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长链非编码RNA在脓毒症中的生物标志和疗法靶点

期刊:Frontiers in ImmunologyDOI:10.3389/fimmu.2021.722004

长链非编码RNA在脓毒症中的作用:作为炎症标志物和治疗靶点的综述

作者与出版信息
本文题为“Long Non-Coding RNAs as Biomarkers and Therapeutic Targets in Sepsis”,由Chuqiao Wang、Guorui Liang、Jieni Shen、Haifan Kong、Donghong Wu、Jinxiang Huang和Xuefeng Li撰写。文章主要由广州医科大学附属第六医院、南山学院和深圳罗湖人民医院的研究团队合作完成,Xuefeng Li为通讯作者。该文章发表在国际学术期刊《Frontiers in Immunology》的炎症专题版块(Specialty Section: Inflammation)中,于2021年9月22日正式出版。


文章主题与研究背景

本文主要综述了长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs)在脓毒症(sepsis)中的研究进展及其在诊断和治疗中的潜力。
脓毒症是由感染引发的全身性炎症失调,通常导致多器官功能障碍综合征和高死亡率,存活者往往伴随长期后遗症,给社会经济带来巨大负担。目前,脓毒症治疗主要依靠液体复苏、抗生素治疗、肺保护通气和血液净化,缺乏特异性药物。然而,传统治疗效果不尽如人意,而诊断标志物敏感性和特异性不足,在临床应用中受限。因此,寻找新的诊断标志物和治疗靶点迫在眉睫。
近年来,非编码RNA(ncRNAs),包括长链非编码RNA(lncRNAs),逐渐受到关注。lncRNAs参与基因表达调控,如转录激活、转录抑制等,并且在细胞分化、代谢以及疾病进展中具有重要作用。这些特性使其成为潜在的医学标志物和治疗靶点。

研究目的
本文旨在总结lncRNAs在脓毒症诊断标志物和治疗靶点中的研究进展;探讨其在不同器官系统中的作用;并分析当前诊断标志物与lncRNAs的优势与不足,为未来的研究方向提供参考。


文章主要观点及支持依据

1. 脓毒症的诊断与治疗现状和难点

  • 脓毒症的特点:脓毒症被定义为对感染的失衡免疫反应,可能发展为多器官功能障碍综合征,具有严重的公共卫生影响。
  • 传统治疗方法:主要包括液体复苏、抗生素治疗等,但由于宿主免疫反应和病理生理机制的复杂性,治疗效果有限。
  • 诊断指标的不足:如C反应蛋白(CRP)和降钙素原(PCT)等传统指标虽然有一定作用,但其敏感性和特异性难以满足需求,且无法区分不同器官功能障碍。

2. lncRNAs在脓毒症中的作用机制

lncRNAs被认为是调节免疫反应、炎症反应和细胞死亡的重要分子,通过多种途径参与脓毒症的病理过程。此外,它们对不同脓毒症阶段的反应具有时间特异性。 - 炎症反应调节:lncRNAs如MALAT1(Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1)通过调控NF-κB信号通路,促进炎症因子(如TNF-α,IL-6)的表达,从而加剧炎症。 - 免疫失衡:一些lncRNAs(如NEAT1和CRNDE)在免疫抑制阶段的表达失调与淋巴细胞增殖能力下降密切相关,进一步增加了感染风险。 - 器官功能障碍:研究发现lncRNAs在不同器官的损伤中表达差异显著。例如,NEAT1与心脏、肺和肾功能障碍的炎症因子释放高度相关,而TUG1则显示了保护作用。

3. lncRNAs作为脓毒症诊断和预后标志物

  • 血液中的lncRNAs:lncRNAs广泛存在于血液中,通过定量PCR(qPCR)等方法可快速检测,避免细菌培养所需的长时间等待。比如,NEAT1在脓毒症早期迅速升高,被认为是一种早期诊断指标。
  • 疾病严重度评估:多项研究表明,某些lncRNAs的表达水平与急性生理和慢性健康评分(APACHE II)及序贯器官衰竭评估评分(SOFA)密切相关。例如,CRNDE的表达水平能够反映患者病情严重程度及炎症标志物(CRP和PCT)水平变化。
  • 预后预测:一些lncRNAs(如MALAT1)表现出可靠的预后预测能力,能够区分28天内死亡或存活的患者。

4. lncRNAs在脓毒症诱导的器官功能障碍中的作用

  • 心肌功能障碍:lncRNAs(如SOX2OT和MIAT)通过损害线粒体功能及激活炎症信号通路,促进心肌细胞衰减。而RMRP通过减少心肌细胞凋亡拮抗了这些效应。
  • 肺损伤:MALAT1和THRIL等lncRNAs通过激活NF-κB信号通路,加剧急性肺损伤(ALI)。而XIST通过下调miRNA-16-5p,改善炎症进展。
  • 肾损伤(AKI):HOXA-AS2通过抑制NF-κB通路,保护肾小管上皮细胞免于炎症损害。而NEAT1通过上调炎症信号分子加剧急性肾损伤。
  • 肝损伤:lncRNAs(如CRNDE和LINC00472)在脓毒症相关肝损伤中显示保护作用,调节细胞凋亡和炎症反应。
  • 脑损伤:NEAT1和LETHE在脓毒症相关性脑病(SAE)中的作用机制涉及细胞自噬调控和炎症因子的释放。
  • 内皮细胞损伤:lncRNAs如HULC通过调控炎症因子和黏附分子表达,破坏血管内皮功能,而TUG1则具有保护作用。

5. lncRNAs作为治疗靶点的潜力

  • 信号通路调节:例如,MALAT1通过阻断NF-κB发挥保护心肌的作用,而TUG1减少肾小管上皮细胞凋亡的潜力也引起了研究者的重视。
  • 跨器官治疗价值:某些lncRNAs(如CRNDE和HOTAIR)在多个器官中均显示出调节炎症反应的能力,这提示其可能作为全身性治疗靶点。

总结与研究意义

本文详细综述了lncRNAs在脓毒症的诊断和治疗中的潜能,并揭示了lncRNAs在不同器官功能障碍中扮演的多重角色。通过梳理现有研究,作者们提出lncRNAs可能成为未来个性化医学中的重要工具,不仅能够改善脓毒症的诊断效率,还为靶向治疗开辟了新的途径。

虽然研究结果令人鼓舞,但也存在挑战。例如,很多lncRNAs的机制仍未得到充分验证,其在临床中的可行性尚待进一步探讨。未来需要更深入的基础研究和大规模的临床研究来确立lncRNAs的特异性和敏感性,并实现从实验室向临床的转化应用。

通过聚焦lncRNAs,本文不仅填补了脓毒症研究中的理论空白,也为探索基于分子特征的诊疗方法提供了新思路。

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