microRNAs在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制中的調(diào)控作用*

郭麗婷 鄭 輝

泰達(dá)國際心血管病醫(yī)院內(nèi)分泌科，天津市 300457

動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)是血管系統(tǒng)的長(zhǎng)期慢性炎癥性疾病, 多種炎癥因子參與可累及各級(jí)血管。miRNAs在動(dòng)脈粥樣硬化生理和病理變化中發(fā)揮重要調(diào)控作用[1]。多種炎癥信號(hào)通路包括Toll樣受體(TLR)、核因子-κB(NF-κB)、細(xì)胞因子信號(hào)抑制物(SOCS)、酪氨酸激酶/轉(zhuǎn)錄激活因子(JAK/STAT)、絲裂原活化蛋白激酶/蛋白激酶(MAPK/ERK)、NOD樣受體蛋白3(NLRP3)在人動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中高度活躍，密切參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展。在此，筆者回顧了miRNAs對(duì)炎癥信號(hào)通路的調(diào)控及參與早期動(dòng)脈粥樣硬化病變形成的最新證據(jù)，展望了miRNA生物學(xué)功能在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制中的臨床相關(guān)性和治療機(jī)會(huì)。

1 miRNAs對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)炎癥信號(hào)通路的調(diào)控作用

1.1 miRNAs在Toll樣受體和NF-κB信號(hào)通路中的調(diào)控作用 TLR尤其是TLR4作為一類介導(dǎo)天然免疫反應(yīng)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體家族在動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中的作用日益引起關(guān)注。TLR4與相應(yīng)配體結(jié)合后，可協(xié)同激活NF-κB參與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)及炎癥過程，調(diào)節(jié)其下游前炎性因子黏附分子、白細(xì)胞介素(IL)-2、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)等的基因表達(dá)及轉(zhuǎn)錄，炎性因子的產(chǎn)生和釋放增多又進(jìn)一步激活NF-κB，導(dǎo)致最初炎癥信號(hào)不斷放大，從而引發(fā)炎癥瀑布鏈。眾多研究顯示，TLR4/NF-κB信號(hào)通路是動(dòng)脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵途徑之一。研究顯示，通過小鼠全腦缺血再灌注的實(shí)驗(yàn)顯示，TLR4蛋白表達(dá)增高介導(dǎo)了NF-κB和P13K/Akt通路的激活，從而引發(fā)了固有免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)[2]。國外研究也發(fā)現(xiàn)在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中TLR4的表達(dá)顯著提高，并證實(shí)通過TLR4的識(shí)別功能激活NF-κB導(dǎo)致一系列與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子的合成與釋放[3]。

近年研究顯示，miR-155作為新型炎性調(diào)節(jié)因子，與TLR4/NF-κB通路的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。激活的NF-κB通過與miR-155HG啟動(dòng)子結(jié)合，促進(jìn)成熟miR-155表達(dá)增加，反過來miR-155又通過負(fù)反饋抑制MyD88、IKKs的表達(dá)，調(diào)節(jié)NF-κB活性，促進(jìn)炎性瀑布反應(yīng)，進(jìn)而損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化形成。Kovacs等[4]研究顯示，糖尿病大鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞miR-155、miR-146表達(dá)增加，促進(jìn)NF-κB活性，介導(dǎo)促炎因子釋放，從而導(dǎo)致血管炎癥發(fā)生。另一研究也顯示，miR-155促進(jìn)NF-κB通路大量激活，影響腫瘤壞死因子-α、IL-6等炎癥因子釋放，增加巨噬細(xì)胞攝取氧化型低密度脂蛋白，導(dǎo)致泡沫細(xì)胞形成[5]。上述研究均提示， miRNAs通過靶向作用于TLR表達(dá)，激活NF-κB通路，調(diào)控下游炎癥因子產(chǎn)生，起到促進(jìn)或抑制氧化應(yīng)激和凋亡，在AS中發(fā)揮重要作用。

1.2 miRNAs在SOCS和酪氨酸激酶(JAK)/轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)信號(hào)通路中的調(diào)控作用 細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制分子(SOCS)蛋白作為負(fù)調(diào)節(jié)因子，通過多種機(jī)制控制JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)，包括激酶抑制、STAT結(jié)合和蛋白酶體靶向降解，在動(dòng)脈粥樣硬化、自身免疫等疾病發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。miR-155作為經(jīng)典的多功能炎性miRNAs之一，在SOCS信號(hào)通路中扮演關(guān)鍵作用，參與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展。

有研究顯示，動(dòng)脈粥樣硬化小鼠的主動(dòng)脈組織和ox-LDL處理RAW264.7細(xì)胞miR-155和PDCD4表達(dá)升高，miR-155通過直接抑制SOCS1的表達(dá)，增加了p-STAT的表達(dá)，促進(jìn)炎癥介質(zhì)IL-6和TNF-α的產(chǎn)生[6]。此外，miR-155基因缺失可減少ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變面積，減少中性脂質(zhì)含量和炎性巨噬細(xì)胞，降低促炎細(xì)胞因子的表達(dá)和分泌[7]。這些研究提示，抑制動(dòng)脈粥樣硬化小鼠miR-155水平可抑制炎癥信號(hào)通路激活，進(jìn)而起到改善動(dòng)脈粥樣硬化的作用。以上研究為miR-155可能作為抗動(dòng)脈粥樣硬化的靶點(diǎn)提供了理論依據(jù)。

1.3 miRNAs在絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/ERK信號(hào)通路中的調(diào)控作用 MAPK是一個(gè)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族，具有廣泛調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和凋亡等功能。一些miRNAs靶向調(diào)控MAPK炎癥通路，參與調(diào)節(jié)AS發(fā)生發(fā)展。實(shí)驗(yàn)顯示，ApoE-/-小鼠主動(dòng)脈粥樣硬化組織中miR-29b表達(dá)增加，上調(diào)TNF-α、活性氧(ROS)表達(dá)及NADPH氧化酶活性，而抑制miR-29b表達(dá)則降低p-ERK和p-p38 MAPK的表達(dá)[8]。然而，過表達(dá)miR-126則通過抑制MAPK信號(hào)通路，降低細(xì)胞因子的釋放，降低了AS的進(jìn)程[9]。結(jié)果表明上調(diào)或下調(diào)miRNAs可能通過抑制MAPK信號(hào)通路減輕動(dòng)脈粥樣硬化病變。

1.4 miRNAs在NLRP3炎性小體中的調(diào)控作用 NLRP3炎性小體由NLRP3受體蛋白、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白半胱氨酸蛋白酶突變體(ASC)和效應(yīng)分子前半胱氨酸天冬氨酸特異蛋白酶-1(pro-Caspase-1)三部分組成，可以影響動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展。研究顯示，上調(diào)多功能miR-155可以通過ERK1/2途徑，激活NLRP3，增加炎癥因子Caspase-1和IL-1β表達(dá)，加重Apoe-/-小鼠頸動(dòng)脈粥樣硬化[10]。另有研究顯示，低表達(dá)的miR-181a激活MEK/ERK/NF-κB炎癥途徑，促進(jìn)NLRP3炎癥相關(guān)蛋白(如NLRP3、Caspase-1、IL-18、IL-1β等)的表達(dá)上調(diào)，從而加重動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展[11]。此外，miR-20a負(fù)反饋調(diào)節(jié)靶基因TLR4和TXNIP，使TLR4和NLRP3信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的關(guān)鍵分子[包括MyD88、TRIF、NF-κB(p65)、NLRP3、ASC、Caspase-1、ICAM-1和IL-1β]表達(dá)顯著增加[12]。因此一種miRNA可以作用于多種炎癥信號(hào)通路，一種炎癥通路又可受多種miRNA調(diào)控，錯(cuò)綜復(fù)雜的調(diào)控著動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。

2 miRNAs與動(dòng)脈粥樣硬化

越來越多的證據(jù)表明miRNAs參與了內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)的活化，血管平滑肌細(xì)胞的增殖及凋亡和促炎巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化，促進(jìn)AS進(jìn)展。研究顯示，高尿酸刺激miR-155表達(dá)的同時(shí)eNOS蛋白和mRNA表達(dá)下調(diào)，進(jìn)一步通過雙熒光素酶報(bào)告證明miR-155靶向抑制eNOS的表達(dá)而導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙[13]。另一研究顯示，AS大鼠和冠心病患者miR-155表達(dá)水平較對(duì)照組顯著升高，其通過靶向抑制調(diào)節(jié)MAPK10的表達(dá)調(diào)控炎癥反應(yīng)和MAPK通路，進(jìn)而調(diào)節(jié)AS的發(fā)生和進(jìn)展[14]。上述研究提示多種miRNAs參與炎癥因子調(diào)節(jié)，參與血管內(nèi)皮損傷及動(dòng)脈粥樣硬化形成。

3 miRNAS與冠狀動(dòng)脈性心臟病

近年研究顯示，miRNAs在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病變形成中扮演著重要作用。依據(jù)臨床冠心病循環(huán)或斑塊組織中miRNAs表達(dá)譜分析顯示，冠心病患者miRNAs譜存在明顯差異，其中60個(gè)miRNAs上調(diào)，26個(gè)miRNAs下調(diào)；此外，ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者有49個(gè)miRNAs上調(diào)，62個(gè)miRNAs下調(diào)；ROC曲線分析表明miR-142-3p和miR-17-5p可能是不穩(wěn)定心絞痛和STEMI的潛在生物標(biāo)志物[15]。另有研究顯示，穩(wěn)定型冠心病患者miR15a-5p、miR16-5p和miR93-5p表達(dá)升高，miR146a-5p表達(dá)減低[16]。提示miRNAs在穩(wěn)定性冠心病和急性冠脈綜合征中表達(dá)存在不同，其調(diào)控機(jī)制可能有差異。一項(xiàng)臨床研究顯示，在冠心病男性患者中發(fā)現(xiàn)Hsa-miR-584-5p表達(dá)特異性下調(diào)，并且與冠狀動(dòng)脈血管狹窄程度及Gensini評(píng)分呈負(fù)相關(guān)[17]。提示miRNAs水平與冠心病顯著相關(guān)，表達(dá)失調(diào)影響冠狀動(dòng)脈狹窄程度，miRNAs可能是治療冠心病的理想靶點(diǎn)。

近年來，越來越多的基礎(chǔ)和臨床研究均證實(shí)許多miRNAs在動(dòng)脈粥樣硬化疾病過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它們通過調(diào)控炎癥信號(hào)通路，影響炎癥因子合成和分泌，參與動(dòng)脈粥樣硬化形成各個(gè)方面。除了Toll樣受體/NF-κB、SOCS、JAK/STAT、MAPK/ERK、NLRP3與動(dòng)脈粥樣硬化密切相關(guān)，已有更多的蛋白及其信號(hào)通路被發(fā)現(xiàn)。 miRNAs如何調(diào)控這些動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)蛋白及影響所在的炎癥信號(hào)通路仍有待深入研究。盡管仍存在許多問題，但在了解miRNA對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化及其并發(fā)癥機(jī)制影響方面的最新生物學(xué)見解和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，可能為臨床防治動(dòng)脈粥樣硬化提供指導(dǎo)意義。