微小RNA在病理性心肌肥厚中的研究進(jìn)展

胡志琴 方志平 楊雪芳 方翼 李詠梅

1廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院藥學(xué)部 510700；2寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院藥劑科，浙江 315040

目前，全球約有4 000 萬(wàn)成年人患有心力衰竭（以下簡(jiǎn)稱心衰），占世界總?cè)丝诘?%～2%［1］。心衰多為各種原因所致心肌病變發(fā)展到終末階段所引起的一種臨床綜合征，具有高患病率、高住院率、高病死率等特點(diǎn)，已成為全球的重要公共衛(wèi)生問(wèn)題［2］。目前認(rèn)為病理性心肌肥厚在心衰發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著重要作用，是心衰和猝死等心血管事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素［3］。因此，對(duì)病理性心肌肥厚的發(fā)病機(jī)理的研究顯得尤為重要，臨床上可以為心衰的預(yù)防、診斷和臨床治療提供科學(xué)依據(jù)和資料。

1 心肌肥厚及其影響因素

心肌肥厚是指心臟在遺傳、環(huán)境和（或）多種生理及病理因素作用下，心臟適應(yīng)性做功增加而出現(xiàn)的心臟重量和體積的增加，伴隨心肌細(xì)胞的肥大和心臟間質(zhì)的改變。根據(jù)心肌肥厚的發(fā)生原因，可將心肌肥厚分為生理性心肌肥厚和病理性心肌肥厚。生理性心肌肥厚主要是指心臟在生理?xiàng)l件下所引起的肥厚，一般不會(huì)出現(xiàn)心臟結(jié)構(gòu)和功能的異常。病理性心肌肥厚是心肌代償性適應(yīng)性肥厚，主要由壓力性負(fù)荷、損傷或內(nèi)源性疾病、遺傳性疾病等病理因素誘導(dǎo)形成。心肌肥厚失代償時(shí)，常伴隨著細(xì)胞生長(zhǎng)、蛋白質(zhì)合成、線粒體功能障礙及胎兒基因的重新激活等過(guò)程，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和壞死，最終導(dǎo)致心衰甚至死亡［4］。

2 微小RNA（microRNA，miRNA，miR）生成及作用機(jī)制

miRNA 是生物體內(nèi)重要的調(diào)控因子，由長(zhǎng)度約22 個(gè)核苷酸的單鏈非編碼RNA 構(gòu)成。miRNA 的生物合成以經(jīng)典途徑為主，也包括獨(dú)立的Drosha/DGCR8 和Dicer 等非經(jīng)典途徑［5］。其中，miRNA 生物合成的經(jīng)典途徑依賴于在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中相繼發(fā)生的兩個(gè)加工過(guò)程。成熟的miRNA與Ago2 蛋白結(jié)合后，一起進(jìn)入RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RISC），與靶基因的3’非翻譯區(qū)（3’-UTR）互補(bǔ)序列發(fā)生特異性結(jié)合，促使靶基因的降解或抑制其表達(dá)，負(fù)性調(diào)節(jié)靶蛋白的表達(dá)［5］。

3 miRNA在病理性心肌肥厚中的作用

研究發(fā)現(xiàn)，miR-1、-199a、-125b、-27b、-17-5p、-24 等miRNA通過(guò)靶向線粒體自噬、線粒體動(dòng)力學(xué)、線粒體鈣和線粒體生物合成的相關(guān)基因來(lái)調(diào)控線粒體功能和形態(tài)，其在心臟肥大過(guò)程中發(fā)揮著促進(jìn)或抑制肥厚的作用［6-12］。此外，miRNA 可通過(guò)鈣信號(hào)傳導(dǎo)通路、細(xì)胞周期等肥大信號(hào)通路相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子和離子通道等分子機(jī)制，發(fā)揮促進(jìn)或抑制肥厚的作用［6，13］。本文將對(duì)部分miRNA作詳細(xì)的介紹。

3.1 發(fā)揮抑制作用的miRNA

3.1.1 miR-1 在心肌組織中特異性表達(dá)的miR-1 靶向促肥信號(hào)通路關(guān)鍵基因的3’-UTR，抑制促肥信號(hào)的產(chǎn)生，對(duì)心臟肥大起到保護(hù)作用。miR-1 不僅參與調(diào)控心肌肌鈣蛋白（cTn）、轉(zhuǎn)錄因子NKX2.5 和血清反應(yīng)因子（SRF）、WNT 信號(hào)通路等的表達(dá)，而且靶向鈣離子（Ca2+）依賴性途徑中激活T 細(xì)胞核因子3（NFATc3）、線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（MCU）、鈣調(diào)蛋白（CaM）、肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2A（MEF2A）和轉(zhuǎn)錄因子GATA4等靶基因的mRNA［6，13-14］。

3.1.2 miR-133 miR-133 在骨骼肌和心肌細(xì)胞中具有特異性表達(dá)的特征，其水平在小鼠和人的肥厚心肌組織中顯著下降［15］。已有研究報(bào)道，miR-133a 靶向肌醇1，4，5，’三磷酸受體Ⅱ（IP3RⅡ）、肌漿/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子ATP 酶2a（Serca2a）、CaM、蛋白激酶C-δ（PKC-δ）、Gq蛋白等Ca2+依賴性信號(hào)通路中靶點(diǎn)，抑制心肌細(xì)胞肥大［16-18］。

3.2 發(fā)揮促進(jìn)作用的miRNA

3.2.1 miR-155 miR-155 在胚胎和新生兒心肌中的水平較低，而在出生后第7 天和成年心臟中水平升高，且富集于巨噬細(xì)胞［19-20］。Heymans等［19］研究發(fā)現(xiàn)，心肌在壓力作用下，巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的miR-155通過(guò)抑制細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1（SOCS1），促進(jìn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）磷酸化，引起巨噬細(xì)胞炎性反應(yīng)，并將旁分泌信號(hào)傳導(dǎo)至心肌細(xì)胞，激活心肌細(xì)胞STAT3，從而促進(jìn)心肌細(xì)胞肥大。此外，miR-155可抑制鈣信號(hào)傳導(dǎo)通路相關(guān)的Jumonji富含AT聯(lián)合結(jié)構(gòu)域2（Jarid2）、巨噬細(xì)胞炎癥相關(guān)的MAPK 信號(hào)通路的胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun 氨基端激酶（JNK）和p38 MAPK的磷酸化，促進(jìn)心肌肥大［20-21］。

3.2.2 miR-199a 心肌特異性miR-199a 過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠心肌發(fā)生明顯的肥厚，且伴隨著心功能減弱。miR-199a 可以靶向GSK3β/mTOR 信號(hào)通路進(jìn)而損害心肌細(xì)胞的自噬；或抑制過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ 輔激活子1α（PGC-1α）/雌激素相關(guān)受體α（ERRα）軸與線粒體脂肪酸氧化（FAO）和氧化磷酸化（OXPHOS）調(diào)控線粒體結(jié)構(gòu)及功能，參與心肌肥大的過(guò)程［7，22］。Asensio-Lopez 等［23］研究報(bào)道，永久結(jié)扎左前冠狀動(dòng)脈后，miR-199a-5p的水平增加，進(jìn)而上調(diào)血清可溶性生長(zhǎng)刺激基因表達(dá)蛋白2（sST2），促進(jìn)心肌肥厚，表明降低miR-199a-5p 的水平可防止心肌梗死后心肌的病理性肥大。

4 miRNA表達(dá)與肥厚型心肌病的相關(guān)研究

肥厚型心肌?。╤ypertrophic cardiomyopathy，HCM）伴隨著心肌細(xì)胞肥大、肌節(jié)紊亂和纖維化特征的心肌表型變化［24］。miRNA 在HCM 發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。心肌組織RNA 測(cè)序研究結(jié)果顯示，HCM 患者心肌組織中miR-487a、-654、-30d、-154、-3193 的表達(dá)顯著下調(diào)，而miR-3671 的表達(dá)顯著上調(diào)［25］。研究發(fā)現(xiàn)，血清miR-30d 是急性心衰患者生存的預(yù)后生物標(biāo)志物，其水平可以用來(lái)預(yù)測(cè)急性心衰患者1 年的存活率［26］。Sonsoz 等［27］研究報(bào)道，HCM 患者血清中miR-29a 水平顯著升高，且與患者心電圖QRS持續(xù)時(shí)間、左心室肥厚和左心房擴(kuò)張相關(guān)。表明，血清中miR-29a 水平可作為評(píng)估HCM 患者心功能的潛在生物標(biāo)志物［27］。此外，Li 等［28］研究發(fā)現(xiàn)，miR-1-3p 的表達(dá)在HCM 患者心肌中具有疾病特異性和敏感性，且與患者左心室功能相關(guān)，表明miR-1-3p 為心功能障礙的潛在治療目標(biāo)。

5 展 望

miRNA通過(guò)正向調(diào)控或負(fù)向調(diào)控心肌細(xì)胞分化、肥大、增殖和凋亡，促進(jìn)或抑制心肌肥厚，其在人體血液中的穩(wěn)定性與可傳遞至細(xì)胞的特征，使得miRNA 藥物治療心肌病患者成為可能［29］。目前，Miravirsen（miR-122 反義RNA）［30］、MRX34（miR-34a 模擬物）［31］、CDR132L（miR-132 抑制劑）［32］等miRNA 的研究已經(jīng)從基礎(chǔ)研究進(jìn)入到Ⅰ期、Ⅱ期臨床研究階段。miRNA作為生物標(biāo)志物或治療藥物在心血管疾病的早期診斷、預(yù)后判斷或治療方案方面具有良好前景。因此，我們需要在miRNA 參與調(diào)控心肌肥厚方面開(kāi)展更深入的研究，篩選出特異性的miRNA，開(kāi)展臨床研究，以期在心血管疾病的預(yù)防、診斷和治療等方面提供重要的指導(dǎo)價(jià)值。