哮喘的发病原因

支气管哮喘即哮喘，是一种气道慢性炎症性异质性呼吸道疾病，多种细胞 (嗜酸性粒细胞、气道平滑肌细胞) 及细胞组分 (细胞因子) 均参与哮喘发生及发展过程，其主要与气道高反应性、可逆性气流受限有关。目前其发病机制尚不明确，从分子水平探讨哮喘发病机制对提高临床诊断及治疗效果均具有重要意义。研究表明长链非编码RNA (long noncoding RNA, LncRNA) 可通过调控基因转录过程进而参与多种疾病发生及发展\。相关研究指出LncRNA还可在免疫应答、炎症反应及细胞因子表达过程中发挥重要作用。

1. 哮喘发病机制的相关研究

目前关于哮喘发生及发展与气道慢性炎症及免疫反应等有关，研究表明CD4+T细胞等辅助性T淋巴细胞亚群功能紊乱与哮喘发病过程密切相关，抗原刺激CD4+T细胞后可分化出Th1与Th2两个细胞亚群，机体受到抗原刺激时，导致Th1/Th2细胞因子比例失衡，Th2细胞亚群功能明显升高，而Th1细胞亚群功能明显降低，这就是免疫应答的异常反应。Th1/Th2细胞因子比例趋向于Th2细胞时可促进哮喘形成及进展，其中Th1细胞代表为干扰素γ (Interferonγ，IFN-γ) ，哮喘患者血清IFN-γ表达水平明显降低并可参与哮喘发生及发展过程，IFN-γ可通过抑制IgE介导的炎症反应，进而抑制气道慢性炎症反应，而Th2细胞因子主要为白细胞介素-4 (Interleukin, IL-4) ，IL-4可促进血管内皮细胞粘附分子表达，进而促使嗜酸粒细胞聚集于炎症部位，进而引发气道炎症，Th2细胞因子可通过激活肥大细胞及嗜酸性粒细胞，进而参与哮喘发生及发展过程。以上研究表明Th1/Th2细胞因子表达异常引发机体产生免疫应答及气道炎症反应，进而导致哮喘疾病发生。研究显示LncRNA可调节基因转录、蛋白合成等生物学过程，进而参与类风湿性关节炎等多种自身免疫疾病发生及发展过程。LncRNA与Th1/Th2细胞因子是否存在相关性，换言之，LncRNA是否可通过调控Th1/Th2相关细胞因子表达，进而参与哮喘发生及发展过程，值得深入研究。

2. LncRNA是哮喘的生物学标志物

哮喘发病机制涉及分子、基因及蛋白表达过程，目前临床多采用对症治疗方法，LncRNA与哮喘发生及发展的关系研究越来越多，拟为哮喘病理研究及治疗方法提供新思路，研究表明哮喘患儿血清中LncRNA BCYRN1表达水平明显升高且随疾病程度加重而逐渐升高，其还与炎性因子IL-4、IgE等炎性因子表达水平呈明显正相关关系，LncRNA BCYRN1表达水平高低不仅与哮喘患儿病情程度有关，还可作为监测疾病进展及评估患者预后的重要指标。有研究表明哮喘患者支气管上皮细胞中LncRNA NR-030347、LncRNA NR-003075等20个LncRNA表达上调，基因组学分析并鉴定，非重度与重度哮喘患者的原代气道平滑肌细胞中LncRNA类型及功能，结果显示LncRNA PVT1可促使重度哮喘患者气道平滑肌细胞白细胞介素-6 (IL-6) 释放进而加重气道炎症反应，而LncRNA PVT1表达水平可作为评估哮喘疾病严重程度的重要指标。提示LncRNA可参与哮喘发生及发展过程，部分LncRNA可通过诱发炎性细胞因子，进而加快哮喘疾病进展，也有部分LncRNA可抑制炎性细胞因子释放，进而减缓哮喘病情进展。

3. LncRNA、哮喘与表观遗传修饰的关系

LncRNA可通过调控表观遗传修饰、翻译及转录后等过程进而调节蛋白编码基因及表观遗传基因表达，其中表观遗传修饰主要为组蛋白修饰、DNA甲基化、miRNA及LncRNA等非编码RNA的干扰等。研究表明LncRNA可直接干扰转录因子与DNA启动子结合，进而抑制基因表达，还可通过促使DNA甲基化并促使肿瘤抑制基因沉默，进而促进肿瘤细胞增殖、迁移及侵袭，同时部分LncRNA能够激活辅助蛋白或与转录因子结合进而抑制基因表达。以上研究表明LncRNA与表观遗传修饰密切相关。DNA甲基化修饰及miRNA、LncRNA非编码RNA等表观遗传修饰，均可参与肺部气道重塑及修复过程，研究显示哮喘患者气道结构细胞重塑、修复过程及炎性细胞均与组蛋白翻译后修饰等表观遗传修饰密切相关。研究表明哮喘患者支气管活检样本及外周血单核细胞中组蛋白脱乙酰酶活性明显降低，而组蛋白乙酰转移酶活性明显升高。LncRNA可与多梳抑制蛋白1/2 (组蛋白修饰复合体) 亚基EZH2、SUZ12等结合进而调控组蛋白修饰，还可与DNA甲基转移酶结合并促使启动子区甲基化减少进而调控DNA甲基化过程，此外LncRNA还可沉默平滑肌祖细胞中同源盒基因D簇基因表达，进而参与染色质重塑过程。以上研究提示哮喘发生及发展过程与表观遗传修饰有关，而LncRNA是否可通过调控表观遗传修饰，进而参与哮喘发病过程值得深入研究。

4. LncRNA与气道平滑肌细胞的相关研究

LncRNA BCYRN1在哮喘大鼠气道平滑肌细胞中呈高表达，药物处理后LncRNA BCYRN1表达水平降低并促使miR-150表达水平增加，进而抑制气道平滑肌细胞增殖及迁移。研究表明LncRNA NCRNAS在原发性气道平滑肌细胞中发挥重要调节作用，气道平滑肌细胞增殖可加重气道炎症反应，而皮质类固醇可有效抑制其增殖速率，相关研究显示基因间LncRNA LINC00882, LINC00883, PVT1与基因间LncRNA RP11-46A10.4可分别充当miR-1207-5p、miR-371-5p、miR-940、miR-150的“海绵”功能进而参与哮喘患者气道平滑肌细胞增殖及迁移等生物学过程。研究显示LncRNA MALAT1可通过激活自噬调节，进而促进哮喘气道平滑肌细胞生长及迁移。关于miRNA-mRNA-LncRNA在哮喘患者发病机制中的作用途径进行分析，结果发现miR-133a-3p与LncRNA AC144831.1以及miR-133a-3p与LncRNA AC144831.1相互作用，进而参与重症哮喘发病过程。近来相关研究证实LncRNA GAS5可通过调控miR-10a/BDNF通路，进而促进气道平滑肌细胞增殖。以上研究结果提示LncRNA可通过与miRNA相互作用并间接调控miRNA靶基因表达进而调控气道平滑肌细胞增殖及迁移等过程，而气道平滑肌细胞增殖可加重气道炎症反应进而引发哮喘。关于LncRNA与哮喘发病机制的研究相对较少，尤其LncRNA直接调控哮喘的研究不足，首先应采用生物信息学方法检测哮喘患者原代培养的气道平滑肌细胞，进而鉴定miRNA、LncRNA，根据GO分析及KEGG功能富集等寻找差异性表达的LncRNA，其次采用体外或模型实验，鉴定这些LncRNA对气道平滑肌细胞的影响，同时还应将理论研究中所得结果进行临床试验，检测其在哮喘患者血清中表达，并分析其是否可作为诊断哮喘及评估患者预后的有效指标。