microRNAs：高密度脂蛋白膽固醇干預(yù)治療心血管疾病的新靶標(biāo)*

劉夢迪,李金容,吳 冰,石 璐 綜述,周云濤,田 衛(wèi)，2,3△ 審校

(1.河北醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院,石家莊 050011；2.河北省唐山市工人醫(yī)院 063000；3.河北省唐山市臨床分子診斷與治療重點實驗室 063000)

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·綜 述·

microRNAs：高密度脂蛋白膽固醇干預(yù)治療心血管疾病的新靶標(biāo)*

劉夢迪1,李金容2，3,吳 冰2，3,石 璐2，3綜述,周云濤2，3,田 衛(wèi)1，2,3△審校

(1.河北醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院,石家莊 050011；2.河北省唐山市工人醫(yī)院 063000；3.河北省唐山市臨床分子診斷與治療重點實驗室 063000)

心血管疾?。?高密度脂蛋白膽固醇； miRNAs

《中國心血管病報告2014》指出“心血管病已成為僅次于腦卒中危害我國居民健康的第2大病死原因，冠心病的發(fā)病率和病死率呈持續(xù)性增長趨勢”。這一現(xiàn)狀使心血管事件的“剩留風(fēng)險問題”變得更為突出?！笆Ａ麸L(fēng)險問題”是低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平控制達(dá)標(biāo)情況下，心血管事件再發(fā)生的臨床實踐問題。強化他汀類藥物治療能夠進(jìn)一步減低心血管事件和病死風(fēng)險，但仍未完全解決與高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、高三酰甘油(TG)密切相關(guān)的剩留風(fēng)險問題。“提高HDL-C水平”為心血管事件剩留風(fēng)險的防控提供了一種解決方案[1]。然而，一項匯集117 411例標(biāo)本的薈萃分析顯示，在廣泛使用他汀類藥物治療背景下，提高HDL-C水平的藥物，如煙酸、貝特類、CETP抑制劑等，未能降低心血管病的病死率，說明這類藥物未能達(dá)到改善HDL-C功能的作用[2]。microRNAs介導(dǎo)的膽固醇代謝精細(xì)調(diào)控理論為“HDL-C功能改善”的假說提供了新的契機(jī)?，F(xiàn)對miRNA在膽固醇代謝調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展綜述如下。

1 microRNAs生物學(xué)特點與功能

microRNAs是一類長約22個核苷酸的非蛋白編碼的RNA。通過轉(zhuǎn)錄后翻譯抑制作用，參與基因表達(dá)調(diào)控。miRBase數(shù)據(jù)庫已收錄人類基因組miRNAs前體1 881個，miRNAs成熟體2 588個，有超過60%的人類基因受到miRNAs調(diào)控[3]。miRNA信號通路的生物信息學(xué)預(yù)測分析和功能驗證表明，miRNAs與mRNAs形成錯綜復(fù)雜的信號調(diào)控網(wǎng)[4]。miRNA的優(yōu)勢特征是能夠以蛋白質(zhì)與miRNA復(fù)合體、微泡、外泌體、HDL顆粒等形式穩(wěn)定存在于血清、血漿、尿液及其他體液中，參與細(xì)胞間信號通訊，調(diào)節(jié)機(jī)體生命活動[5]。

2 經(jīng)典HDL的合成、轉(zhuǎn)運、攝取及代謝過程

HDL的合成發(fā)生在肝臟和小腸，ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運蛋白A1(ABCA1)是一個以ATP為能源進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運的膜蛋白家族成員，它促進(jìn)膽固醇和磷脂從細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞外，再與乏脂的載脂蛋白A1(ApoA-Ⅰ)結(jié)合，形成HDL的前體。該過程是合成HDL的第1步，同時也是膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(RCT)的關(guān)鍵調(diào)控點。HDL前體中游離的膽固醇在卵磷脂膽固醇脂酰轉(zhuǎn)移酶(LCAT)作用下發(fā)生酯化，最終形成成熟的HDL顆粒。

成熟的HDL膽固醇酯有3條途徑：(1)約20%的HDL膽固醇酯直接經(jīng)B族Ⅰ型清道夫受體(SR-BⅠ)作用而被肝臟攝取。(2)約70%膽固醇酯在膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白(CETP)作用下，與VLDL、LDL完成膽固醇酯交換，間接地通過VLDL和LDL與肝細(xì)胞表面LDL受體(LDLR)結(jié)合，被肝臟攝取。(3)剩余10%經(jīng)由ApoE受體清除。

LXR信號通路在調(diào)節(jié)膽固醇的合成與轉(zhuǎn)運過程發(fā)揮主導(dǎo)作用。肝X受體(LXR)是核激素受體家族的成員，存在LXRα和LXRβ 2種類型。LXRα作為膽固醇的敏感器，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)膽固醇過多時，通過與固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(SREBP)的協(xié)調(diào)作用，上調(diào)與RCT過程相關(guān)的靶基因，如ABCA/G1、ABCG5、ABCG8、磷脂轉(zhuǎn)運蛋白、ApoE等，促進(jìn)膽固醇外流，在膽固醇合成與轉(zhuǎn)運過程中發(fā)揮重要作用。

3 miRNAs與HDL-C精細(xì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

miRNAs靶向調(diào)節(jié)HDL合成、轉(zhuǎn)運、攝取和代謝過程及信號調(diào)控網(wǎng)路中關(guān)鍵基因，如ABCA1、LDLR、LXRα和SR-BⅠ等基因的表達(dá)水平與活性[6-24]。目前，HDL膽固醇酯主要清除途徑中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)點是CETP，然而由于該基因3′非編碼區(qū)的長度相對較短(<200 bp)，尚無證據(jù)表明miRNA參與調(diào)節(jié)CETP基因表達(dá)。見表1。

3.1 靶向調(diào)控ABCA1基因表達(dá)的miRNAs 10多種miRNAs已被證實參與靶向抑制ABCA1基因表達(dá)。其中miR-33在膽固醇穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制和抗動脈粥樣硬化作用中的研究頗為全面。

miR-33是一種內(nèi)含子型的miRNA，存在miR-33a和miR-33b 2種形式，分別定位于編碼固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白2(SREBF2)和1(SREBF1)基因內(nèi)。miR-33通過與其宿主基因SREBF共轉(zhuǎn)錄方式，靶向抑制ABCA1，調(diào)控細(xì)胞內(nèi)膽固醇含量。SREBP作為細(xì)胞內(nèi)膽固醇的另一敏感器，通過Insig-Srebp-Scap途徑對細(xì)胞內(nèi)膽固醇進(jìn)行反饋性調(diào)節(jié)。在低膽固醇的環(huán)境下，SREBP被激活，調(diào)控細(xì)胞膜LDLR或HMG CoA還原酶，提高胞內(nèi)膽固醇水平，共轉(zhuǎn)錄的miR-33靶向抑制ABCA1基因表達(dá)，進(jìn)一步阻止細(xì)胞內(nèi)膽固醇的外流。見表2。

多種miRNAs，如miR-144、miR-758、miR-106b、miR-19b、miR-145、miR-10b、 miR-26和miR-27b等，均可通過經(jīng)典的轉(zhuǎn)錄后翻譯抑制作用，負(fù)向調(diào)節(jié)ABCA1基因表達(dá)，調(diào)控HDL-C的合成與轉(zhuǎn)運過程。研究證實第1個正向調(diào)控ABCA1基因表達(dá)的RNA分子，miR-28-5p通過靶向抑制ERK2，從轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上調(diào)ABCA1[16]。miR-28-ERK2-ABCA1正向信號通路的證實，提示靶向抑制ERK2的miRNAs，作為天然的ABCA1激動劑，可能均具有上調(diào)ABCA1的作用，為改善HDL-C功能提供了新的思路與干預(yù)手段。

表1 miRNAs調(diào)控HDL-C靶向作用基因和作用部位

表2 抑制miR-33表達(dá)的相關(guān)實驗研究

注：2′F/MOE(miR-33抑制劑)，LNA鎖核酸(miR-33抑制劑)，CD素食飲食，WD高膽固醇飲食，“-”無效果。

3.2 靶向調(diào)控LXRα基因表達(dá)的miRNAs LXRα是膽固醇合成與轉(zhuǎn)運過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)子。已證實肝臟細(xì)胞中miR-1、miR-206、miR-613靶向調(diào)控LXRα，進(jìn)而影響其下游靶基因如ABCA1、ABCG1、SREBP和乙酰輔酶A羧化酶等基因的表達(dá)，產(chǎn)生級聯(lián)效應(yīng)[21]。巨噬細(xì)胞中過表達(dá)miR-206，反而激活LXRα的活性，上調(diào)LXRα信號通路關(guān)鍵基因[22]。miR-206的特性可能在維系肝臟與外周組織間的膽固醇穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮作用。miR-613受到SREBP-1c的轉(zhuǎn)錄激活，同時靶向抑制LXRα的活性與表達(dá)，形成LXR-SREBP-miR-613負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)膽固醇穩(wěn)態(tài)[23]。

3.3 靶向調(diào)控B族Ⅰ型清道夫受體的miRNAs SR- BⅠ是膽固醇反向轉(zhuǎn)運過程的重要成員，參與肝臟HDL膽固醇酯選擇性攝取過程。在肝細(xì)胞中miR-185、miR-96、miR-223靶向抑制SR-BⅠ的基因表達(dá)，調(diào)節(jié)HDL-C選擇性攝取過程[24]。miR-125a和miR-455可直接靶向作用SR-BⅠ，負(fù)向調(diào)控HDL膽固醇攝取過程，以及減少以膽固醇為原料的固醇類激素的合成[25]。盡管以靶向抑制SR-BⅠ的miRNAs為干預(yù)手段，能夠促使機(jī)體HDL-C水平升高，但由于限制了肝細(xì)胞對HDL-C的選擇性攝取過程，反而阻礙了膽固醇的反向轉(zhuǎn)運過程，加速動脈粥樣硬化進(jìn)程，說明應(yīng)側(cè)重于miRNA介導(dǎo)的HDL-C功能改善的作用，而不能盲目性強調(diào)HDL-C水平的變化程度。

3.4 肝臟特異性miRNA與膽固醇代謝調(diào)控 miR-122在肝臟中含量最多，占肝臟所有miRNAs的80%，是肝臟特異性miRNA分子。盡管miR-122靶向抑制基因與信號途徑尚未被證實，但已有證據(jù)顯示miR-122正向調(diào)控膽固醇合成相關(guān)分子，如3-羥基-3-甲基-輔酶A合成酶1、7-脫氫膽甾醇還原酶和鯊烯環(huán)氧酶等[26]。在小鼠和非人靈長類動物高脂模型中證實，應(yīng)用miR-122抑制劑能夠大幅降低血漿總膽固醇水平，而膽紅素、轉(zhuǎn)氨酶和肌酐等肝功能生化指標(biāo)未發(fā)生顯著變化，說明miR-122抑制劑的靶向干預(yù)具有一定的安全性[27]。

4 小結(jié)與展望

在miRNA介導(dǎo)的膽固醇代謝精細(xì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，既有以靶向抑制膽固醇代謝關(guān)鍵基因的負(fù)向調(diào)節(jié)性miRNA分子，又有通過RNA激活或間接激活方式作用的正向調(diào)節(jié)性miRNA分子。相對煙酸、貝特類、CETP抑制劑等藥物而言，膽固醇代謝調(diào)節(jié)性miRNA抑制劑或模擬物具有改善HDL-C功能的預(yù)期效果，為心血管事件剩留風(fēng)險問題提供了一種全新的解決方案。作為一種新型的干預(yù)策略，其臨床應(yīng)用的有效性與安全性，尚需充分利用生物信息學(xué)技術(shù)，剖析其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的多樣性與復(fù)雜性，并通過科學(xué)系統(tǒng)性的臨床前試驗進(jìn)行重復(fù)性功能驗證。

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河北省人社廳留學(xué)人員科技活動資助項目(2013)。

10.3969/j.issn.1673-4130.2016.20.025

A

1673-4130(2016)20-2867-04

2016-04-07

2016-06-05)

△通訊作者，E-mail:tianwei0@hotmail.com。