《Acta Pharmacologica Sinica》：Echoes in the powerhouse: mito-lncRNAs contribution to cardiac function and disease
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心血管疾病（cardiovascular disease, CVD）仍是全球范围内发病率和死亡率的首要原因，其进展与心肌细胞中的线粒体功能障碍密切相关。鉴于心脏具有极高的能量需求，对线粒体稳态的精确调控——包括氧化磷酸化（oxidative phosphory
心血管疾病（cardiovascular disease, CVD）仍是全球范围内发病率和死亡率的首要原因，其进展与心肌细胞中的线粒体功能障碍密切相关。鉴于心脏具有极高的能量需求，对线粒体稳态的精确调控——包括氧化磷酸化（oxidative phosphorylation, OXPHOS）、活性氧（reactive oxygen species, ROS）平衡、钙处理以及线粒体自噬（mitophagy）——对于维持心脏功能至关重要。新近证据表明，线粒体相关长链非编码RNA（mitochondrial-associated long non-coding RNAs, mito-lncRNAs）是这些过程的重要调控因子。mito-lncRNAs既包括转位至线粒体的核编码转录本，也包括在线粒体内发挥功能的线粒体基因组编码lncRNA。这些分子通过调控线粒体基因表达、呼吸链稳定性、代谢通量和应激反应，从而影响急性心肌梗死、心力衰竭、糖尿病性心肌病、肺动脉高压及心脏重构的发病机制。本综述依据基因组来源和线粒体定位对mito-lncRNAs进行分类，并总结其在心血管生理与疾病中的机制性作用。此外，综述强调了LIPCAR、MALAT1、RMRP、H19和lncND5等关键转录本的情境依赖性效应。进一步讨论了mito-lncRNAs作为循环生物标志物的潜在价值，并审视了当前限制其治疗转化的主要挑战，包括心脏与线粒体特异性递送、机制不明确、物种保守性不足以及检测技术局限。深入理解mito-lncRNA生物学，可能为心脏中线粒体调控提供新的认识，并为心血管疾病的创新诊断与治疗策略开发提供依据。
Introduction
文章首先指出，心血管疾病（CVDs）仍是全球死亡与致残的首要病因，其负担在不同收入国家间分布不均。作者强调，线粒体功能障碍是心血管疾病发生发展的核心病理基础之一，主要表现为能量代谢紊乱、活性氧（ROS）过量生成、钙稳态失衡以及由此引发的细胞凋亡与慢性炎症。在线粒体高度富集且能量需求极高的心肌细胞中，氧化磷酸化（OXPHOS）受损可直接削弱三磷酸腺苷（ATP）生成，而电子传递链复合体Ⅰ和Ⅲ损伤又会放大ROS瀑布反应，进一步破坏线粒体DNA（mtDNA）、蛋白质和脂质，形成恶性循环。此外，mtDNA释放入胞质后还可激活cGAS-STING、Toll样受体9（TLR9）和NLRP3炎性小体等先天免疫通路，加剧心血管病理过程。
随后，正文系统回顾了长链非编码RNA（lncRNAs）的基本特征与调控方式。lncRNAs通常长度超过200个核苷酸，可在转录、转录后及表观遗传层面调控基因表达，并通过与DNA、RNA及蛋白质相互作用，参与染色质重塑、核体装配、mRNA稳定性、翻译及信号转导调节。文章强调，lncRNAs可作为引导分子、支架分子、诱饵分子或增强子，既可行使顺式（cis）调控，也可行使反式（trans）调控。近年来，越来越多证据表明，lncRNAs参与炎症、凋亡、纤维化及线粒体功能等关键环节，并在心血管疾病中发挥重要作用。在此基础上，作者引出线粒体相关长链非编码RNA（mito-lncRNAs）的概念，提出其可能通过稳定线粒体编码mRNA、维持电子传递链活性和调控线粒体质量控制，成为连接线粒体稳态与心血管病理的重要分子节点。
Mito-lncRNAs classification and functions
Classification of mito-lncRNAs
该部分首先对mito-lncRNAs进行了来源学分类。作者将其划分为两大类：一类是线粒体DNA编码的长链非编码RNA，即mtlncRNAs；另一类是核基因组编码、随后转运进入线粒体的长链非编码RNA，即nulncRNAs。前者通常为线粒体基因组直接转录产生的反义转录本，在线粒体基质内局部发挥作用；后者则需依赖特定导入机制进入线粒体，主要由多核苷酸磷酸化酶（polynucleotide phosphorylase, PNPase）识别其特定序列基序和茎环二级结构完成转运。作者指出，这类RNA在维持线粒体稳态、协调核-线粒体通讯以及调控线粒体生物发生和代谢方面具有重要意义。
Functions of mito-lncRNAs
在功能层面，作者逐一概述了多个代表性mito-lncRNAs。MALAT1为核编码lncRNA，可经HuR和线粒体跨膜蛋白2（MTCH2）转运入线粒体，并与D-loop、MT-CO2、MT-ND3和MT-CYTB等mtDNA位点相互作用，降低CpG甲基化、促进OXPHOS相关基因转录，从而维持ATP生成和线粒体生物发生。SAMMSON同样为核编码lncRNA，通过结合线粒体蛋白p32支持线粒体嵴结构完整性、呼吸链功能及氧化磷酸化能力；其在血管平滑肌细胞生理中的作用有所提示，但直接心血管疾病证据仍较有限。
RMRP是RNA加工核酸内切酶线粒体RNA组分，先由HuR介导核输出，再经PNPase导入线粒体，并由富含G序列RNA结合因子1（GRSF1）在线粒体基质中保留。其参与mtDNA复制起始、前体RNA切割和核糖体RNA加工，对线粒体呼吸功能至关重要。GAS5则位于线粒体代谢调控与心血管病理交汇处，可通过干扰延胡索酸水合酶（FH）-苹果酸脱氢酶2（MDH2）-柠檬酸合酶（CS）代谢体而调节三羧酸循环（TCA cycle）底物流动，并与动力相关蛋白1（Drp1）及应激通路相互作用，影响心肌与血管细胞的能量供给和存活。
在线粒体基因组编码lncRNA方面，lncND5、lncND6和lncCytB分别与其对应的MT-ND5、MT-ND6和MT-CYTB mRNA形成RNA-RNA双链，以稳定转录本并支持呼吸链复合体Ⅰ或Ⅲ的装配与功能。lncND5还可经TDP-43转运至胞质，与3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶1（HMGCS1）结合抑制线粒体自噬。lncCytB除稳定转录本外，还通过参与类核样结构组织和线粒体染色质构象维持mtDNA稳定性。MDL1和MDL1AS来源于线粒体D-loop区，可作为线粒体至细胞核的逆向信号分子。LIPCAR则被描述为源自CYTB和COX2位点的嵌合线粒体来源lncRNA，是具有较高临床关注度的循环标志物。H19虽然为核编码lncRNA，但可定位于线粒体并通过抑制PINK1/Parkin通路及调节内质网-线粒体接触位点来影响线粒体自噬、钙稳态及呼吸功能。
Mito-lncRNAs in cardiovascular disease pathogenesis
本部分是全文核心，系统总结了不同mito-lncRNAs在心血管疾病中的病理作用。LIPCAR主要与急性心肌梗死（AMI）后心脏重构和慢性心力衰竭进展相关。其循环水平在AMI后呈双相变化：急性期下降，慢性重构期持续升高。升高的LIPCAR提示心肌细胞线粒体应激和RNA加工异常，并与氧化磷酸化受损、ROS增多、成纤维细胞活化、细胞外基质重塑及心肌细胞凋亡相关，因此在左心室不良重构和死亡风险预测中具有较高价值。
MALAT1则表现出显著的情境依赖性。在AMI后微血管内皮细胞中，MALAT1通过miR-26b-5p/Mfn1轴调控线粒体融合与裂变平衡；持续过表达会导致ATP生成受损、mtROS升高和内皮细胞凋亡。在糖尿病性心肌病中，MALAT1作为竞争性内源RNA（ceRNA）吸附miR-185-5p，解除RhoA抑制，促进ROCK-Drp1
S616介导的线粒体裂变，引发膜电位下降、ROS积聚和caspase-3激活。在脓毒症性心肌损伤中，MALAT1还可通过抑制miR-146a、影响TLR4/NF-κB/MAPK信号，阻碍保护性线粒体自噬。
RMRP在不同疾病中的作用呈双向性。在心脏纤维化和冠状动脉疾病（CAD）中，RMRP上调可通过吸附miR-613促进心脏成纤维细胞增殖、肌成纤维分化和胶原沉积，并与病变复杂程度及主要不良心血管事件风险升高相关。相反，在阿霉素诱导的心肌毒性模型中，RMRP下调，而其恢复表达可通过调节PFN1/p53轴减轻氧化应激、线粒体功能障碍和细胞凋亡，提示其在不同病理背景下具有相反效应。
H19是文中讨论最为复杂的lncRNA之一。在肥胖相关心脏病中，H19因DNMT3b介导的启动子甲基化而下调，释放eIF4A2促进PINK1翻译，过度激活PINK1-Parkin介导的线粒体自噬，最终导致线粒体数量下降和舒张功能异常。在扩张型或糖尿病相关心肌损伤中，H19下调还会减少miR-675生成，解除其对电压依赖性阴离子通道1（VDAC1）的抑制，促进细胞色素c释放和线粒体凋亡。另一方面，AMI后早期H19上调又可通过结合YB-1解除对COL1A1等细胞外基质基因的抑制，推动纤维化和不良重构；但在另一些AMI或缺血/再灌注模型中，H19又通过miR-22-3p/KDM3A、miR-877-3p/Bcl-2及miR-143/ATG7等通路减轻焦亡、凋亡并增强自噬。于压力超负荷性肥厚和心力衰竭中，H19呈双相表达变化，并可经miR-675抑制CaMKIIδ，缓解病理性肥厚、维持线粒体能量平衡，同时参与血管生成和内皮-间充质转分化（EndMT）调控。
lncND5目前最直接的疾病证据集中于肺动脉高压。缺氧条件下lncND5下调导致MT-ND5 mRNA不稳定、复合体Ⅰ活性下降、mtROS升高，并激活PINK1-Parkin介导的过度线粒体自噬，推动肺动脉平滑肌细胞异常增殖与血管重塑。其经TDP-43转运至胞质后还能通过HMGCS1通路进一步抑制病理性增殖，提示其兼具线粒体内外双重调控功能。
Current challenges and barriers in mito-lncRNAs cardiovascular research and translation
作者随后转向转化研究难题。首先是心脏特异性递送与线粒体靶向障碍。外源lncRNA需依次跨越质膜、线粒体外膜和内膜，且缺乏类似蛋白线粒体靶向肽的专属导入信号。由于lncRNA分子较大、二级结构复杂，而心肌细胞线粒体占细胞体积比例高、内源RNA导入负荷重，因此PNPase等导入机制容易饱和；在心力衰竭或缺血状态下，膜电位下降和氧化损伤又进一步削弱导入效率。
其次是物种保守性不足。许多人类mito-lncRNAs在小鼠或大鼠中缺乏明确同源物，即使存在序列相似性，其调控元件与二级结构也可能显著不同，从而限制动物模型外推到人类心肌细胞。再次，心脏本身亦构成递送屏障。无论腺相关病毒（AAV）、脂质纳米颗粒（LNP）还是反义寡核苷酸（ASOs），系统给药都面临肝脏首过、心肌转导不均及非心脏组织蓄积问题；局部给药虽可提高暴露，却伴随缺血、心律失常及组织损伤风险。
另一关键难题是检测与定量伪影。心脏组织线粒体分离易受核和胞质污染，且mito-lncRNAs丰度常极低，核基因组中的核线粒体DNA片段（NUMTs）也会干扰测序比对与注释。此外，不同剪接和加工异构体进一步增加定量复杂性。因此，作者强调需要采用高纯度线粒体分离、线粒体特异性RNA-FISH及单分子检测等严格方法，才能确认真正的线粒体定位。最后，机制层面的不确定性和安全性监管问题同样突出。许多lncRNA在线粒体与细胞核间穿梭，常规敲低或过表达难以区分亚细胞区室特异性功能；同时，RNA治疗还需面对免疫原性、长期分布、脱靶效应及线粒体毒性评估标准缺失等问题。
Clinical translation of mito-lncRNAs: challenges and opportunities
在临床转化层面，作者认为LIPCAR、RMRP、H19和MALAT1等已初步展现出生物标志物潜力。LIPCAR在血浆和血清中稳定可测，其动态变化与左心室重构恶化、住院风险及死亡风险相关。RMRP与CAD严重程度和主要不良心血管事件密切相关。H19和MALAT1也在动脉粥样硬化负荷、心肌梗死风险及心力衰竭表型中反复被报道。当前相关研究主要依赖实时荧光定量PCR和液滴数字PCR（ddPCR），但样本采集时间、抗凝剂、归一化策略和实验室间差异仍显著影响结果一致性，因此仍需大规模、多中心、多种族前瞻性验证。
在治疗开发方面，文章认为这些lncRNA虽已在细胞和动物模型中显示出调控纤维化、肥厚、血管重塑及线粒体稳态的潜力，但距离真正成为治疗靶点仍有较大距离。未来需要在心肌细胞、内皮细胞、血管平滑肌细胞及体内疾病模型中开展更加严格的得失功能研究，并发展具有心肌嗜性和线粒体靶向能力的递送平台。作者同时提出，mito-lncRNA特征谱有望在精准心血管医学中用于区分不同线粒体病理机制主导的疾病亚型，并可能与线粒体ROS清除剂、电子传递链调节剂或线粒体自噬调控药物联用，形成更具机制针对性的干预方案。
Conclusion and future perspectives
结论部分指出，mito-lncRNAs已成为调控心脏线粒体稳态的重要分子网络，参与生物能量学、氧化应激、钙处理和线粒体质量控制等多个关键环节。LIPCAR、MALAT1、RMRP、H19和lncND5等分子的异常表达已与AMI、心力衰竭、心肌病和肺动脉高压等疾病相关，并在早期研究中显示出一定诊断、预后或治疗潜力。作者同时强调，该领域仍处于早期转化阶段，未来需通过更严格的定位验证、区室特异性机制研究、更贴近人类病理的人源模型以及更高效安全的递送系统，推动mito-lncRNAs从机制性发现迈向临床应用。
