MicroRNAs在高血壓疾病中的研究進(jìn)展

王輝波　楊　俊

(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院心血管病研究所 三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院心內(nèi)科，湖北　宜昌　443003)

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MicroRNAs在高血壓疾病中的研究進(jìn)展

王輝波楊俊

(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院心血管病研究所 三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院心內(nèi)科，湖北宜昌443003)

MicroRNAs；高血壓；腎素-血管緊張素-醛固酮

高血壓是全球最常見的慢性病之一，預(yù)計從2000 年到 2025年間，高血壓全球發(fā)病率將增加10%，增加約5.6億患者〔1〕。在我國，估計目前高血壓患病人數(shù)已經(jīng)超過2億，且知曉率、治療率和控制率較低〔2〕。如果不能早期發(fā)現(xiàn)和采取合適的治療方法，持續(xù)高壓會導(dǎo)致嚴(yán)重的心、腦、腎及其他器官損傷或疾病，如心肌梗死(MI)、心衰(HF)、腎功能衰竭和中風(fēng)，從而嚴(yán)重影響人們的健康和生存質(zhì)量〔3〕。

眾所周知，高血壓是一種復(fù)雜的多因素疾病，一系列的機(jī)制參與其發(fā)病，包括腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)與交感神經(jīng)系統(tǒng)的過度激活、血管內(nèi)皮功能障礙、氧化應(yīng)激等，其中RAAS的過度激活起著最為關(guān)鍵的作用〔4〕。MicroRNAs (miRNAs)是一類高度保守的單鏈小分子(21 ～ 25個堿基)非蛋白編碼RNA，與特異性靶基因mRNA 3'-UTR 區(qū)結(jié)合，通過轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控細(xì)胞功能。研究表明，miRNAs表達(dá)異常與一系列疾病關(guān)系密切，其中包括高血壓〔1〕。最近研究顯示，高血壓患者較正常對照組相比，有大約27種miRNAs表達(dá)異?！?〕。本文綜述了miRNAs通過調(diào)節(jié)RAAS的多個部位參與高血壓發(fā)病的機(jī)制。

1　microRNA的生物合成及功能

自從1993由Lee等〔3〕第一次發(fā)現(xiàn)到如今，miRNA是最熱門的研究領(lǐng)域之一。miRNA為進(jìn)化上高度保守的單鏈非編碼小RNA，由真核生物細(xì)胞產(chǎn)生〔4〕。miRNA來自于miRNA基因和編碼蛋白的基因的內(nèi)含子，最初在RNA聚合酶Ⅱ催化下轉(zhuǎn)錄成長的初級轉(zhuǎn)錄物(pri-miRNA)，隨后，他們中主要部分通過核復(fù)合體Drosha RNaseⅢ因子拼接形成pre-miRNA〔5〕，并由Exportin-5運出細(xì)胞核到胞質(zhì)。胞質(zhì)中的pre-miRNA 被Dicer RNA核糖核酸酶Ⅲ酶加工并形成雙鏈RNA(miRNA-miRNA*復(fù)合物)，其中只有一條鏈優(yōu)先保留形成成熟的miRNA，而另一條從miRNA-miRNA *復(fù)合物中降解〔5〕。

成熟的單鏈miRNA附著于mRNA分子上RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC)的3′非翻譯區(qū)(UTR)，通過降解mRNA或抑制蛋白質(zhì)翻譯導(dǎo)致mRNA沉默〔6〕。在過去的二十多年，人們對miRNA調(diào)節(jié)細(xì)胞基本功能(包括細(xì)胞增殖，分化，凋亡，遷移等)的作用機(jī)制進(jìn)行了廣泛的研究〔4〕。

2　RAAS與高血壓

RAAS參與調(diào)節(jié)多種生理功能，如血流動力學(xué)、電解質(zhì)平衡和循環(huán)容量等，而RAAS過度激活是高血壓最重要的發(fā)病機(jī)制〔1〕。RAAS級聯(lián)開始時腎球旁細(xì)胞(JGE細(xì)胞)分泌腎素進(jìn)入血液循環(huán)，血漿腎素裂解血管緊張素原(AGT)形成血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)。隨后，AngⅠ被血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)催化形成八肽的血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)〔7〕。

AngⅡ發(fā)揮著重要的升高血壓作用，可獨立影響腎對鈉重吸收，直接作用于小動脈影響血管收縮，作用于腦刺激鹽欲和口渴行為，作用于交感神經(jīng)增加交感神經(jīng)張力。同時，AngⅡ也可以作用于腎上腺皮質(zhì)促進(jìn)醛固酮分泌，醛固酮可作用于集合管，促進(jìn)對鈉和氯的重吸收，從而增加循環(huán)容量、升高血壓〔8〕。

3　miRNA與高血壓

3.1miR-181a交感神經(jīng)系統(tǒng)的過度激活是高血壓的另一個重要的發(fā)病機(jī)制，交感神經(jīng)的激活除了通過收縮外周阻力血管、增加心率等途徑升高血壓外，腎交感神經(jīng)還可刺激腎素的釋放，腎素的釋放是產(chǎn)生AngⅡ和升高血壓的關(guān)鍵限速步驟〔7〕。遺傳性高血壓小鼠(BPH/2J)表現(xiàn)為交感神經(jīng)系統(tǒng)過度活化，Jackson等〔9〕發(fā)現(xiàn)BPH /2J小鼠中miR-181a和腎素之間呈負(fù)相關(guān)。Marques等〔10〕發(fā)現(xiàn)高血壓患者miR-181a表達(dá)降低，同時伴有腎素mRNA表達(dá)增加。因此推斷，miR-181a與血壓水平呈負(fù)相關(guān)，其機(jī)制可能是miR-181a抑制交感神經(jīng)的活化和腎素的產(chǎn)生。

3.2miR-145AngⅡ是RASS的中心。ACE的表達(dá)升高與高血壓的發(fā)生密切相關(guān)，而ACE的表達(dá)因剪切應(yīng)力而下調(diào)。Kohlstedt等〔11〕發(fā)現(xiàn)，剪切應(yīng)力降低ACE的表達(dá)由miR-145(位于染色體5q33)介導(dǎo)。Hu等〔12〕研究表明miR-145b表達(dá)增高誘導(dǎo)ACE蛋白水平下調(diào)并不是通過降低mRNA水平。因此，miR-145通過轉(zhuǎn)錄后水平對ACE進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié)，從而降低血壓。

3.3miR-155Ang Ⅱ有兩種類型的受體：AngⅡ受體1(AGT1R)和AngⅡ受體2(AGT2R)，其中AGT1R參與調(diào)控心血管系統(tǒng)的多種生理病理機(jī)制，包括促進(jìn)兒茶酚胺釋放、導(dǎo)致血管收縮、升高血壓等。相反，AGT2R發(fā)揮抑制RASS的心血管保護(hù)作用并降低血壓〔13〕。編碼AGT1R的基因位于染色體3q，包含五個外顯子〔14〕。最新研究表明，miR-155(位于21號染色體)通過結(jié)合到編碼AGT1R mRMA的3′非翻譯區(qū)，從而沉默AGT1R mRNA的表達(dá)〔15〕。而miR-155降低AGT1R mRNA的表達(dá)可被轉(zhuǎn)錄生長因子-β1和抗-miR-155抑制，從而導(dǎo)致AGT1R mRNA和蛋白表達(dá)水平升高〔16〕。以上表明miR-155抑制AGT1R蛋白表達(dá)水平，從而發(fā)揮降低血壓的作用。

3.4miR-124和miR-135a醛固酮與醛固酮受體(MR)特異性結(jié)合，促進(jìn)腎臟對Na+和水的重吸收而增加循環(huán)容量，發(fā)揮升高血壓的作用。MR由醛固酮受體基因(NR3C2)編碼〔17〕，NR3C2缺乏小鼠因為嚴(yán)重低Na+和缺水而在出生不久死亡〔18〕。Solber等〔19〕發(fā)現(xiàn)，miR-124和 miR-135a可以抑制NR3C2基因的表達(dá)，導(dǎo)致MR蛋白水平降低，而其mRNA水平并未受到明顯改變，miR-124和 miR-135a通過轉(zhuǎn)錄后水平抑制MR的數(shù)量，從而發(fā)揮降低血壓的作用。

3.5miR-421和miR-143自從在2000年第一次被Donoghue等〔20〕發(fā)現(xiàn)，血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)一直被認(rèn)為是一種RAAS的負(fù)性調(diào)節(jié)酶，直接將Ang Ⅱ分解成Ang(1-7)，而Ang(1-7)的功能與ACE/Ang Ⅱ/AGT1R通路相反，從而發(fā)揮心血管保護(hù)作用〔21，22〕。Lambert等〔23〕發(fā)現(xiàn)，miR-421(位于染色體 X q13.2)可以減少ACE2蛋白水平，而其mRNA水平未發(fā)生明顯改變，同時對ACE2的同源物ACE的mRNA和蛋白水平均沒有影響。因此證實，miR-421通過轉(zhuǎn)錄后水平下調(diào)ACE2的產(chǎn)生，從而減少Ang Ⅱ的分解而發(fā)揮著升高血壓的作用〔23，24〕。相似地，Gu等〔25〕通過miR-143抑制大鼠的ACE2和Ang(1-7)水平，從而升高血壓。

3.6miR-483-3pKemp等〔26〕發(fā)現(xiàn)miR-483-3p(位于11號染色體)是一種神奇的RAAS相關(guān) miRNA，它可以抑制4種不同的RAAS相關(guān)基因(AGT，ACE，ACE2，AGTR2)的表達(dá)，而這些作用可被抗-mir-483-3抑制〔27，28〕。miR-483-3p通過抑制AGT和ACE降低Ang Ⅱ的生成，從而發(fā)揮著降低血壓的作用。與此同時，miR-483-3p還可以抑制ACE2與AGTR2的產(chǎn)生，ACE2、AGTR2分別與其同源物ACE，AGTR1相反，發(fā)揮著降低Ang Ⅱ水平或抑制Ang Ⅱ的作用，所以miR-483-3p可以通過抑制ACE2、AGTR2的表達(dá)升高血壓，這與前面的降壓作用完全相反。而miR-483-3p對血壓的綜合影響還有待進(jìn)一步研究。

4　總結(jié)與展望

RAAS的過度激活作為高血壓的重要發(fā)病機(jī)制具有里程碑的意義，它為高血壓的預(yù)防和治療提供了重要的理論基礎(chǔ)。而microRNA通過轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)RAAS系統(tǒng)的多個組成成分，從而在高血壓的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要，其中一些miRNAs通過抑制RAAS發(fā)揮著降壓作用，另外一些則相反。隨著人們的進(jìn)一步研究，miRNAs可能成為高血壓診斷、治療上的新靶點。

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〔2015-12-19修回〕

(編輯李相軍)

國家自然科學(xué)基金(81170133,81200088,81470387)；三峽大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金(2015CX098)

楊俊(1962-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事心血管疾病的臨床及基礎(chǔ)研究。

王輝波(1990-)，男，在讀碩士，主要從事心血管疾病的研究。

R544.1

A

1005-9202(2016)16-4108-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.16.111