综述：探索长链非编码RNA在不同重复扩增疾病中的多效性作用

《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》：Exploring the pleiotropic effects of lncRNA in different repeat expansion disorders

本综述系统阐述了NEAT1、TUG1、MEG3、MALAT1四种关键lncRNA通过调控表观遗传（如DNA甲基化、组蛋白修饰）、RNA结合蛋白（RBP）隔离及重复相关非AUG（RAN）翻译等机制，在亨廷顿病（HD）、肌萎缩侧索硬化（ALS/FTD）等多种重复扩增疾病（REDs）中的核心作用，并探讨了其作为诊断生物标志物和RNA干扰（RNAi）、反义寡核苷酸（ASOs）等治疗策略靶点的潜力与挑战。

　　

NEAT1：在REDs中的调控功能与新作用

核旁斑组装转录本1（NEAT1）是一种由RNA聚合酶II转录的关键长链非编码RNA（lncRNA），定位于人类染色体11q13。它存在两种主要异构体：短异构体NEAT1_1（3.7 kb）和长异构体NEAT1_2（23 kb）。NEAT1_2通过其三螺旋结构保持稳定，而NEAT1_1则通过多聚腺苷酸化作用维持稳定。NEAT1的核心功能是作为支架分子，促进核旁斑（PS）的形成，这些亚核结构在基因表达调控和细胞应激反应中扮演重要角色。

在亨廷顿病（HD）的病理背景下，p53的激活以及突变亨廷顿蛋白（mHTT）和甲基CpG结合蛋白2（MeCP2）水平的降低，共同导致了NEAT1表达的上调。NEAT1的表达变化进一步影响了与神经退行性变相关的分子通路。在肌萎缩侧索硬化（ALS）中，NEAT1与TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）以及肉瘤融合/脂肪肉瘤易位（FUS）蛋白发生相互作用，这种相互作用促进了应激颗粒的形成，凸显了NEAT1在ALS疾病进程的细胞应激反应中的重要参与。这些发现表明，NEAT1通过调节核内结构和蛋白稳态，在多种重复扩增疾病（REDs）的复杂病理机制中发挥了多效性作用。

TUG1：在REDs中的调控功能与新作用

牛磺酸上调基因1（TUG1）是一个长度为6.7 kb、经过剪接和多聚腺苷酸化的lncRNA。它最初在发育中的视网膜细胞中被发现可由牛磺酸上调表达，随后研究证实其在大脑等多种器官中广泛表达，并参与众多的细胞和发育过程。在亨廷顿病（HD）中，TUG1被证实是p53的直接下游靶标，通过参与表观遗传修饰来调控基因表达，从而影响疾病的进程。此外，在弗里德赖希共济失调（FRDA）的病理环境中，也观察到了TUG1的参与，提示它可能在更广泛的REDs中具有调控功能。研究表明，TUG1的缺失会显著阻碍视网膜细胞的正常发育，说明其对维持细胞功能至关重要。TUG1通过其表观遗传调控能力，影响了包括染色质状态和基因转录在内的多种细胞活动，这使其成为理解REDs发病机制和治疗干预的一个潜在关键分子。

MEG3：在REDs中的调控功能与新作用

母系表达基因3（MEG3）是一个印迹基因，其编码的lncRNA位于染色体14q32.3的DLK1-MEG3基因座内。MEG3在基因调控和发育过程中起着关键作用。其表达失调最初主要与多种肿瘤的发生相关，但近年研究发现，MEG3在REDs中也扮演着重要角色。在亨廷顿病（HD）中，MEG3通过调控p53活性以及与多梳抑制复合体2（PRC2）相互作用，影响基因表达和特定的细胞机制，从而参与神经退行性病理过程。在杜氏肌营养不良症（DMD）中，MEG3也被证明参与了疾病的病理生理学调控。MEG3的功能涉及对细胞增殖、凋亡等多种基本生命活动的调节，其表达水平的变化往往与疾病状态密切相关。MEG3在REDs中的新兴作用，扩展了我们对lncRNA功能多样性的认识，揭示了其在神经肌肉疾病和神经退行性疾病中的潜在意义。

MALAT1：在REDs中的调控功能与新作用

肺腺癌转移相关转录本1（MALAT1）是一个高度保守且在多种细胞和组织中广泛表达的lncRNA，其表达水平通常与许多蛋白编码基因相当甚至更高。MALAT1基因位于人类染色体11q13，其转录本3'末端独特的三螺旋结构能有效保护其免受3'-5'外切酶的降解，从而维持其稳定性。MALAT1的功能具有环境依赖性，在转录和转录后水平调控基因表达。在杜氏肌营养不良症（DMD）中，MALAT1通过招募组蛋白甲基转移酶来调节MyoD的转录活性，从而促进肌肉再生过程，这为DMD的治疗提供了新的思路。在肌萎缩侧索硬化（ALS）中，MALAT1参与调节了多个与疾病病理生理学相关的基因表达。除了直接调控功能，lncRNAs如MALAT1还能作为分子海绵与微RNA（miRNAs）等非编码RNA相互作用，通过隔离特定的miRNAs来影响其靶mRNA的稳定性，进而产生显著的基因表达下游效应，并参与疾病机制的形成。

lncRNA的检测与定量方法

检测和表征lncRNA的技术手段多样。单分子RNA荧光原位杂交（sm-FISH）是一种高灵敏度技术，能够在单细胞水平实现对lncRNA的可视化和定量，提供单分子分辨率。例如，有研究利用RNA-FISH分析了MALAT1在核旁斑内的定位。荧光原位测序（FISSEQ）则提供了比RNA-FISH更高的分辨率。这些先进的分子生物学方法为了解lncRNA的时空表达特异性、亚细胞定位及其与疾病表型的关联提供了强大的工具，是推动lncRNA功能研究和临床转化应用的基础。

lncRNAs在REDs诊断和治疗中的治疗潜力

lncRNAs通过调控基因表达和细胞活动，在治疗多种REDs方面展现出巨大潜力。各种治疗策略，如RNA干扰（RNAi）、反义寡核苷酸（ASOs）和小干扰RNA（siRNA），在沉默或调节lncRNA活性方面显示出前景，有望逆转REDs中相关的异常基因表达模式。利用ASOs和小分子化合物进行空间位阻抑制，是干扰lncRNA功能的潜在治疗策略。然而，将这些策略成功转化为临床应用，仍面临诸如递送效率、组织特异性以及潜在免疫原性等挑战。

局限性与未来方向

为确保对REDs的准确诊断和监测，需要进一步提高lncRNA检测技术的灵敏度和特异性。尽管体外和体内研究取得了令人鼓舞的结果，但lncRNA疗法在临床应用中仍面临若干重大挑战。这包括对高精度靶向方法的需求，以及需要能够有效穿过血脑屏障并避免不良免疫反应的高效递送系统。未来的研究需要着力于开发更安全、更高效的lncRNA靶向和递送平台，同时深入探索lncRNA在特定REDs中的精确分子机制，以期克服现有局限，最终实现其临床价值。

结论

长链非编码RNA（lncRNAs）通过调节多种生化通路，在重复扩增疾病（REDs）的发病机制中扮演着关键角色。NEAT1、TUG1、MEG3和MALAT1等关键lncRNA在基因表达调控、染色质重塑和应激反应等方面的参与，凸显了它们在复杂疾病中的重要性。现有证据表明，这些lncRNA的某些功能在不同REDs间可能存在共享机制，这使它们有潜力成为疾病诊断的生物标志物和新型疗法的靶点。尽管在理解其生物学功能方面取得了进展，但将lncRNA转化为临床应用仍面临靶向性、递送效率和安全性等挑战。克服这些障碍对于开发有效的lncRNA靶向疗法至关重要，未来研究需要集中精力解决这些问题，从而为REDs患者开辟新的治疗途径。