動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)miRNA研究進(jìn)展〔1〕

王樂(lè)，王衛(wèi)杰，李惠，徐丹，盧大雷

(開(kāi)封市醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所，河南 開(kāi)封 475000)

動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)miRNA研究進(jìn)展〔1〕

王樂(lè)，王衛(wèi)杰，李惠，徐丹，盧大雷*

(開(kāi)封市醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所，河南 開(kāi)封 475000)

動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是一種嚴(yán)重危害人類(lèi)健康的血管慢性疾病，是由炎癥、免疫機(jī)制以及脂質(zhì)浸潤(rùn)等多種因素參與的綜合性病變[1]。它的主要表現(xiàn)是大量膽固醇酯在大中型動(dòng)脈血管壁內(nèi)堆積形成粥樣硬化斑塊，最終導(dǎo)致動(dòng)脈血管壁增厚、血管腔變窄或破裂，擁有極高的發(fā)病率和死亡率。作為炎癥性疾病，AS病變先是從氧化應(yīng)激導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能發(fā)生障礙開(kāi)始，隨后低密度脂蛋白(LDL)透過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞并深入內(nèi)皮細(xì)胞間隙，隨后單核細(xì)胞進(jìn)入內(nèi)膜，氧化的低密度脂蛋白結(jié)合巨噬細(xì)胞的清道夫受體而被攝取，形成巨噬源性泡沫細(xì)胞，動(dòng)脈中膜的血管平滑肌細(xì)胞遷入內(nèi)膜，攝取脂質(zhì)并轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞吞噬斑塊內(nèi)經(jīng)修飾后的脂質(zhì)形成泡沫細(xì)胞，隨之，血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子，誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞遷移，形成由纖維組織、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞構(gòu)成的纖維帽，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)炎性細(xì)胞因子被激活的炎性基因釋放，發(fā)揮促炎或抗炎的作用[2-3]。炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)分子在動(dòng)脈粥樣硬化的調(diào)節(jié)中具有重要的作用，許多miRNA就是這樣的調(diào)節(jié)分子[4-5]。

1 miRNA簡(jiǎn)介

miRNA廣泛存在于真核生物中，是一種內(nèi)源性、保守的、單鏈非編碼的小RNA，長(zhǎng)度約19～25 nt，通過(guò)與靶基因mRNA的3′-非編碼區(qū)(3′-UTR)結(jié)合，降解或抑制其翻譯，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)[6]。成熟的miRNA是先通過(guò)RNA聚合酶Ⅱ作用，產(chǎn)生初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物pri-miRNA，較長(zhǎng)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物經(jīng)過(guò) Drosha 酶和 Dicer 酶的剪切加工，隨后組裝成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC)，通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式識(shí)別靶標(biāo)mRNA，根據(jù)互補(bǔ)程度的不同指導(dǎo)RISC降解靶標(biāo)mRNA或者阻遏其翻譯，從而在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控基因的表達(dá)[7-8]。自1993年在線蟲(chóng)細(xì)胞發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在動(dòng)物、植物以及病毒體內(nèi)存在大量的miRNA[9-10]。目前，在人類(lèi)和其他真核生物中超過(guò)500 種miRNA已經(jīng)被確認(rèn)。大量的研究結(jié)果表明，在動(dòng)脈粥樣硬化中miRNA高度表達(dá)并在其中發(fā)揮著重要的作用[9]。

2 miRNA在AS中的作用

近年來(lái)，隨著對(duì)miRNA的深入研究，發(fā)現(xiàn)多種miRNA在AS發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵作用。如miR-126在AS新生血管生成中起重要作用；miRNA-142-3P在內(nèi)皮細(xì)胞氧化導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中起重要作用；miR-155通過(guò)基因MAP3K10調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)過(guò)程；此外，還有miRNA-27、MIR-129-5p、miR-384-5p等也參與AS過(guò)程。

2.1 miR-126

miR-126是內(nèi)皮細(xì)胞特異性的miRNA，其主要調(diào)控生理性血管生成，可以增強(qiáng)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的前血管生成作用，通過(guò)抑制基因Spred-1的表達(dá)來(lái)促進(jìn)血新生血管生成[11]。在胚胎血管中，miR-126參與誘導(dǎo)血管生成信號(hào)，支持不同的胚胎干細(xì)胞分化成為內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)和內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)，并促進(jìn)ECs成熟，在血管損傷和/或缺氧的情況下，miR-126上調(diào)激活ECs和EPCs，有助于血管愈合和新血管形成[12]。而miR-126缺乏會(huì)破壞胚胎血管的完整性，使新生血管減少，導(dǎo)致血管的形態(tài)和功能出現(xiàn)改變，這些都可以說(shuō)明miR-126參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生及進(jìn)展[11]。心肌梗死的動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)miR-126可以促進(jìn)缺血心肌的血管生成，改善心肌的血液灌注[13]。駱瑜等[14]通過(guò)研究不同類(lèi)型頸動(dòng)脈斑塊患者的血液miR-126水平的變化，發(fā)現(xiàn)隨著頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的進(jìn)展，由穩(wěn)定斑塊向不穩(wěn)定斑塊發(fā)展后，血液miR-126水平上升更加明顯，并且給予藥物治療后不穩(wěn)定型頸動(dòng)脈粥樣斑塊的患者的斑塊穩(wěn)定性均明顯好轉(zhuǎn)，同時(shí)外周血 hsCRP及miR-126水平也明顯下降，表明miR-126 可能參與了頸動(dòng)脈粥樣硬化的病理過(guò)程，但它在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中的具體作用及機(jī)制需要進(jìn)一步驗(yàn)證和探討。miR-126-5p由Egfl7編碼，Egfl7在成熟血管生成中發(fā)揮重要作用，Sezer等[15]研究發(fā)現(xiàn)，miR-126-5p的上調(diào)表達(dá)與高、低密度脂蛋白(LDL)和膽固醇相關(guān)，Egfl7的上調(diào)促進(jìn)斑塊內(nèi)血管生成，促進(jìn)病情惡化。

2.2 miRNA-142-3P

miRNA-142-3P是miRNA-142家族的一員，研究發(fā)現(xiàn)其參與腫瘤、干細(xì)胞和免疫系統(tǒng)的絮亂等[16-17]，但是其在AS中作用尚不清楚。氧化低密度脂蛋白(OX-LDL)刺激的單核/巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)是形成AS的一個(gè)重要過(guò)程。張紅娜[18]選擇血管內(nèi)皮細(xì)胞高表達(dá)的miRNA-142-3P，研究miRNA-142-3P 與 OX-LDL的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)用OX-LDL刺激臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞后，隨著刺激時(shí)間的增加，miRNA-142-3P的表達(dá)水平隨著升高，且這種升高呈現(xiàn)依賴(lài)性。Xu等[19]研究發(fā)現(xiàn)TGF-β2可能是miRNA-142-3P的靶基因，并且他們通過(guò)構(gòu)建載脂蛋白E缺陷(apoE基因 -/-)動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型，利用基因芯片技術(shù)檢測(cè)miR-142-5p在小鼠動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)miR-142-5p的表達(dá)上調(diào)，用氧化低密度脂蛋白(OX-LDL)干預(yù)人巨噬細(xì)胞后，與沒(méi)有用OX-LDL處理的相比，miR-142-5p的表達(dá)水平上調(diào)，但是在內(nèi)皮細(xì)胞或平滑肌細(xì)胞中，無(wú)論干預(yù)與否，miR-142-5p的表達(dá)水平?jīng)]有顯著變化。

2.3 miR-155

泡沫細(xì)胞的形成是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，在動(dòng)脈粥樣硬化的斑塊不穩(wěn)定性、破裂和侵蝕中起著必不可少的作用。Sun等[20]研究發(fā)現(xiàn)在血管平滑肌細(xì)胞中salusin-β通過(guò)miR-155誘導(dǎo)參與泡沫細(xì)胞形成、單核細(xì)胞黏附、脂質(zhì)堆積以及ACAT-1和VCAM-1的表達(dá)等過(guò)程。樹(shù)突細(xì)胞(DC)和OX-LDL參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制，研究發(fā)現(xiàn)[21]，miR-155的表達(dá)是通過(guò)OX-LDL調(diào)控的，在DC中，用OX-LDL刺激后miR-155表達(dá)增加，miR-155能夠通過(guò)抑制JNK通路負(fù)調(diào)控清道夫受體A(SRA)表達(dá)，從而形成一條負(fù)反饋通路——miR-155-JNK-SRA-miR-155。miR-155通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞在先天免疫應(yīng)答中起重要作用，在巨噬細(xì)胞中miR-155通過(guò)抑制CSF1R和Bcl6轉(zhuǎn)錄因子，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化并呈階段特異性，在載脂蛋白E缺陷小鼠中敲除miR-155基因，能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的增殖，從而使動(dòng)脈粥樣硬化病變嚴(yán)重[22-23]。還有研究發(fā)現(xiàn)[24]，在動(dòng)脈粥樣硬化中miR-155具有抗炎癥的作用，且造血的miR-155缺乏，能增強(qiáng)動(dòng)脈粥樣硬化，降低AS小鼠斑塊的穩(wěn)定性。陳婷[25]研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)脈粥樣模型小鼠中miR-155表達(dá)上升，miR-155可以通過(guò)靶基因MAP3K10來(lái)調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化免疫炎癥反應(yīng)，從而抑制炎癥因子的分泌和MAPK信號(hào)通路的活化，所以其可以抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。

2.4 其他miRNA

在載脂蛋白E基因敲除小鼠中研究發(fā)現(xiàn)miRNA-27可以通過(guò)抑制脂蛋白脂酶誘導(dǎo)的脂質(zhì)積累和炎癥反應(yīng)防止動(dòng)脈粥樣硬化[26]。miRNA-150通過(guò)脂連蛋白靶向受體2抑制巨噬細(xì)胞泡沫細(xì)胞的形成[27]。MIR-129-5p通過(guò)Beclin-1基因抑制動(dòng)脈粥樣硬化血管內(nèi)皮細(xì)胞自噬[28]。miR-384-5p通過(guò)調(diào)控Beclin-1基因來(lái)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的吞噬在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展中的重要作用[29]。miRNA-16通過(guò)PDCD4靶基因抑制動(dòng)脈粥樣硬化中巨噬細(xì)胞炎性因子的活性，在動(dòng)脈粥樣硬化的治療中PDCD4可能是潛在的治療靶標(biāo)[30]。研究發(fā)現(xiàn)，PAPP-A是miR-141的直接靶基因，氧化低密度脂蛋白能抑制miR-141表達(dá)，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖，miR-141在OX-LDL誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞的異常增殖中起重要作用[31]。miR-31通過(guò)調(diào)節(jié)NOX4的表達(dá)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞凋亡，過(guò)表達(dá)miR-31可促使動(dòng)脈粥樣硬化病變[32]。動(dòng)脈粥樣硬化患者血清中miR-135b-5p和miR-499a-3p異常高表達(dá)，且兩者通過(guò)共同調(diào)控MEF2C的表達(dá)促進(jìn)HUVEC和VSMC的增殖和遷移[33]；miR-206可能通過(guò)LXR調(diào)節(jié)HDL表達(dá)水平，阻止動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)程，miR-206可能與LXR構(gòu)成反饋環(huán)，共同調(diào)節(jié)膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)[34]。

3 小 結(jié)

動(dòng)脈粥樣硬化是心血管疾病中一種常見(jiàn)的慢性疾病，目前主要通過(guò)服用溶解血栓藥和抗凝藥、抗血小板黏附和聚集、控制飲食、調(diào)節(jié)血糖血脂等方面進(jìn)行防治，由于其發(fā)病機(jī)制尚不清楚，發(fā)病率和死亡率仍在逐年升高，因此尋找一種新的防控辦法來(lái)控制動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展非常必要。miRNA的發(fā)現(xiàn)對(duì)研究RNA領(lǐng)域是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，自從研究人員在動(dòng)脈粥樣硬化中發(fā)現(xiàn)miRNA以來(lái)，人們開(kāi)始將視野轉(zhuǎn)到miRNA，從分子水平和基因水平上研究miRNA是否對(duì)AS發(fā)生及病變過(guò)程起著關(guān)鍵性調(diào)控作用，現(xiàn)已經(jīng)成為研究AS的一個(gè)新的熱點(diǎn)。并且現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用miRNA芯片等高通量的技術(shù)手段，越來(lái)越多的miRNA被發(fā)現(xiàn)和鑒定出來(lái)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)miRNA對(duì)AS的發(fā)生發(fā)展都具有重要作用，其可能參與AS炎癥反應(yīng)、斑塊的穩(wěn)定性、血管生成、膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞分化等。深入研究miRNA和AS之間的關(guān)系，找出miRNA對(duì)AS分子調(diào)控機(jī)制，可進(jìn)一步為治療AS的研究提供新思路和防控靶標(biāo)。

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2016-06-15

(本文編輯： 張紅 )

王樂(lè)(1989— )，女，河南省南陽(yáng)市人，碩士學(xué)位，技師。研究方向：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)。

〔1〕本課題為開(kāi)封市國(guó)際合作項(xiàng)目(課題編號(hào)：1406003)

*本文通訊作者：盧大雷