高血壓相關(guān)miRNAs及其單核苷酸多態(tài)性研究進展

齊涵，劉崢，劉彬，曹寒，張玲

· 綜述 ·

高血壓相關(guān)miRNAs及其單核苷酸多態(tài)性研究進展

齊涵1，劉崢1，劉彬1，曹寒1，張玲1

在精準醫(yī)學的時代背景下，有關(guān)慢性病的精準診斷和個體化精準治療得到了飛速發(fā)展，其中以miRNAs為代表的表觀遺傳學和轉(zhuǎn)錄組學研究更是成為慢性病病因?qū)W研究的基石。miRNAs參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的機制以及與miRNAs相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）位點是近20年研究的熱點。高血壓作為最常見的慢性病是亟待解決的重大公共衛(wèi)生問題，其表觀遺傳組學水平的研究自從第一個miRNAs被發(fā)現(xiàn)以來就未曾停歇，也取得了一定突破。本文主要整理了近些年報道的與高血壓相關(guān)的miRNAs及其SNPs，從研究對象、表達水平變化和可能的致病通路等角度進行總結(jié)，旨在為實現(xiàn)高血壓的精準診斷和精準治療提供理論依據(jù)。

1　高血壓與miRNAs概述

高血壓是一種常見的慢性非傳染性疾病，以體循環(huán)動脈血壓增高為主要特征（收縮壓≥140 mmHg和（或）舒張壓≥90 mmHg，1 mmHg=0.133kPa）。其病因復(fù)雜，涉及環(huán)境、遺傳等多個方面。高血壓發(fā)病機制主要包括交感神經(jīng)系統(tǒng)活性亢進、腎性水鈉潴留、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（RAAS）激活和細胞膜離子轉(zhuǎn)運異常等[1]。由于高血壓病因復(fù)雜多樣，會導(dǎo)致全身性多器官損害且臨床上尚無可治愈的藥物，不僅嚴重影響患者的生活質(zhì)量，也給整個家庭帶來沉重的經(jīng)濟負擔。因此，闡明高血壓的致病機制，針對不同患者開展個性化的精準治療是攻克高血壓這一重大公共衛(wèi)生問題的關(guān)鍵研究思路，而表觀遺傳學概念的提出也為研究復(fù)雜的多基因疾病提供了一個契機。表觀遺傳現(xiàn)象指的是DNA序列不發(fā)生變化但是基因表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，包括轉(zhuǎn)錄表達的調(diào)控和基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控。本文主要從轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的表觀遺傳學角度以及遺傳學中的單核苷酸多態(tài)性角度總結(jié)與高血壓相關(guān)的國內(nèi)外研究進展。

MicroRNA（miRNAs）為16至22個核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼RNA，屬于小RNA（smallRNA）家族中的一員[2]。它主要作用于靶基因 3'端非編碼區(qū)（3'UTR），在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達[3]。雖然第一個miRNA lin-4在1993年就被發(fā)現(xiàn)[4]，但miRNAs領(lǐng)域真正的發(fā)展是伴隨著2000年let-7的發(fā)現(xiàn)而為人們所熟知[5]。根據(jù)權(quán)威miRNAs數(shù)據(jù)庫miRBase的統(tǒng)計，截止至2014年6月，該數(shù)據(jù)庫已收錄miRNAs條目28 645個，說明miRNAs已引起眾多學者的廣泛關(guān)注。雖然miRNAs不直接編碼蛋白質(zhì)，但其參與基因的緘默和基因組防御的過程同樣可以影響疾病的發(fā)展。目前已知的miRNAs的功能包括調(diào)控細胞生長周期[6]，參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[7]，參與細胞凋亡和代謝過程[8]以及在腦組織中發(fā)揮重要作用[9]。與miRNAs相關(guān)的疾病主要包括腫瘤、心腦血管疾?。ǜ哐獕骸⒛X卒中和動脈粥樣硬化）以及代謝性疾病。本文主要概括總結(jié)不同種類的miRNAs及其SNPs對于高血壓的影響。

2　研究方法

利用檢索詞“microRNAs”和“hypertension”及其近義詞檢索Pubmed、中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫。文獻納入標準為：①病例對照研究；②利用miRNAs芯片或測序技術(shù)；③包含miRNAs表達水平的變化情況；④miRNAs與高血壓的關(guān)聯(lián)性研究。

3　高血壓與miRNAs的相關(guān)性

血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）是RAAS系統(tǒng)中的主要活性物質(zhì)，通過與特定受體結(jié)合發(fā)揮作用（AT1R），例如收縮血管、增強心肌收縮力以及促進醛固酮的分泌等。這些作用的直接結(jié)果是導(dǎo)致血壓的升高[10]?，F(xiàn)有大量實驗已證明一些miRNAs可以作用于生成AngⅡ的基因，從而導(dǎo)致高血壓的發(fā)生。徐嬋嬋等利用自發(fā)性高血壓（SHR）大鼠和正常血壓對照的WKY大鼠的主動脈和心臟來探討miRNAs與高血壓發(fā)生的關(guān)系。結(jié)果表明miR-155在雄性成年SHR大鼠主動脈中的表達量低于WKY大鼠，并且通過靶基因的預(yù)測發(fā)現(xiàn)血管緊張素Ⅱ1型受體（AGTR1a）為miR-155作用的靶基因之一，由此可推斷miR-155表達異常可能為血壓升高的原因[11]。在另一篇文獻中，Donato Santovito等[12]按照有無高血壓將22例患有頸動脈硬化的患者分為兩組（高血壓組15例、血壓正常組7例），分別取動脈粥樣硬化斑塊檢測miRNAs的表達，利用實時定量PCR來驗證其差異性。結(jié)果顯示高血壓組中的miR-145表達量明顯高于血壓正常組，此外，用血管緊張素受體拮抗劑進行治療會導(dǎo)致miR-145表達的大幅度升高，提示miR-145與高血壓有一定相關(guān)性。由于樣本量的限制，該研究未得到有意義的結(jié)果，還需要進一步的探索。除了與AngⅡ有一定關(guān)聯(lián)性，高血壓相關(guān)的miRNAs還與血管平滑肌的收縮、調(diào)節(jié)血管緊張度和脂質(zhì)代謝等有關(guān)，使得miRNAs可以從不同角度對高血壓的發(fā)生產(chǎn)生影響。表1匯總了目前發(fā)表的與高血壓相關(guān)的miRNAs的研究結(jié)果。

4　miRNAs靶基因單核苷酸多態(tài)性對高血壓的影響

SNP指的是在基因組水平上由于單個堿基的突變導(dǎo)致DNA序列的多態(tài)性變化，其突變頻率＞1%[24]。2007在英國人群中進行的大規(guī)模全基因組關(guān)聯(lián)性研究（GWAS）表明SNPs與許多人類常見疾病之間存在關(guān)聯(lián)[25]。

發(fā)生在基因3'端非編碼區(qū)的SNP可能會通過影響miRNAs和靶基因的結(jié)合從而干擾正常生理代謝。miRNAs有一特定的種子區(qū)，一般位于5'端2-7堿基之間[26]，如果該區(qū)域發(fā)生多態(tài)性變化將會對miRNAs的功能產(chǎn)生更大的影響。Praveen Sethupathy等[24]通過檢索dsSNP數(shù)據(jù)庫總結(jié)了9個人類靶基因位點中包含的12個SNPs。其中，AGTR1靶位點存在3個SNPs，而re5186（1166A/C）正好位于與miR-155種子區(qū)相結(jié)合區(qū)域，因而假設(shè)該SNP會對miR-155的功能產(chǎn)生影響。隨后他們進行了體外實驗，用3種不同的熒光素酶報告基因的含量來檢測不同等位基因與miR-155結(jié)合的情況。結(jié)果顯示：在miR-155存在的情況下，1166A等位基因的含量明顯降低而1166C等位基因的含量無變化，這說明1166C會干擾miR-155與靶基因的結(jié)合從而對血壓產(chǎn)生影響。該文又總結(jié)了40篇不同人種中AGTR1 1166C和血壓相關(guān)性的研究，其中有18篇認為1166C是發(fā)生高血壓的危險因素。盡管由于種族的原因使得不同的文章之間的可比性不強且犯I型錯誤的幾率較高，但這些文章也充分說明1166C等位基因在不同種族中與高血壓密切相關(guān)。表2中總結(jié)了一部分和高血壓相關(guān)的miRNAs靶基因SNPs情況，其中包括實驗證實的SNPs和通過計算預(yù)測的SNPs。

表1　高血壓相關(guān)miRNAs研究結(jié)果匯總

靶基因的單核苷酸多態(tài)性可能只是miRNAs致病通路上的一環(huán)，而miRNAs本身的SNPs也會影響疾病的發(fā)生。有關(guān)這一方面的文獻較少，還需要我們繼續(xù)探索。

5　展望

隨著科技的不斷發(fā)展，人們把目光聚焦到了以前所未達到的微觀世界，更多的只有幾個堿基長度的小分子被人們發(fā)現(xiàn)，例如microRNA、circRNA等。它們可能是疾病致病機制中的關(guān)鍵物質(zhì)，是以前黑匣子里不為人知的部分。探索基因水平和分子水平的目的是更好的預(yù)防疾病和促進健康，所以其應(yīng)用價值應(yīng)得到重視。我們尋找和高血壓相關(guān)的miRNAs是為了找到一種能有效代表疾病發(fā)生的遺傳標志物，從而在疾病早期進行干預(yù)而延緩或阻止疾病進展，這是我們進行研究的最終目的。就目前來說，有關(guān)miRNAs的實驗多選擇大鼠為研究對象，因此外推到人時的不確定性很大，所以我們需要進行大樣本的人群實驗來證明動物實驗的假設(shè)?，F(xiàn)在有關(guān)從外泌體中提取miRNAs的研究引起了人們的重視[29]，因為相對從白細胞中提取來說，外泌體的獲得更加方便，很多體液都含有外泌體，例如尿液、血液和唾液。如果在進行大樣本的人群實驗時采用收集比較好獲得的尿液的方法來提取miRNAs，將會降低工作難度，而受試者的依從性也會提高。但由于其提取技術(shù)還不成熟，將外泌體和其他膜性結(jié)構(gòu)相區(qū)別還有難度。通過外泌體來研究miRNAs的生物功能，甚至作為生物標志物來預(yù)測疾病是日后發(fā)展的趨勢[30]。

表2　高血壓相關(guān)miRNAs靶基因SNP

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本文編輯：楊新穎，姚雪莉

R544.1

A

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