小干擾RNA與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的關(guān)系研究進(jìn)展

王 寬，王 東，鄭柳穎，左國(guó)興，張明惠，杜新平

(天津市第五中心醫(yī)院，天津 300450)

小干擾RNA(microRNA)是新近發(fā)現(xiàn)的一類由內(nèi)源基因編碼的長(zhǎng)度為21～25個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，它參與人體多種生理病理功能。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)microRNA與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(CAHD)的發(fā)生、發(fā)展與預(yù)后存在密切關(guān)系。因此，本文就microRNA與CAHD的關(guān)系的研究進(jìn)展做一綜述。

1 microRNA的發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生機(jī)制

Lee Feinbaum和Ambros等于1993年首次在線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種RNA，該RNA雖然在體內(nèi)不編碼任何蛋白質(zhì)，但卻可以形成一對(duì)RNA轉(zhuǎn)錄本，單獨(dú)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄本能通過(guò)抑制lin-14核蛋白的表達(dá)，調(diào)節(jié)線蟲的生長(zhǎng)發(fā)育。對(duì)于上述現(xiàn)象，研究者們認(rèn)為是由于mRNA 3＇非編碼區(qū)獨(dú)特的重復(fù)序列與lin-4有部分序列互補(bǔ)造成的，從而致使lin-4表達(dá)水平下調(diào)或降解［1～4］。microRNAs起源為內(nèi)源性表達(dá)轉(zhuǎn)錄本，總長(zhǎng)度約為21～25 nt的雙鏈RNA分子，具有典型的發(fā)卡或短發(fā)卡結(jié)構(gòu)［5，6］。microRNA 產(chǎn)生途徑始于pri-microRNA轉(zhuǎn)錄本。首先，一個(gè)70～100 nt的發(fā)卡狀RNAs在細(xì)胞核內(nèi)被核Drosha酶切割成為pre-microRNA，后者被帶有核輸出信號(hào)蛋白exportin 5的載體轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞核，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，被Dicer酶切割為21～25 nt的microRNA或被Dicer酶的同族物加工為成熟的20～24 nt microRNA，此時(shí)段的microRNA可以與RISC復(fù)合體結(jié)合，并與靶mRNA互補(bǔ)，從而使互補(bǔ)序列降解或表達(dá)下調(diào)［7～9］。

2 microRNA與CAHD發(fā)病機(jī)制

2.1 microRNA與冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)皮功能異常 血管內(nèi)皮細(xì)胞襯附在血管表面，直接與血液接觸，易受到血液中各種氧化代謝產(chǎn)物的影響而產(chǎn)生損傷，使其通透性增高，并產(chǎn)生大量黏附分子及非對(duì)稱性二甲基精氨酸，這些物質(zhì)進(jìn)一步介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的形成并加重血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，最終導(dǎo)致CAHD的發(fā)生。血管內(nèi)皮損傷是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的重要因素。研究顯示，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的各個(gè)階段都有不同程度的血管內(nèi)皮損傷和功能障礙。近年來(lái)，隨著對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生機(jī)制研究的不斷深入，很多研究結(jié)果表明microRNA在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。Harris等［10］研究發(fā)現(xiàn)，miR-126可對(duì)血管黏附因子1(VCAM-1)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其黏附到血管內(nèi)皮細(xì)胞表面。當(dāng)miR-126表達(dá)下調(diào)時(shí)，腫瘤壞死因子2(TNF2)可刺激VCAM-1表達(dá)，進(jìn)一步刺激白細(xì)胞貼壁附著于血管內(nèi)皮細(xì)胞，對(duì)血管內(nèi)皮造成損傷，進(jìn)而影響內(nèi)皮功能。另有研究顯示，microRNA-10a可對(duì)其靶基因 βTCR和MAP3K7進(jìn)行調(diào)控從而影響NF-κB信號(hào)通路，激活細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子與靶基因結(jié)合，進(jìn)一步介導(dǎo)血管內(nèi)皮炎癥，加重血管內(nèi)皮損傷［11］。上述研究均顯示microRNA在介導(dǎo)血管內(nèi)皮炎癥反應(yīng)中起到一定作用，進(jìn)而影響血管內(nèi)皮功能。

2.2 microRNA與氧化應(yīng)激 活性氧自由基在具有很高的氧化性，其在動(dòng)脈粥樣硬化形成及CAHD發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞中的活性氧自由基是細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的，體內(nèi)很多生物酶均參與該過(guò)程，主要包括輔酶Ⅱ氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)和黃嘌呤氧化酶等。其中SOD是體內(nèi)對(duì)抗氧自由基的關(guān)鍵酶，其可將氧自由基進(jìn)行還原，使其失去強(qiáng)氧化性，從而降低氧自由基對(duì)血管內(nèi)皮的損傷。有研究顯示，microRNA-21可抑制SOD表達(dá)，使血管內(nèi)皮中氧自由基增多，加速血管內(nèi)皮損傷和粥樣硬化進(jìn)程［12］。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，microRNA-21可增強(qiáng)H2O2介導(dǎo)的血管及心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而加重動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程和心肌損傷［13］。Liu等［14］在研究受體交互蛋白-1時(shí)發(fā)現(xiàn)，該蛋白可以被microRNA-155抑制。而受體交互蛋白-1參與多種氧化應(yīng)激反應(yīng)，因此，microRNA-155可能在動(dòng)脈粥樣硬化反應(yīng)中起保護(hù)作用。

2.3 microRNA血管再生 急性完全性心肌缺血缺氧導(dǎo)致組織壞死、瘢痕修復(fù)。此過(guò)程主要表現(xiàn)為心肌細(xì)胞壞死后刺激新生血管形成，繼而成纖維細(xì)胞沿血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移，構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)成分進(jìn)而形成瘢痕組織。新血管的生成在心肌梗死后的心肌修復(fù)及側(cè)支循環(huán)建立起至關(guān)重要的作用。這些新生血管可為殘存心肌細(xì)胞提供必要的血液供應(yīng)，對(duì)于維持部分心肌的功能是十分重要的。新生血管主要是在多種血管生長(zhǎng)趨化因子的作用下以出芽方式逐漸生長(zhǎng)并建立側(cè)支循環(huán)。參與新生血管生成的趨化因子主要有血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、血管生成素及血小板轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(PDGF)等。其中VEGF是目前研究較多的一種血管生長(zhǎng)刺激因子。大量研究表明，體內(nèi)多種microRNA均參與血管生成過(guò)程。Fish等［15］研究發(fā)現(xiàn)microRNA-126可以靶定SPRED1、VCAM1和 PIK3R2基因并共同調(diào)控VEGF的表達(dá)，影響新生血管生成。Wang等［16］在敲除編碼microRNA-126基因的小鼠中發(fā)現(xiàn)PIK3R2和SPRED1基因表達(dá)水平明顯升高，進(jìn)而抑制VEGF通路，導(dǎo)致新生血管數(shù)量減少、血管內(nèi)皮完整性降低，產(chǎn)生出血等，從而證實(shí)microRNA-126與新生血管的完整性有關(guān)。另有研究顯示，將編碼microRNA-210的基因敲除后，新生血管內(nèi)皮細(xì)胞功能會(huì)受到抑制，導(dǎo)致血管內(nèi)皮完整性下降，通透性增高。因此，microRNA與參心肌缺血后新生血管形成的多個(gè)步驟，同時(shí)可能成為心肌梗死治療的新靶點(diǎn)。

3 microRNA與CAHD治療

雖然目前對(duì)microRNA的體內(nèi)生物學(xué)功能及其在調(diào)節(jié)CAHD發(fā)生發(fā)展機(jī)制方面的研究并不十分完善，但現(xiàn)有結(jié)論充分體現(xiàn)了microRNA在CAHD治療方面的巨大潛力。已有研究表明，microRNA-1能被β腎上腺素刺激并增加拷貝數(shù)，繼而導(dǎo)致心肌缺血。倍他樂(lè)克為β腎上腺素受體阻斷劑，該藥有可能通過(guò)降低體內(nèi)microRNA-1的表達(dá)水平從而實(shí)現(xiàn)心肌保護(hù)作用。但目前microRNA作為藥物還存在很多難以解決的問(wèn)題，如脫靶效用、無(wú)法在體內(nèi)穩(wěn)定表達(dá)及免疫原性等。但隨著研究的不斷深入，以上問(wèn)題會(huì)一一得到解決。

4 microRNA與CAHD預(yù)后分析

對(duì)CAHD患者病變嚴(yán)重程度作出準(zhǔn)確判斷，預(yù)測(cè)心肌梗死發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，從而作出恰當(dāng)?shù)脑缙诟深A(yù)已成為CAHD防治的重點(diǎn)［17］。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展及大規(guī)模高通量分析技術(shù)的產(chǎn)生，使應(yīng)用芯片技術(shù)全面分析與CAHD患者病變程度有關(guān)的microRNA成為現(xiàn)實(shí)。Bostjancic等［18］采用microRNA芯片技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死患者miR-1、miR133等多種microRNA表達(dá)下調(diào)，而miR-208出現(xiàn)拷貝數(shù)增多，提示上述microRNA有可能成為預(yù)測(cè)急性心肌梗死的新的生物學(xué)標(biāo)記物。

5 展望

盡管microRNA在CAHD發(fā)生發(fā)展及治療領(lǐng)域的重要性越來(lái)越受到關(guān)注，有望可作為CAHD發(fā)生、發(fā)展的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，但目前其在CAHD治療方面的應(yīng)用仍處在研究的初期階段。到目前為止，microRNA的表達(dá)模式及生物學(xué)功能已部分得到闡明，但許多機(jī)制仍不明確，相信隨著研究的不斷深入，microRNA在CAHD的診斷、監(jiān)測(cè)、治療預(yù)防及預(yù)后判斷中的作用將日益凸顯［19，20］。

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