作者：湖北中医药大学（赵小云）；湖北中医药大学附属新华医院/湖北省中西医结合医院神经外科（胡博玄、刘子华、刘红朝）

颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）具有致残率高、病死率高、治疗费用高与生活质量低的特点，是全世界亟需重点关注的健康和社会经济问题。临床上，TBI的检查手段主要有颅脑CT、MRI、彩色多普勒超声等，但存在检查时间长、器官结构及病变显示有限、诊断主观性强、受部分容积效应影响等局限性。

TBI生物标志物研究逐渐深入并趋向应用于临床，为TBI的诊断、监测及评估提供了重要的辅助手段。目前，与TBI相关的标志物主要有常规生化标志物（血糖、C反应蛋白、降钙素、同型半胱氨酸等）与脑组织损伤类标志物（S100B、NSE、GFAP等）。深入研究TBI后生物分子标志物的变化及其规律，有助于弥补传统诊断方式的不足，为TBI后续治疗提供新的临床理论依据和线索。

TBI相关基因组学研究也是TBI走向精准医疗的重要靶向思路之一。最近有研究发现TBI在发生发展过程中产生大量与DNA、RNA相关的新兴生物分子标志物，如长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA），即使在TBI的早期，这些标志物就可以在血清和脑脊液中检测到，其敏感性和特异性比影像学检查更具优势。

lncRNA是指从基因组产生的长度大于200个核苷酸的转录本，具有广泛的生物学功能。研究表明，lncRNA 是中枢神经系统（central nervous system，CNS）疾病的重要调节因子，可能成为诊断、评估、治疗和预后判断的关键生物标志物之一。目前，TBI具体的病理机制尚不明确，但研究表明TBI的发生发展与神经兴奋性毒性、异常氧化应激、神经炎症、细胞凋亡、血脑屏障损伤及血管生成等生理病理过程密切相关。

lncRNAs与TBI的研究迄今为止还相对较少，其具体参与TBI的发生发展过程也尚不清楚。本文对目前与TBI相关lncRNA作用机制的新进展进行综述。

1. TBI 后脑组织lncRNA 的表达变化

lncRNA在脑组织中具有特定的表达谱，在CNS的发育和CNS 疾病发生发展中发挥着独特作用。TBI后，大量lncRNA异常表达。Zhong等运用TBI小鼠模型发现TBI后24 h损伤部位周围皮层许多lncRNA和mRNA发生显著改变，与炎症反应、免疫反应、神经代谢及血管生成等病理学机制相关。

Wang等对大鼠TBI后海马lncRNA进行微阵列分析发现lncNR002704、lnc ENSRNOT00000062543、lnc Zfas等271个lncRNAs表达有显著差异。这些异常表达的lncRNAs可能通过炎症、细胞周期和细胞凋亡的相关通路参与神经炎症反应、细胞凋亡、细胞坏死、DNA转录等生理病理学过程以调节继发性损伤。

非编码核富集转录体1（nuclear enriched abundant transcript 1，Neat1）是一种lncRNA，是副核的形成和维持的主要成分，TBI后表达出现显著变化，TBI后24 h，损伤部位周围的大脑皮层中Neat1的表达约为正常脑组织的3倍。生长停滞特异性蛋白5（growth arrest-specific transcripts 5，GAS5）是一种在生长停滞细胞中丰富的lncRNA。临床研究表明，GAS5在重型TBI中表达与TBI损伤的严重程度及预后存在相关性，提示血浆GAS5的表达量可能作为TBI诊断和预后判断的潜在新生物学标志物。

2. lncRNA 与TBI 后炎症反应

炎症反应被认为是TBI 常见且重要的病理机制，在此过程中有小胶质细胞、星形胶质细胞与T细胞等细胞等参与，抑制小胶质细胞活化和神经炎症会阻碍TBI的发展进程。lncRNA通过介导神经炎症参与TBI后许多病理生理过程。同源异型框A11反义RNA（homeobox A11 antisense RNA，HOXA11-AS）是lncRNA家族的成员。

动物实验表明其过表达促进促炎因子白介素（interleukin，IL）-1β、IL-6和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的分泌，抑制miR-121-3p表达和激活Toll样受体4（Toll like receptor 4，TLR4）/核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信号通路，促进星形胶质细胞和小胶质细胞的活化，从而加重脑水肿、细胞凋亡及神经功能缺损，而TBI后神经炎症的加重可能是通过“miR-124-30-MDK”信号通路来调节。

Liu 等发现lncKCNQ1OT1 基因座转录而来的反义RNA（KCNQ1overlapping transcript 1，KCNQ1OT1）表达水平在TBI造模后第7 d达到峰值，通过沉默KCNQ1OT1表达能够靶向调节miR-873-5p/TRAF6/p38/NF-κB信号通路，促进脑组织小胶质细胞M2极化与M1极化，抑制外泌体分泌，抑制IL-1β、IL-6、TNF-α、p38、髓样分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）和肿瘤坏死因子受体相关蛋白6的表达，进而降低小胶质细胞神经炎症，起到神经保护作用。

lncRNAHOX 基因座转录而来的反义RNA（HOX transcriptantisense RNA，HOTAIR）在活化的小胶质细胞中高表达，进一步研究构建的TBI细胞模型在9 h内对lncRNA HOTAIR的干扰可以通过促进泛素连接酶1介导的MYD88泛素化、TLR4和离子钙结合适配器分子1的表达水平以抑制小胶质细胞活化和炎症因子释放。

Meng等发现脂多糖诱导的小胶质细胞培养的母系表达基因3（maternally expressed gene 3，MEG3）表达量显著增加，会加剧小胶质细胞激活和炎症反应，并呈现时间及剂量依赖性。通过降低lncRNA MEG3表达量可以负向调节下游靶标miR-7a-5p，调控下游蛋白NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3）、半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶1（Cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase1）、IL-1β和TNF-α的表达水平，抑制小胶质细胞活化与异常炎症反应。

3. lncRNA 与TBI 后神经细胞凋亡

lncRNA不仅与细胞异常炎症反应存在关联，也从多方面、多靶点、多通路参与细胞凋亡过程。细胞凋亡是一种由多因素诱导，多机制重叠而触发细胞内预存死亡程序的细胞主动性的死亡方式。促炎症因子（如IL6、IL-1B、IL10、TNF-α、NLRP3）、促凋亡因子（Bax、Caspase家族、NF-κB、Fas）的大量产生引起终末产物的大量堆积。

神经细胞凋亡的加重，可以诱发CNS组织损伤及脑血管重构，并影响脑神经系统结构的完整性，从而导致一系列CNS疾病发生。小鼠TBI模型动物实验显示，下调lncRNA 锌指反义1（zinc finger antisense 1，ZFAS1）在TBI造模后1、3 d小鼠运动功能增强，CNS损伤的严重程度和脑积水都得到改善，表明沉默lncRNA ZFAS1后可改善TBI小鼠的神经功能、运动功能和记忆功能。

在沉默lncRNA ZFAS1的小鼠脑组织TUNEL阳性细胞数量下降，促凋亡相关蛋白Bax、Caspase3表达水平下调，提示lncRNA ZFAS1可以靶向调控细胞凋亡而缓解TBI诱导的小鼠脑损伤。He等发现NF-κB相互作用的lncRNA可以与直接靶向NLRX的miR-195竞争结合，促进神经元增殖、抑制细胞凋亡来改善神经元损伤。

有研究表明，lncRNA H19基因座转录而来的反义RNA（H19 transcript antisense RNA，lncRNA H19）与缺血缺氧的环境具有直接关联。沉默lncRNA H19作用于H19-miR-19a-Id2轴以调控下游miR-19a和DNA结合/分化抑制剂2的双重竞争性相互作用，可促进TBI模型缺氧缺血条件下的神经元凋亡。Neat1可能对TBI后的细胞凋亡发挥重要调节作用。

动物实验证实沉默Neat1可导致凋亡相关因子Caspase3和TNF-α显著升高。同时，贝沙罗汀作为类维生素AX受体的选择性激动剂可在TBI后对细胞凋亡起到神经保护作用，贝沙罗汀可上调lncRNA Neat1表达水平，抑制细胞凋亡和炎症，从而使小鼠在TBI后更好地恢复功能。

4. lncRNA 与TBI 后氧化应激反应

氧化应激与TBI 的发生发展可能存在密切联系。在缺氧、血管闭塞等条件下，可能出现激活细胞内外调节途径、生物膜脂质过氧化、蛋白变性、Ca2+稳态失衡、线粒体内电子传递链功能异常，氧化-抗氧化动态平衡失调，活性氧过度生成，激活下游Caspase 级联反应，加速细胞死亡。

lncRNAAK046375是TBI后变化最显著的lncRNA之一。细胞实验发现，lncRNA AK046375通过螯合miR-491-5p以增加金属硫蛋白-2（metallothionein 2，MT2）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽（glutathione，GSH）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的表达水平，而降低丙二醛的含量。

沉默lncRNAAK046375后氧化应激相关指标如GSH、SOD、MT2和CAT等的表达均显著降低，而过表达后这些指标则显著上调，但随着时间的推移，lncRNA-AK046375与各氧化应激指标含量间并未出现显著的线性变化关系。有关lncRNA通过改善细胞内氧化应激水平参与TBI进程的研究还处于起步阶段，有待进一步实验验证。

5. lncRNA 与TBI 后血脑屏障损伤与血管生成

血脑屏障是由脑微血管内皮细胞、周细胞、星形胶质细胞、细胞间的紧密连接、完整的基膜以及神经胶质膜构成，由此将血液与大脑内环境分隔，调节分子物质的流入与流出。血脑屏障特性的改变是不同CNS疾病病理和进展的重要组成部分。血脑屏障功能障碍可能是TBI发生的潜在因素。

TBI环境下，血脑屏障异常损伤可能与紧密连接功能障碍、周细胞损伤、星形胶质细胞损伤等病理过程密切相关，并出现不同程度的脑水肿或脑肿胀。另一方面，血管生成也是TBI后神经修复与再生的关键因素。成熟脑微血管内皮细胞，特别是内皮尖端和杯状细胞，参与血管生成的各个步骤。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factors，VEGFs）表达能够介导血管生成与血管再生，改善血脑屏障功能障碍，具有神经营养和神经保护活性，促进TBI的康复。

有研究表明，lncRNA 钾电压门控通道亚家族Q成员1（voltage-gated K ion channel KCNQ1，KCNQ1）在TBI后血脑屏障通透性的调控中发挥作用。Liu等发现体外造模24 h内人类肺腺癌转移相关转录本1（lncRNA metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，lnc MALAT1）在星形胶质细胞和小胶质细胞中的表达显著降低，但其表达水平与时间并无线性关联。

lnc MALAT1能够激活神经营养因子血管生成素1（angiopoieti-1，Ang1）的表达和促进血管生成，改善TBI模型小鼠的认知缺陷。一些药物如替莫唑胺可通过调节lncRNA发挥调节血脑屏障功能的作用。此外，TBI的严重程度与凝血功能紊乱存在一定程度关联，包括血小板数目及功能障碍、内源性促凝与抗凝因子变化。血脑屏障异常改变导致循环微粒增加，是凝血因子级联反应发生的主要原因，从而引发凝血功能紊乱，加剧疾病发展。目前，针对lncRNA通过保护血脑屏障、促进血管生成以改善TBI的研究仍缺乏确切的证据，其是否能够成为治疗TBI的有效靶点仍有待进一步研究。

6. lncRNA 与TBI 后缺氧反应

缺血缺氧反应在TBI的发生发展中起到重要作用。临床研究显示TBI 后出现缺氧反应，通常是由脑灌注不足和继发性缺血引起的。TBI会损害脑灌注和血氧饱和度，升高颅内压，进而导致神经元死亡，并出现各种感知与动功能障碍。有研究表明缺氧因子家族（hypoxia-inducible factors，HIFs）是TBI中的关键因子。

脑细胞处于缺血缺氧状态不仅会影响血管生成，还会导致异常炎症反应及细胞凋亡。实验研究发现，lncRNA BC088414的过表达可增加肾上腺素能受体β2抗体（adrenergic receptorbeta 2，Adrb2）和Caspase6的表达以促进细胞凋亡，其表达水平在TBI后24 h到达高峰，从而加重缺氧缺血条件下神经细胞损伤。Zhao等发现GAS5在缺氧缺血性损伤的脑组织内呈过表达，并在第7天达到峰值，通过沉默lncRNA GAS5能够靶向miR-23a以降低下游细胞凋亡相关因子和Caspase7的表达水平，减少脑梗死面积，一定程度的促进神经元功能恢复。

来源：赵小云,胡博玄,刘子华,等.lncRNA在颅脑损伤中作用机制的研究进展[J].中国临床神经外科杂志,2024,29(10):624-628.DOI:10.13798/j.issn.1009-153X.2024.10.012.

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