微小核糖核酸與心血管疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

李 瑩，宋春莉，劉 斌，蔡 丹，留志賢

（吉林大學(xué)第二醫(yī)院，吉林長(zhǎng)春130041）

微小核糖核酸與心血管疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

李 瑩，宋春莉＊，劉 斌，蔡 丹，留志賢

（吉林大學(xué)第二醫(yī)院，吉林長(zhǎng)春130041）

微小核糖核酸（microRNA，miRNA）為非編碼RNA（ncRNA），它長(zhǎng)度約22個(gè)核苷酸序列，與特定信使在相應(yīng)的位點(diǎn)結(jié)合，通過改變信使RNA的穩(wěn)定性來調(diào)節(jié)翻譯過程，發(fā)揮調(diào)控作用，是一種重要的調(diào)控因子。多個(gè)研究發(fā)現(xiàn)miRNA作為ncRNA物種一個(gè)非常重要的部分［1］，其存在鼠、線蟲、果蠅等多個(gè)物種中，迄今為止估計(jì)人類miRNA序列編碼約有1000個(gè)，預(yù)測(cè)它們可能調(diào)控約20%－30%的人類基因［2］。miRNA家族主要作用是在損傷狀態(tài)下或某些疾病狀態(tài)下表現(xiàn)為量的特異性改變［3］。其調(diào)節(jié)至少一半的轉(zhuǎn)錄和合成，發(fā)揮調(diào)控工作與管理工作，協(xié)調(diào)很多常見的蛋白調(diào)節(jié)機(jī)制［4］。許多miRNA表達(dá)特定組織和特定階段發(fā)育表達(dá)［5］，miRNA發(fā)揮其功能通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)的信使核糖核酸（mRNA）翻譯，很穩(wěn)固，他們通過mRNA調(diào)節(jié)特定細(xì)胞過程目標(biāo)識(shí)別導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成的抑制作用［6］。如：一個(gè)特定的miRNA可能與多個(gè)目標(biāo)mRNA結(jié)合（發(fā)散miRNA途徑），一個(gè)特定的mRNA可能與不同miRNA結(jié)合位點(diǎn)不同，并設(shè)置相關(guān)的miRNA可能影響一個(gè)給定的路徑在不同層次（收斂miRNA途徑），這些特征創(chuàng)建一個(gè)三維miRNA－mRNA轉(zhuǎn)換（相互交叉發(fā)生在一個(gè)細(xì)胞）的各個(gè)發(fā)展階段的變化，來調(diào)控細(xì)胞年齡、病理生理狀態(tài)［7］。最近的一次報(bào)道說明與心血管相關(guān)的miRNA目標(biāo)mRNA經(jīng)審查，miRNA作為調(diào)控基因被證明是可能的，而且，他們還通過其他調(diào)控機(jī)制工作，如在細(xì)胞核調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，一旦目標(biāo)被綁定，miRNA可以通過調(diào)控作用影響溶酶體，因此，miRNA可以調(diào)節(jié)特定細(xì)胞生理、病理過程抑制蛋白合成作用。

1 miRNA在心肌發(fā)展和心肌疾病的調(diào)控

以往研究表明miRNA與許多疾病有關(guān)，如“心肌肥厚，炎癥，動(dòng)脈粥樣硬化等”，許多疾病都與miRNA失調(diào)相關(guān)［8］，miRNA在抑制轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)心血管的正常運(yùn)轉(zhuǎn)體內(nèi)平衡及影響心臟病的發(fā)病機(jī)理、診斷和預(yù)后的重要性都確立了科學(xué)證據(jù)。心力衰竭可由心肌肥厚、心肌梗死等引起，miRNA參與了這些病理過程，通過研究miR－1、miR－208與表達(dá)心肌肥厚受體之間存在的因果關(guān)系，miRNA在心肌肥厚中的重要地位首次評(píng)估，miRNA調(diào)節(jié)機(jī)制優(yōu)先表達(dá)了與心肌肥厚有關(guān)。

miR－208a被發(fā)現(xiàn)由一個(gè)基因編碼的肌球蛋白重鏈α內(nèi)含子，在心肌肥大，調(diào)控過程本身定位，miR－208靶蛋白為甲狀腺激素受體蛋白，miR－208與其結(jié)合可以阻斷心力衰竭模型的基因表達(dá)；miR－1和miR－133兩者通過調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞數(shù)量、類型，在心肌發(fā)育及心肌肥厚的調(diào)控中具有重要作用，同時(shí)還參與調(diào)節(jié)心肌電活動(dòng)。miR－1發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)胰島素樣生長(zhǎng)因子－1通路，直接抑制胰島素生長(zhǎng)因子－1及其受體分泌的調(diào)節(jié)目標(biāo)及與此相關(guān)的途徑，促進(jìn)心肌細(xì)胞的凋亡。研究證明miR－21和miR－29亞型與心肌重塑有直接聯(lián)系，這表明miRNA控制心肌重塑的不同組件。隨著進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA控制從根本上所有心血管生物學(xué)的關(guān)鍵方面如血管生成、代謝、衰老［9］，以及心肌重構(gòu)的炎癥過程：例如，有研究發(fā)現(xiàn)miR－155控制巨噬細(xì)胞的活動(dòng)，從而通過一種間接調(diào)節(jié)心肌肥厚。最近，通過對(duì)新生幼鼠和成年鼠外周血研究發(fā)現(xiàn)miRNA，miR－590－3p和miR－199a－3p亞型在心肌梗死周圍區(qū)域心肌細(xì)胞增殖，表達(dá)明顯增高［10］。這些結(jié)果，如經(jīng)證實(shí)，提示miRNA能恢復(fù)心肌梗死后左心室功能和促進(jìn)功能恢復(fù)。

2 miRNA 的血管病理生理學(xué)

有研究證明miRNA作用在調(diào)控平滑肌細(xì)胞增殖和成熟、血管重構(gòu)、骨髓細(xì)胞和內(nèi)皮功能過程。血管損傷后，平滑肌細(xì)胞增殖，對(duì)組織進(jìn)行修復(fù)，在細(xì)胞功能障礙時(shí)，miR－10a的微分表達(dá)式被發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的監(jiān)管促炎的內(nèi)皮細(xì)胞表型敏感地區(qū)通過抑制促炎的粘附分子。miRNA對(duì)血管有雙向作用：①與血管生成相關(guān)：如miR－92a、miR－20a、miR－126；②促血管生成因素而調(diào)整表達(dá)：如miR－155、miR－31、miR－20a、miR－132、miR－210。如血管生成、血管損傷、血管重塑、動(dòng)脈粥樣硬化等等血管發(fā)生病變時(shí)，miRNA表達(dá)改變。

循環(huán)miRNA有望作為心血管疾病的新的標(biāo)志物

miRNA在細(xì)胞外環(huán)境非常穩(wěn)定，它們可在血液和其他體液中檢測(cè)，其易于檢測(cè)、含量豐富、特異性強(qiáng)，或許可作為心血管疾病臨床診斷的新的生物標(biāo)志物。

2.1 心力衰竭

心肌缺氧、缺血可引起心功能衰竭。在缺氧情況下，心肌再生包括廣泛的心肌重塑，可減少心肌需氧，增加心臟收縮功能。在心衰實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)miRNA存在上調(diào)、下調(diào)基因表達(dá)，同樣調(diào)節(jié)人類心衰機(jī)制，其中上調(diào)基因（miR－129，miR－21，miR－210，miR－211，miR－423，miR－199等），下調(diào)基因（miR－182，miR－30，miR－526）?，F(xiàn)在心力衰竭還沒有發(fā)現(xiàn)特異性miRNA，miR－423－5p在心力衰竭患者被發(fā)現(xiàn)顯著增加［11，12］，但是miR－423－5p和miR－133a兩者都不與腦型利鈉肽水平、左室功能、或心肌重構(gòu)水平相關(guān)［13］。急性心衰病人，只有miR－499顯著升高（2倍），舒張性心功能不全時(shí)其他miRNA沒有顯著變化［14］。近來在無缺血的收縮性心力衰竭時(shí)發(fā)現(xiàn)miR－519e＊，miR－520d，miR－1231，miR－200b＊，miR－622，和miR－1228增加與腦型利鈉肽水平相關(guān)［15］。

2.2 心肌肥厚

miRNA作為調(diào)控因子，參與心肌肥厚的病理過程，在有關(guān)心肌肥厚動(dòng)物模型試驗(yàn)中，miRNA的檢測(cè)表達(dá)水平明確了上調(diào)和下調(diào)基因。有12個(gè)miRNA被發(fā)現(xiàn)在肥厚性心肌病患者明顯升高，但只有3個(gè)（miR－199a－5p，miR－27a，and miR－29a）與心肌肥厚有關(guān)，特別是miR－29a明顯與肥大和纖維化相關(guān)通過心臟核磁共振評(píng)估，在肥厚性心肌病中作為識(shí)別一個(gè)心肌重塑評(píng)估指標(biāo)的潛在生物標(biāo)志物［16］。

2.3急性心肌梗死

有報(bào)道證實(shí)在急性心肌梗死病人中miR－1，miR－133a，miR－499及miR－208a升高，由于心肌細(xì)胞壞死和大規(guī)模釋放血液［17，18］。最近調(diào)查時(shí)間依賴性釋放與急性心肌梗死相關(guān)的miRNA：miR－1，miR－133a，and miR－208a，在急性心梗心肌損傷時(shí)第一個(gè)4小時(shí)內(nèi)持續(xù)升高［19］。在傳統(tǒng)生物標(biāo)志物可以檢測(cè)急性心肌梗死之前。在一項(xiàng)研究中比較人類和小鼠循環(huán)miRNA，人類miR－1，miR－133a，和miR－133b高峰出現(xiàn)在肌鈣蛋白T之前，然而，鼠的miR－499在鼠發(fā)生心肌梗死時(shí)似乎是一個(gè)更加敏感標(biāo)志［20］。在急性心梗時(shí)、不穩(wěn)定型心絞痛、應(yīng)激性心肌病病人miR－1和miR－133a增加的［21］，循環(huán)水平miR－499和miR－208b與肌鈣蛋白T價(jià)值在心臟病人相關(guān)［14］。循環(huán)水平miR－133a已經(jīng)與預(yù)后磁共振標(biāo)記，例如梗死大小，血管障礙，心肌挽救指標(biāo)，但無法獨(dú)立預(yù)測(cè)臨床事件。miR－133a相比應(yīng)激性心肌病在急性心梗時(shí)明顯增加，從健康個(gè)體中把急性心肌梗死的病人區(qū)分出來的特異信號(hào)包括miR－1、miR－16、miR－26a、和miR－133a［22］。miR－208提出了作為新生物標(biāo)志物，因?yàn)樗蔀闄z測(cè)血漿中在癥狀出現(xiàn)前1至4小時(shí)，當(dāng)肌鈣蛋白低于界限值（因?yàn)樗切募√赜械模?，因?yàn)樗窃诮】凳茉囌吆图毙孕募」Ｋ啦∪藳]有［17］。然而，預(yù)測(cè)效果評(píng)估m(xù)iRNAs（miR－1，miR－133a，miR－133b，miR－208a，miR－208b，and miR－499）在急性心梗仍存在爭(zhēng)論，因?yàn)椴环€(wěn)定心絞痛患者之間存在相當(dāng)大的重疊［23］，所以臨床應(yīng)用miRNAs作為標(biāo)記物仍然被限制，和其他標(biāo)記物分析（如高敏肌鈣蛋白T），是目前比定量聚合酶鏈反應(yīng)更容易進(jìn)行化驗(yàn)需要評(píng)估循環(huán)miRNA。

對(duì)于miRNAs預(yù)后價(jià)值評(píng)估，盡管miR－133a和miR－423存在時(shí)間依賴改變，但與左心室功能或腦利鈉肽水平無明顯相關(guān)性［13］。miR－208b被發(fā)現(xiàn)是一個(gè)溫和但重要的6個(gè)月死亡率的預(yù)測(cè)指標(biāo)，但是，在預(yù)測(cè)510病人6年死亡率試驗(yàn)中，miR－499和肌鈣蛋白T沒有顯著區(qū)別［24］。評(píng)估急性心肌梗死和循環(huán)miRNA聯(lián)系，一個(gè)前瞻性研究共進(jìn)行了有19種miRNA的相關(guān)試驗(yàn)，在急性心梗時(shí)miR－223和miR－197顯示負(fù)關(guān)聯(lián)，然而miR－126顯示明顯相關(guān)［25］。miR－126一個(gè)旋轉(zhuǎn)內(nèi)皮和血管完整性，在血小板主要是豐富的，但它的作用仍在爭(zhēng)論［26］。

展望

miRNA是一種新的調(diào)控因子，對(duì)于生物發(fā)育、細(xì)胞增殖、凋亡都有重要調(diào)控作用，直接參與很多心血管疾病的病理生理過程，隨著miRNA在心血管疾病中調(diào)控功能的探索研究，其與心血管疾病關(guān)系將得到進(jìn)一步完善及闡述，雖然它的作用存在爭(zhēng)論，相信隨著新檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，循環(huán)miRNA有望成為心血管疾病的新的生物標(biāo)志物，期待其早日應(yīng)用于臨床，為心血管疾病預(yù)測(cè)、早期診斷提供新的檢測(cè)手段。

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2014－01－24）

1007－4287（2015）02－0341－03

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