作者:彭慧,吴颖芳,中南大学湘雅医院口腔医学中心口腔内科
口腔黏膜下纤维性变(oral submucous fibrosis,OSF)是因咀嚼槟榔导致的慢性进行性口腔黏膜潜在恶性疾病,其主要临床症状表现为黏膜泛白、纤维条索样改变和进行性张口受限等。目前,咀嚼槟榔是公认的OSF最主要的危险因素,槟榔中的槟榔碱是导致OSF的主要生物碱,其中槟榔碱导致的成纤维细胞(fibroblasts,FB)活化被认为是OSF发病机制的重要环节。
有研究表明非编码小RNA(small non-coding RNAs,Snc RNAs)在调控FB活化中具有重要作用,Snc RNAs是一类不编码蛋白质的RNA分子,根据长度主要分为以下两类:(1)长度超过200 nt的Snc RNAs,包括长非编码RNA(long noncoding RNAs,lnc RNAs)、核糖体RNA(ribosomal RNAs,r RNAs);(2)长度短于200 nt的Snc RNAs,包括微RNA(micro RNAs,mi RNAs)、t RNA衍生的小RNA(t RNA-derived small RNAs,ts RNAs)、环状RNA(circular RNAs,circ RNAs)、piwi相互作用RNA(PIWI interacting RNAs,pi RNAs)以及小核仁RNA(small nucleolar RNAs,sno RNAs)。
在OSF的病理过程中,Snc RNAs可能参与调控FB活化和纤维化过程,例如mi RNA-192通过转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)途径调控FB增殖和胶原蛋白合成。与此同时,一些lnc RNA和circ RNA也可以调节FB的增殖和分化,并间接影响纤维化过程。
近年来新发现的ts RNAs在OSF中差异表达。因此,本综述的主要目的是阐明mi RNA、lnc RNA和circ RNA及ts RNA在OSF发生发展中的作用,以及它们对FB活化的影响。
1. mi RNA与OSF
mi RNA是内源性基因编码的小单链非编码RNA,长度约22 nt,对于细胞具有重要的调节作用。mi RNA与靶信使RNA(messenger RNA,m RNA)的互补序列结合,通过转录后抑制靶m RNA的表达,形成复杂的调控网络。越来越多的研究表明,失调的mi RNA可能与纤维化疾病的发展有关。
目前大多数研究表明,异常表达的miRNA通过影响上皮间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)来调控FB活化参与OSF发病过程。例如,mi R-200b/mi R-200c在OSF中下调,并分别通过调控锌指E同源盒结合转录因子(zinc-finger E homeobox-binding transcription factors,ZEB),如ZEB1、ZEB2的表达来促进FB活化,ZEB1与ZEB2具有相似的结构和生物学功能,能促进EMT和FB活化,进而参与疾病纤维化过程。
Twist作为另一种转录抑制因子,能下调mi R-10b促进OSF组织来源的成纤维细胞(fibrotic buccal mucosal fibroblasts,f BMF)及槟榔碱处理的FB的活化和α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达。此外,给予mi R-10b抑制剂改善了Twist过表达导致的FB中胶原凝胶收缩力。
mi RNA除了通过影响EMT来调控FB活化外,还可通过其它途径参与FB活化。例如,TGF-β是参与OSF进展的主要细胞因子,mi R-21被发现可以通过激活TGF-β信号通路来促进FB活化和α-SMA的表达,从而参与OSF的发展进程。
另有报道mi R-21可通过抑制人类程序性细胞死亡4(the human programmed cell death 4,PDCD4)来促进FB活化。mi R-424在OSF组织中过表达,通过直接抑制TGF-β信号传导的内源性抑制因子(TGF-β-induced factor 2 protein,TGIF2)激活了TGF-β/Smad途径,导致FB活性增强。
而mi R-29c在f BMF中的表达下调,并通过抑制原肌球蛋白-1(tropomyosin-1,TPM1)来抑制FB的活化。以上研究表明mi RNA可能通过多种途径调控FB活化参与OSF疾病进展。
2. lnc RNA与OSF
lnc RNA是一系列调节性非编码RNA分子,长度大于200 nt。它们被认为在生理条件和各种人类疾病中发挥重要作用。已有较多关于其在肝、肺等器官纤维化中的研究报道。此外,lnc RNA也参与OSF的病理过程,但这些过程之间的关系尚未清楚。
TGF-β/Smad信号通路被认为是OSF中肌成纤维细胞转分化诱导的主要信号通路之一。研究表明Lnc RNA GAS5-AS1在OSF组织中下调,并通过抑制TGF-β/Smad信号通路中的Smad2磷酸化和α-SMA表达,以及抑制FB收缩和迁移能力,发挥了抑制FB激活的作用。而LINC00974在OSF组织中高表达,通过激活TGF-β/Smad信号通路促进FB活化参与OSF疾病过程。
此外,LINC00084、HOXA终末转录本(HOXA terminal transcript,HOT-TIP)、缺氧诱导因子1A反义RNA 1(hypoxia-inducible factor 1A antisense RNA 1,HIF1A-AS1)均在OSF组织中异常高表达,并可调控FB活化。另外,lnc RNA与mi RNA相互作用参与OSF发病过程。
Yu等发现槟榔的慢性刺激激活TGF-β信号传导,导致lnc RNA H19表达上调。H19作为mi R-29b的天然海绵,抑制mi R-29b与I型胶原蛋白的直接结合,促进FB活化与纤维化。另一方面,LINC00312在OSF组织中的表达增加,抑制LINC00312表达可抑制FB活化,包括胶原凝胶的收缩和迁移,伤口愈合以及肌成纤维细胞标志物的基因表达。此外,LINC00312可调控Y-box结合蛋白1(Y-box binding protein 1,YBX1)的表达,敲除YBX1可逆转LINC00312诱导的FB活化。这些结果表明,LINC00312介导的FB活化需要YBX1。
总之,以上研究结果表明LINC00312可能参与OSF的纤维化过程并调节OSF进展,LINC00312/YBX1轴可能成为开发OSF治疗方法的靶标。LINC00084在OSF组织中也上调,并发挥着类似的作用。LINC00084沉默后,能够逆转槟榔碱诱导的胶原凝胶收缩、细胞迁移及伤口愈合能力,并且可以与mi R-204相互作用,阻止mi R-204直接与ZEB1结合。
LINC00084、mi R-204和ZEB1之间的相互作用影响了FB的活化和纤维化,从而对OSF疾病起着一定的作用。以上结果说明lnc RNA不仅可以单独影响OSF疾病进程,还可以通过与mi RNA相互作用参与OSF的发生发展。因此,调控lnc RNA和mi RNA的表达可能是治疗OSF的一种潜在策略。
3. circ RNA与OSF
circ RNA首先在哺乳动物细胞的细胞质中被鉴定出来,比线性RNA更持久,因为它们具有稳定的环状结构,可防止核酸外切酶介导的降解。有研究表明circ RNA具有丰富的mi RNA结合位点,并且可以充当mi RNA海绵,在纤维化疾病中发挥重要作用。
最近的一项研究表明,环状RNA(circ RNA)circ EPSTI1在OSF到口腔鳞状细胞癌的转化过程中起到了重要作用。该研究表明circ EPSTI1的表达在正常的口腔黏膜、OSF再到口腔鳞状细胞癌中依次增加,它通过充当mi R-942-5p海绵与其结合,并上调潜在转化生长因子-β结合蛋白2(latent TGF-beta-binding protein 2,LTBP2)的表达来调节EMT的过程,进而调节OSCC的发生和发展。
这表明circ RNA circ EPSTI1主要通过与mi RNA相互作用在OSF中发挥作用。虽然关于circ RNA在OSF中的研究较少,但已有许多报道关于其在口腔鳞状细胞癌中的研究。
4. ts RNA与OSF
ts RNAs是源自t RNA的片段,根据t RNA转录本中切割的位置主要分为t RNA衍生片段(t RNA-derived fragments,t RFs)和应激诱导的t RNA(t RNA-derived stress induced RNAs,ti RNAs)。ts RNA正处于不断发展中的研究领域,其在人类疾病的发生和发展中的作用正在被逐步发现。有研究表明其在纤维化疾病中发挥重要作用。
在非酒精性脂肪性肝病纤维化中3种ts RNAs差异表达,并且与肝纤维化程度呈正相关;人类肥厚性瘢痕成纤维细胞中ts RNA-23761通过与相应的m RNA相互作用导致其上调,促进增生性瘢痕的形成。并且,有研究证实ts RNA(t RF-3001b)可以调节细胞自噬过程。
本课题组前期研究发现ts RNAs异常表达参与OSF的发生发展,经t RF&ti R-NA-seq测序以及PCR验证有8个ts RNAs在OSF组织中差异表达。虽然目前关于ts RNA在OSF中的研究报告较少,但ts RNA作为一种新型Snc RNA,其可能在OSF的研究中发挥重要作用,但需要进一步的研究和探索。总之,ts RNA在OSF中的作用需要更多的研究来进行深入的探讨,进一步揭示OSF的发生机制,并为OSF的治疗提供有效的靶点。
5. 小结
当前已有较多关于mi RNA和lnc RNA在OSF发展中的研究,这些Snc RNAs主要通过调节TGF-β或EMT途径调控FB活化来促进或抑制OSF的发展。同时,还有研究表明lnc RNA和mi RNA之间存在相互作用关系,进一步调节OSF的进展。此外,circ RNA可能在OSF中具有mi RNA海绵的作用,在OSF发展过程中影响mi RNA的表达和活性,间接参与OSF疾病过程。
然而,关于ts RNA在OSF发展中的作用的研究仍处于初级阶段。虽然已经发现ts RNA在其他疾病中发挥着重要作用,但目前还没有足够的证据表明ts RNA与OSF的发展有关。因此,通过对这些Snc RNAs在OSF中作用机制的深入研究,有望为OSF的治疗提供新的思路和方法。
来源:彭慧,吴颖芳.非编码小RNA在口腔黏膜下纤维性变中的研究进展[J].口腔疾病防治,2024,32(04):310-314.
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