和功能

CircRNA 是新发现的非编码 RNA，它们从成熟的 RNA 转录本经历反向剪接/头对尾剪接，并形成共价闭合环。circRNA可分为外显子circRNA（EcRNA）、内含子circRNA（CiRNA）和外显子-内含子circRNA（EIcRNA）。大多数 circRNA 来源于已知的蛋白质编码基因，由单个外显子或多个外显子组成，当外显子的 3' 末端与同一 5' 末端的外显子或上游外显子连接时，就会发生这种情况，形成一个闭合的 RNA 环。圆形内含子 RNA 是由切除的内含子形成的内含子套索，当 5' 剪接位点在剪接过程中与分支点 (BP) 连接时。CiRNA 因逃避脱支而在人类细胞中积累，脱支通过调节延伸 Pol II 活性来调节亲本基因的表达。与 mRNA 相比，CircRNA 在人类基因组中的含量非常丰富，并且通常表达较低。与 lncRNA 类似，circRNA 的表达模式与细胞类型、组织特异性和发育阶段有关。然而，circRNA 的进化保守性优于 lncRNA 。CircRNAs 缺乏腺苷酸化 (poly(A)) 并且没有聚腺苷酸化，没有加帽和对外切核酸酶的抗性。因此，circRNA 比线性 RNA 更稳定。生物发生后，大多数 circRNA 被输出到细胞质，但含有内含子的 circRNA 除外。circRNAs 的失调已被证明与各种病理生理状况有关，并引起了对心血管疾病的科学研究越来越多的兴趣，包括 PH。

NcRNA 治疗

下一代深度测序的革命为与特定细胞/组织和心血管疾病不同疾病阶段（包括 PH）中的个体相关的非编码 RNA（lncRNA/circRNA）提供了一个庞大的数据库。它们中的许多已被证明参与调节 PH 中血管重塑的稳态，并可能构成疾病治疗的新治疗靶点。这为个性化治疗策略的重大突破提供了机会。然而，PH中的ncRNA研究领域仍处于起步阶段，大多数研究仅限于体外工作，仍处于初步调查阶段。迄今为止，只有少数 lncRNAs/circRNAs 研究系统地研究了 lncRNAs/circRNAs 与蛋白质的相互作用。因此，lncRNAs/circRNAs 的多种机制在很大程度上是未知的。在临床前研究中发现 LncRNA TUG1、PAXIP1-AS、H19 和 circRNA circSIRT1、mmu_circ_0000790、circ-calm4 有助于 PH 的发病机制。这些 RNA 分子的沉默通过抑制 PASMC 的增殖、迁移和诱导的细胞凋亡来防止肺血管重塑。AAV9 过表达 Rps4l 在动物 PH 模型中显示出保护作用。鉴于它们的重要功能作用，通过功能丧失和功能获得来操纵 lncRNA/circRNA 的表达水平已成为潜在的新型治疗选择。然而，交付策略也需要优化。

肺动脉高血压领域在过去几年中一直没有批准用于临床治疗的新药。PH无法治愈。目前的治疗只能改善症状并减缓疾病进展。2015 年 PH 的 5 年生存率达到 60% 以上，但死亡率仍然很高。开发治疗 PH 的药物的困难部分是由于对 PH 的潜在机制缺乏了解。传统的治疗策略主要针对编码基因组。近年来，随着二代测序技术的广泛应用，人们发现lncRNAs/circRNAs在PH中存在失调。肺血管系统和右心室中功能性 lncRNA/circRNA 的鉴定有助于了解 PH 的病理机制。越来越多的证据表明，这些 RNA 分子表现出广泛的分子功能，并为生物标志物和治疗靶点提供了有希望的机会。然而，只有少数 lncRNA/circRNA 在 PH 的病理生理条件下的功能和机制作用得到了深入研究。ncRNAs/circRNAs的疾病生物标志物和治疗靶点的开发仍处于婴儿期。在过去的二十年里，miRNA 疗法得到了深入的发展，但 miRNA 疗法在血管疾病中的应用仍面临许多障碍。scRNA-seq、空间转录组、siRNA/ASOs 修饰、RNA-pulldown 和新的体外/体内递送系统等新技术的进步，将有助于理解 lncRNAs/circRNAs 的生物学作用和所有的发展。用于 PH 治疗的基于 RNA 的疗法。

参考文献：

Deng L, Han X, Wang Z, Nie X, Bian J. The Landscape of Noncoding RNA in Pulmonary Hypertension. Biomolecules. 2022 Jun 7;12(6):796. doi: 10.3390/biom12060796. PMID: 35740920.