综述
退行性病与再生
总结长链非编码RNA的生物学功能和分子机制
中科院昆明动物所李家立团队
撰文：熊婉迪，陆林，李家立
随着人口老龄化的加剧，罹患中枢神经退行性疾病的人群也在急剧增多。神经退行性疾病主要包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩侧索硬化等。由于中枢神经退行性病变的发病机制较为复杂，因此药物在临床上的受益并不显著。深入了解神经退行性疾病的发病机制和研究进展对于其诊断和治疗都有着重要的意义。
随着基因组测序技术的迅速发展，越来越多的研究发现，恶性肿瘤、自身免疫、心血管疾病和神经系统疾病等的风险基因位点均位于功能不详的基因非编码区。近年来，随着单细胞转录组学的发展，有关长链非编码RNA在神经退行性疾病中的研究取得了显著的进展。
最近来自中国科学院昆明动物研究所李家立团队在《中国神经再生研究（英文版）》（Neural Regeneration Research）上发表了题为“Long non-coding RNAs with essential roles in neurodegenerative disorders”的综述，其对长链非编码RNA在神经退行性病变中的作用、调控机制和研究现状，以及其在治疗神经退行性疾病中的应用进行了总结，这为解决基于长链非编码RNA治疗神经退行性疾病的难题提供新的思路。
长链非编码RNA是一类长度大于200核苷酸的非编码RNA。大部分长链非编码RNA为RNA聚合酶II转录的产物，少量则由RNA聚合酶III产生，其形成过程与mRNA相似，带有5’端帽结构和3’端多聚腺苷尾。不同于mRNA的是，长链非编码RNA有着特殊的转录、加工、输出和转运方式，这提示着长链非编码RNA可能在细胞生物学功能发挥着重要的调控功能。在物种进化过程中，长链非编码RNA的形成可能来源于染色体重排，经转座子整合后形成新的转录单元；另一种形成的可能来源于正向进化选择，经一系列适应成为新的长链非编码RNA。长链非编码RNA种类繁多，其分类依据与其基因相对位置，发挥的调控功能等密切相关。从编码基因到蛋白翻译的遗传信息流中，各类型长链非编码RNA可以通过与DNA、RNA和蛋白质互作，在各个层次水平对染色质结构和功能、转录、转录后剪接和蛋白翻译发挥直接或者间接的调控作用。
长链非编码RNA在中枢神经系统中高度表达，对神经发育和进化发挥重要作用，其异常表达和基因突变与神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩侧索硬化等密切相关。李家立等通过对最新的研究进行综述，总结了得出不同的长链非编码RNA可通过多种调控模式，在转录前、转录、转录后和翻译的过程中调控阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩侧索硬化等相关基因的表达，进而参与到病理的发生发展过程中（图1）。这提示着长链非编码RNA有潜力成为神经退行性疾病的临床诊疗生物标志物和治疗靶点。虽然目前长链非编码RNA在神经退行性疾病中的功能和作用机制研究还存在多种问题，如单一体外研究的模型局限性，细胞亚型和亚细胞定位的异质性，靶向递送系统的效率和安全性等问题，但随着非编码基因调控相关研究的不断深入以及基因组测序和生物学方法的不断改进，长链非编码RNA的生物学功能和分子机制将被进一步阐明，为临床疾病的诊断和治疗提供功能的思路和理论基础。
图1长链非编码RNA在阿尔茨海默病和帕金森病中的功能和调控机制（图源：Xiong et al., Neural Regen Res, 2024）
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2024年5期发表。
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https://www.sjzsyj.com.cn/CN/10.4103/1673-5374.385850
引用本文：
Xiong W, Lu L, Li J (2024) Long non-coding RNAs with essential roles in neurodegenerative disorders. Neural Regen Res 19(6):1212-1220.
