MicroRNA調控動脈粥樣硬化的研究新進展

梁凱琴，覃偉強，王虹

動脈粥樣硬化（AS）是心血管系統(tǒng)的彌漫性病變，研究表明AS由動脈血管內皮損傷、脂蛋白滲入并沉積于動脈內膜下及觸發(fā)動脈壁的慢性炎癥所致，涉及血管壁的免疫和非免疫細胞成分參與的復雜過程。AS的并發(fā)癥如心肌梗塞，腦血管意外和外周動脈疾病在世界范圍內的發(fā)病率和死亡均較高。積累的研究揭示了微小核糖核酸（miRNA）是AS發(fā)生發(fā)展中的關鍵調節(jié)因子。本文主要就近年來MicroRNA在AS進展中的調控作用相關研究作一綜述。

1 MicroRNA簡介

微小核糖核酸（miRNA）為LEE等在1993年研究秀麗隱線蟲時首次發(fā)現的[1]，從此打開了MicroRNA科學研究的大門。MicroRNA是真核生物中對基因表達具有調控功能的內源性單鏈非編碼RNA，成熟MicroRNA的單鏈5'端有一個稱為種子序列的7nt序列，通過特異性結合靶基因信使RNA（mRNA）的3'非翻譯區(qū)（3'-UTR），使靶基因轉錄抑制或降解，發(fā)揮轉錄后調控作用，大于60%的蛋白質編碼基因都被MicroRNA直接調控，MicroRNA參與調控細胞分化、增殖、代謝、死亡等生命活動?，F有的技術可從血漿、細胞內、組織及其他體液中檢測到MicroRNA的表達量，為研究提供了可能性。

2 MicroRNA調控脂蛋白平衡

目前的研究認為血漿低密度脂蛋白膽固醇增高和/或高密度脂蛋白膽固醇降低皆可促進AS斑塊的形成。積累的研究表明MicroRNA調節(jié)脂蛋白平衡，Goedeke等抑制小鼠體內miR-148a表達量，發(fā)現其低密度脂蛋白受體表達和活性上調，小鼠血漿低密度脂蛋白膽固醇水平隨之降低[2]。Irani等研究發(fā)現miR-30c通過降低肝微粒體甘油三酸酯轉移蛋白的活性減少脂質合成，從而降低了飲食誘導的高膽固醇血癥和糖尿病性高膽固醇血癥小鼠的血漿膽固醇[3]。清道夫受體B1（SR-B1）是一種位于細胞表面的糖蛋白，主要功能是介導膽固醇的逆轉運。ATP結合盒轉運體A1（ABCA1）和ATP結合盒轉運體G1（ABCG1）在膽固醇逆轉運中起著重要作用，在肝臟，大腦，腎上腺和巨噬細胞源性泡沫細胞中濃度最高[4]。miR-20a/b、miR-183通過抑制ABCA1的表達，減少細胞內膽固醇的排出，增加了單核-巨噬細胞衍生的泡沫細胞中膽固醇的蓄積，加速AS的進展[5,6]。Xu等在研究中發(fā)現miR-34a在AS中的調控作用是多方面的，miR-34a靶向抑制ABCA1和ABCG1減少巨噬細胞膽固醇外排和膽固醇逆向轉運，通過肝X受體調控M1和M2巨噬細胞的極化；通過抑制膽固醇7α-羥化酶基因和膽固醇12α-羥化酶基因來減少膽固醇向膽汁酸轉化，導致血漿膽固醇水平上升。抑制miR-34a可促進巨噬細胞部分或整體自嗜，抑制AS的發(fā)展[7]。綜上所述，通過MicroRNA對脂蛋白代謝進行干預，可成為治療AS的重要策略。

3 MicroRNA調控血管內皮炎癥

動脈血管內皮細胞受損是產生促炎環(huán)境和誘導氧化應激反應的始動環(huán)節(jié)。研究發(fā)現NF-κB（Nuclear Factor kappa B）信號通路與血管內皮功能障礙密切相關，可被許多AS的危險因素激活，如糖尿病，氧化低密度脂蛋白，高血壓。NF-κB信號通路被激活后，內皮細胞中的E-選擇素，血管內皮細胞粘附分子-1（VCAM-1）和細胞間黏附分子-1（ICAM-1）等促炎癥分子的表達增加[8]。研究發(fā)現許多MicroRNA調控內皮細胞的炎癥反應。miR-181a-5p和miR-181a-3p通過抑制NF-κB信號通路中的易位蛋白importin-α3減少E-選擇素，VCAM-1和ICAM-1等促炎癥分子的產生來抑制血管炎癥，顯著抑制AS斑塊形成[9]。miR-146a通過靶向泛素連接酶TRAF6參與調控NF-κB信號通路的負反饋環(huán)，抑制下游IκB激酶（I kappa B kinase）磷酸化和核易位以減少細胞間黏附分子-1的表達，并可抑制巨噬細胞遷移[10]。一氧化氮（NO）生物利用度的喪失是內皮功能障礙的關鍵環(huán)節(jié)。內皮一氧化氮合酶（eNOS）是促進NO的產生關鍵酶。在高血壓，糖尿病，吸煙和血脂異常等危險因素作用下，血管壁中氧自由基及其衍生物（ROS）的產生增加。ROS產生的增加可促進炎癥，凋亡，血管通透性和增加低密度脂蛋白氧化從而驅動內皮損傷[11]。研究發(fā)現MicroRNA可通過調控血管內皮細胞NO和ROS的產生影響內皮穩(wěn)態(tài)。Joris等研究表明抑制miR-199a-3p和-5p可上調磷酸肌醇3激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）和鈣調神經磷酸酶的活性，增加eNOS活性使NO的產生增加，并增加NO的生物利用度，從而減輕內皮功能障礙[12]。Carlomosti等發(fā)現在氧化應激的情況下miR-200c的表達量增加，并通過調控沉默調節(jié)蛋白1/叉頭框蛋白1/eNOS途徑增加血管內皮對氧化應激的耐受性[13]。miR-142-3p通過激活Akt/eNOS途徑，抑制氧化應激誘導的內皮細胞凋亡及AS斑塊的形成[14]。miR-328通過靶向調控toll樣受體（TLR）4炎癥途徑減少ROS產生[15]。除了具有抗炎作用外，miR-155還可通過抑制小帶閉合蛋白1，緊密連接蛋白抗體1，β-連環(huán)蛋白和人血管內皮鈣粘蛋白的合成破壞內皮緊密連接，從而破壞內皮屏障功能[16]。衰老是AS發(fā)展的重要危險因素，衰老導致血管內皮功能下降，促進AS的發(fā)生發(fā)展。研究與血管內皮細胞衰老有關的MicroRNA可能有助于逆轉或減弱衰老對血管內皮功能的影響。Hsu等研究發(fā)現miRlet-7g通過調節(jié)組蛋白去乙酰化酶1和胰島素生長因子1途徑靶向調節(jié)內皮細胞衰老，具有抗衰老作用[17]。miR-216a通過調控轉化生長因子β1途徑促進血管內皮過早衰老[18]。綜上所述，MicroRNA對內皮細胞活化的調控在AS的早期干預和靶向治療中顯示出其潛力。

4 MicroRNA調控單核細胞聚集，巨噬細胞分化和泡沫細胞形成

血液循環(huán)中的單核細胞在趨化因子的催化下進入血管內膜，并分化為巨噬細胞。巨噬細胞通過清道夫受體吞噬脂質，成為炎性泡沫細胞。研究發(fā)現MicroRNA可調控AS進程中單核-巨噬細胞的轉化。Chipont等研究發(fā)現在AS的早期，抑制miR-21的表達會減少血液循環(huán)中單核細胞的數量，并使AS斑塊內的巨噬細胞凋亡增加，從而抑制AS的發(fā)展[19]。miR-146a是巨噬細胞分泌的囊泡中發(fā)現的最豐富的MicroRNA，miR-146a可通過抑制胰島素樣生長因子2-mRNA結合蛋白1和人抗原R來減少巨噬細胞在AS病變中遷移[20]。Dai等發(fā)現miR-758-5p可顯著抑制單核-巨噬細胞攝取膽固醇而減少泡沫細胞中總膽固醇的積累，miR-758-5p可直接抑制清道夫受體CD36的表達來減少巨噬細胞吞噬氧化低密度脂蛋白[21]。巨噬細胞的自噬缺陷，膽固醇代謝障礙，胞葬作用缺陷均有助于AS進展。自噬促進溶酶體中細胞質成分的降解，維持細胞的脂質穩(wěn)態(tài)。Ouimet等研究發(fā)現抑制低密度脂蛋白受體基因敲除(Ldlr-/-)小鼠體內miR-33的表達可恢復AS斑塊中巨噬細胞、泡沫細胞的自噬功能，促進凋亡細胞的清除，從而減少AS斑塊壞死[22]。

5 MicroRNA調控血管平滑肌細胞的增殖和分化

血管平滑肌細胞（VSMC）參與AS的發(fā)生發(fā)展。血管內皮細胞損傷后VSMC從中膜向血管內膜遷移，并在血管內膜增殖。MicroRNA靶向調控多種與VSMC遷移、增殖相關的轉錄因子和生長因子[23]。Alshanwani等在研究大隱靜脈平滑肌細胞時發(fā)現miR-21的過表達可增加平滑肌細胞的增殖能力，并促進VSMC向合成表型的轉換，引起增殖、血管功能紊亂、管壁增厚、血管順應性降低等改變[24]。研究發(fā)現miR-143/145簇是VSMC表型轉換調節(jié)劑，通過調控Kruppel樣因子4、Kruppel樣因子5和心肌素的轉錄來驅動VSMC向增殖表型轉換，這種表型變化導致VSMC具有巨噬細胞樣特征，吞噬氧化低密度脂蛋白形成肌源性泡沫細胞。miR-145可進一步促進VSMC分泌血管收縮物質（包括α平滑肌肌動蛋白和鈣蛋白）從而影響血管的舒張和收縮功能[25]。

6 MicroRNA調控AS斑塊穩(wěn)定性

AS斑塊的不穩(wěn)定會增加并發(fā)癥發(fā)生的風險。Jin等研究發(fā)現在不穩(wěn)定的斑塊中miR-21的表達量明顯下調，增加不穩(wěn)定斑塊中miR-21的表達量可以穩(wěn)定斑塊[26]。Eken等在患者頸動脈不穩(wěn)定斑塊中檢測出miR-210明顯低表達，miR-210在纖維帽中定位表達，提高局部miR-210表達量可增加纖維帽的穩(wěn)定性，從而穩(wěn)定斑塊[27]。細胞外基質（ECM）支持并連接組織結構、調節(jié)細胞的生理活動[28]。ECM合成減少導致纖維帽變薄，斑塊易發(fā)生破裂，斑塊ECM的合成增加可改善斑塊穩(wěn)定性。抑制miR-29可促進ECM基因（Col1A和Col3A）的表達從而增加膠原蛋白和彈性蛋白的合成，增加纖維帽厚度并縮小斑塊的壞死區(qū)域[29]。Di Gregoli K在載脂蛋白E基因敲除（Apoe -/-）小鼠和Ldlr -/-小鼠實驗中發(fā)現miR-181b通過靶向抑制組織金屬蛋白酶抑制因子3的產生，增加了斑塊彈性蛋白和膠原蛋白的合成，促進纖維化，達到穩(wěn)定斑塊的作用[30]。研究發(fā)現miR-378a的靶基因為信號調節(jié)蛋白（SIRP）α。抑制miR-378a的表達可促進SIRP α的表達, 抑制巨噬細胞的吞噬作用，而巨噬細胞中miR-378a的過度表達可明顯抑制SIRPα的表達從而促進巨噬細胞的吞噬作用[31]。

7 展望

MicroRNA靶向調控不同類型的細胞和病理過程。研究顯示數種MicroRNA可同時調控AS進展過程中多種類型的細胞及病理過程。顯示了MicroRNA靶向治療的潛力，從而為預防AS提供了新方法。但對這些MicroRNA及其他新發(fā)現的MicroRNA的調控作用仍需進一步研究，以明確MicroRNA在診斷、治療和判斷預后方面的價值。