人体很多重要生理功能和病理生理机制都围绕中心法则,这一中心法则就是DNA(脱氧核糖核酸)到蛋白质的遗传信息流。DNA是遗传信息的贮存场所,蛋白质是生物学功能的主要执行者,RNA(核糖核酸)是两者纽带,但DNA上编码蛋白质的区域不超过3%,而大部分可以转录成RNA,在RNA水平直接发挥功能,因而统称非编码RNA,非编码RNA是指不编码蛋白质的RNA,包括rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA、microRNA等已知功能的RNA,还包括未知功能的RNA。这些RNA的共同特点是都能从基因组上转录而来,但是不翻译成蛋白,在RNA水平上就能行使各自的生物学功能。非编码RNA从长度上来划分可以分为三类:小于50 nt,包括microRNA、siRNA、piRNA;50 nt到500 nt,包括rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA、SLRNA、SRPRNA等;大于500 nt,包括长的mRNA-like的非编码RNA,长的不带polyA尾巴的非编码RNA等。在细胞中,含量最高的是rRNA和tRNA这两种常见的非编码RNA。
微小RNA(miRNA)是序列上高度保守的小RNA分子,不能编码蛋白质,人类1/3的基因受到miRNA调控,微小RNA参与了细胞增殖,分化,凋亡,自噬,新陈代谢,免疫反应,生长发育,衰老等病理生理过程。
原发性高血压2025年将达到15.6亿,原发性高血压发生发展是一个复杂的过程,涉及多种危险因素,如高钠,低钾,过量饮酒,吸烟,长期精神紧张,遗传因素也起到重要作用,微小RNA和非编码RNA异常表达与原发性高血压发生发展密切相关。
我国扩张性性心肌病(DCM),发病率为13-84/10万,5年死亡率达25%,扩张性心肌病也与非编码RNA密切相关。
非编码RNA与心血管疾病关系:心血管疾病作为全球范围内导致死亡的主要原因之一,其发病机制涉及多个层面的复杂生物学过程。近年来,非编码RNA(ncRNA)在心血管疾病中的作用逐渐成为研究的热点。非编码RNA是指不直接编码蛋白质的RNA分子,包括微RNA(miRNA)、长非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)等。它们通过调控基因表达、影响细胞增殖、凋亡、分化等生物学过程,参与心血管疾病的发病过程。
非编码RNA的类型与功能:微RNA(miRNA)
miRNA是一类长约20-25个核苷酸的非编码RNA,通过与靶mRNA的3'非翻译区(3'UTR)特异性结合,导致mRNA降解或抑制其翻译,进而在转录后水平调控基因表达。许多miRNA已被证实与心血管疾病相关,如miR-1、miR-133、miR-208等。长非编码RNA(lncRNA)
lncRNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA,其功能和作用机制相对复杂。lncRNA可以通过与DNA、RNA或蛋白质结合,参与染色质重塑、转录调控、RNA剪接、翻译调控等多个生物学过程。在心血管疾病中,一些lncRNA的异常表达与疾病的发生和发展密切相关。
环状RN(circRNA)
circRNA是一类具有闭合环状结构的非编码RNA,具有稳定性高、不易被降解等特点。circRNA在心血管疾病中的作用尚不完全清楚,但已有研究表明,一些circRNA可以通过调控miRNA的表达和活性,参与心血管疾病的发病过程。
非编码RNA与心血管疾病的关系
动脉粥样硬化:动脉粥样硬化是心血管疾病的主要病理基础之一。研究表明,多种非编码RNA如miR-34a,miR-126、lncRNA MALAT1等在动脉粥样硬化过程中发挥重要作用。它们可以通过调控内皮细胞功能、炎症反应、血管平滑肌细胞增殖等生物学过程,影响动脉粥样硬化的发生和发展。
心肌梗死:心肌梗死是心血管疾病中最为严重的一种类型。在心肌梗死过程中,一些非编码RNA如miR-1、miR-133等表达水平发生显著变化。它们可以通过调控心肌细胞凋亡、自噬等生物学过程,影响心肌梗死的程度和预后。
心力衰竭:心力衰竭是心血管疾病的常见并发症。一些非编码RNA如miR-21、miR-29b、lncRNA CHRF等在心力衰竭过程中发挥重要作用。它们可以通过调控心肌细胞肥大、纤维化等生物学过程,影响心力衰竭的发生和发展。
非编码RNA在心血管疾病中扮演重要角色,为心血管疾病的诊断和治疗提供了新的思路和方法。未来,随着对非编码RNA功能机制的深入研究,相信会有更多针对非编码RNA的心血管疾病治疗策略和药物被开发出来,为心血管疾病的防治贡献力量。