miR-324在心血管疾病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

鄧康平，陳燦

廣東醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院心血管內(nèi)科，廣東湛江 524002

心血管疾病是常見疾病，多發(fā)生于中老年人。隨著社會(huì)老齡化增加及年輕人群患病人數(shù)增加，近年心血管疾病患病率持續(xù)上升，其病死率已居于首位［1］。微小 RNA（miRNA）是一類長(zhǎng)度約 22 個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼小分子RNA，具有高度保守性，廣泛存在于生物體內(nèi)，可靶向結(jié)合信使RNA（mRNA）的3'端不被翻譯的區(qū)域，進(jìn)而負(fù)性調(diào)控其靶mRNA的穩(wěn)定性或翻譯來進(jìn)行生物調(diào)節(jié)。后來發(fā)現(xiàn)環(huán)狀RNA、長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）或其他基因可作為內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)性RNA（ceRNA）或分子海綿，與miRNA 進(jìn)行互補(bǔ)結(jié)合，以抑制其對(duì)靶mRNA 的沉默能力，使其靶mRNA的表達(dá)或翻譯不被干擾，從而促進(jìn)靶 mRNA 的生物功能［2］。而 miR-324 是少數(shù)可進(jìn)行“臂轉(zhuǎn)換”的miRNA 之一，主要包括miR-324-3p和miR-324-5p，幾乎在各個(gè)系統(tǒng)的疾病中均有明顯水平變化，并被實(shí)驗(yàn)證明可通過調(diào)控細(xì)胞代謝、細(xì)胞增殖、細(xì)胞應(yīng)激、細(xì)胞凋亡等相關(guān)通路來參與調(diào)節(jié)疾病的發(fā)生、發(fā)展［3-4］。近年研究顯示，miR-324亦參與心血管疾病的演變進(jìn)展，影響心血管疾病的脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激、炎癥、纖維化以及心臟發(fā)育等機(jī)制，進(jìn)而影響動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死、缺血再灌注、心血管重塑等病理過程，在心血管疾病的分子調(diào)控機(jī)制中發(fā)揮重要作用?，F(xiàn)就miR-324 在心血管疾病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 miR-324概述

根據(jù)國(guó)家生物技術(shù)信息中心（NCBI，www.ncbi.nlm.nih.gov）的在線查詢，在不同物種中miR-324的編碼基因所在的染色體位置不同，如人的miR-324基因位于17 號(hào)染色體，而大鼠的miR-324 基因位于10號(hào)染色體。因此，如果研究的疾病與染色體相關(guān)，需要注意其組織或細(xì)胞種屬的編碼基因miR-324 的染色體位置。

miR-324 的生物生成和絕大多數(shù)miRNA 一樣。先由位于細(xì)胞核染色體上的編碼基因通過RNA聚合酶Ⅱ介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄成初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物pri-miRNA，pri-miRNA先被RNA 內(nèi)切酶ⅢDrosha 和其重要輔助因子所形成的復(fù)合物識(shí)別并處理，精確地切割成60~70 nt的發(fā)夾結(jié)構(gòu)前體miRNA（pre-miRNA），pre-miRNA與核質(zhì)運(yùn)輸因子輸出蛋白5進(jìn)行結(jié)合進(jìn)而被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中，然后被另一個(gè)RNA 內(nèi)切酶ⅢDicer1 識(shí)別切割，形成成熟的miRNA 雙鏈，成熟的miRNA 雙鏈中的優(yōu)勢(shì)鏈與RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體進(jìn)行結(jié)合，引導(dǎo)后續(xù)的基因沉默從而進(jìn)行生物調(diào)節(jié)，另一條互補(bǔ)鏈則被驅(qū)逐或降解［5］。

在其生物生成過程中，miR-324 作為少數(shù)可進(jìn)行“臂轉(zhuǎn)換”調(diào)節(jié)的一類miRNA，可根據(jù)環(huán)境變化進(jìn)行“臂轉(zhuǎn)換”，對(duì)其“臂”的不同選擇分別形成miR-324-3p 和 miR-324-5p。研究表明，miR-324 在人和鼠可顯示出強(qiáng)烈的“臂轉(zhuǎn)換”調(diào)控，末端尿酰轉(zhuǎn)移酶4、7便是影響其“臂轉(zhuǎn)換”的關(guān)鍵分子［4］。“臂轉(zhuǎn)換”產(chǎn)生的miR-324-3p 和miR-324-5p 在各種類型的組織分布和表達(dá)不全相同，在同類型細(xì)胞中的生物功能有所差異。如miR-324-5p 的過表達(dá)降低了結(jié)直腸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲能力，而miR-324-3p 過表達(dá)僅抑制了結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲，卻不影響細(xì)胞生長(zhǎng)［6］。因此，有些研究中展現(xiàn)的miR-324 生物調(diào)節(jié)功能可能只是miR-324-3p 或miR-324-5p 功能，或許還需進(jìn)一步對(duì)miR-324深入研究。

2 miR-324參與調(diào)控心血管疾病的發(fā)病機(jī)制

miR-324 一開始被應(yīng)用到艾滋病的生物學(xué)信息分析中，由于miR-324 對(duì)細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖等通路作用明顯，在腫瘤方面的研究備受關(guān)注［7］。其被多個(gè)實(shí)驗(yàn)證明能通過靶向mRNA 來調(diào)節(jié)細(xì)胞應(yīng)激、細(xì)胞代謝等通路，參與調(diào)控其他系統(tǒng)諸多疾病的發(fā)生發(fā)展，并逐漸在各個(gè)系統(tǒng)疾病中被深入研究［3］。近年來，miR-324 被發(fā)現(xiàn)對(duì)多種心血管疾病進(jìn)行分子調(diào)節(jié)，影響心血管的脂質(zhì)代謝、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、纖維化和心臟發(fā)育等病理機(jī)制，對(duì)心肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等心血管細(xì)胞有明顯作用。

2.1 miR-324 在脂質(zhì)代謝中的調(diào)控作用 脂質(zhì)代謝異常是心血管疾病中動(dòng)脈粥樣硬化最重要的危險(xiǎn)因素，其中，低密度脂蛋白膽固醇水平升高是中國(guó)心血管病的第三大歸因危險(xiǎn)因素，僅次于高血壓和高鈉飲食［1］。一般認(rèn)為，在內(nèi)皮受損的情況下，持續(xù)的脂質(zhì)代謝異常使脂質(zhì)進(jìn)入血管內(nèi)膜，同時(shí)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，平滑肌細(xì)胞增殖，促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成和聚集，脂質(zhì)積聚，導(dǎo)致內(nèi)皮結(jié)構(gòu)破壞，管壁變形，并伴有纖維結(jié)締組織增加，導(dǎo)致纖維粥樣斑塊，而不穩(wěn)定的粥樣斑塊會(huì)引起急性心血管事件。

研究發(fā)現(xiàn)，miR-324 會(huì)明顯影響機(jī)體的脂質(zhì)代謝。miR-324-3p被發(fā)現(xiàn)在肥胖人群中的表達(dá)明顯下降，而miR-324-5p 在高血脂、高血糖患者外周血中卻呈顯著升高［8-9］。提示 miR-324-3p 與 miR-324-5p對(duì)脂質(zhì)的調(diào)節(jié)功能可能相反。通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，miR-324-3p 多個(gè)靶向基因的確與膽固醇代謝相關(guān)，但對(duì)脂質(zhì)的具體調(diào)節(jié)機(jī)制尚未清楚［10］。而miR-324-5p對(duì)脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)在小鼠模型中得到驗(yàn)證，miR-324-5p的過表達(dá)通過靶向結(jié)合Ras同源物相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶1（ROCK1），抑制了ROCK1 的生物學(xué)功能，導(dǎo)致蛋白激酶B/糖原合酶激酶途徑的激活，惡化了脂質(zhì)和葡萄糖的異常代謝，引起脂質(zhì)的積累增加［9］。miR-324-5p還可通過靶向抑制Krueppel樣因子3的功能來促進(jìn)小鼠成脂基因表達(dá)的升高和脂肪分解基因水平的降低，促進(jìn)小鼠脂肪細(xì)胞分化，導(dǎo)致脂肪增加［11］。因此，miR-324-5p 可促進(jìn)脂肪的形成，加劇脂質(zhì)代謝異常，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展，對(duì)血脂異常的高危人群預(yù)防心血管疾病和治療動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)疾病有重要作用；而miR-324-3p的調(diào)節(jié)功能可能與miR-324-5p 相反，對(duì)與其相關(guān)研究有一定啟發(fā)。

2.2 miR-324 在氧化應(yīng)激中的調(diào)控作用 氧化應(yīng)激是心血管疾病的重要損傷機(jī)制，其在心血管的研究多數(shù)集中于心肌缺血和心肌缺血后再灌注引起的氧化應(yīng)激損傷。當(dāng)心血管事件發(fā)生導(dǎo)致組織缺血缺氧和缺血再灌注時(shí)，細(xì)胞能量代謝障礙，細(xì)胞鈣超載，活性氧增加，一氧化氮總量減少，引起血管舒張受限，炎癥細(xì)胞聚集浸潤(rùn)，炎癥因子增加，心肌細(xì)胞功能和內(nèi)皮細(xì)胞受損，使疾病進(jìn)一步惡化［12］。

當(dāng)不穩(wěn)定斑塊發(fā)生破裂導(dǎo)致心肌血供不足時(shí)，miR-324 水平降低，生物信息學(xué)分析顯示，不穩(wěn)定型心絞痛患者的miR-324 表達(dá)比正常人明顯下降［13］。當(dāng)心肌持續(xù)血供不足，引起大量心肌細(xì)胞死亡，導(dǎo)致心肌梗死。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中可觀察到心肌梗死邊緣區(qū)的miR-324 顯著升高，而在心肌梗死患者血漿中，miR-324-3p水平明顯升高，miR-324-5p表達(dá)下降，兩者變化呈現(xiàn)相反趨勢(shì)［10，14-15］。

當(dāng)心肌缺血缺氧后血供恢復(fù)，細(xì)胞缺血再灌注，氧化應(yīng)激加劇，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，使損傷進(jìn)一步加重。研究顯示，心肌細(xì)胞經(jīng)過缺氧復(fù)氧后miR-324 明顯降低，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，miR-324-3p、miR-324-5p同樣下調(diào)［3，13，16］。研究進(jìn)一步證實(shí)miR-324可靶向抑制細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)3（SOSC3），促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖和抑制其凋亡［13］。其中miR-324-3p 過表達(dá)則促進(jìn)了細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子2（STAT2）、Bcl-2 樣蛋白11（Bim）的基因表達(dá)，抑制 Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)通路的肌鈣蛋白I、參與細(xì)胞應(yīng)激的活化T 細(xì)胞核因子4 基因表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，降低氧化應(yīng)激損傷，保護(hù)心肌細(xì)胞［3］。而 miR-324-5p 通過靶向結(jié)合線粒體裂變調(diào)節(jié)分子1（MTFR1），抑制MTFR1 的表達(dá)和生物學(xué)功能，抑制線粒體分裂，降低細(xì)胞凋亡，保護(hù)內(nèi)皮祖細(xì)胞和心肌細(xì)胞免受缺氧復(fù)氧誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷，這些作用均可被活化T 細(xì)胞核因子4（NFAT4）、長(zhǎng)鏈非編碼 RNA Gpr19 作為 ceRNA 與miR-324-5p 的過度結(jié)合所逆轉(zhuǎn)［15-17］。總之，在缺血再灌注中，miR-324 可通過靶向抑制SOSC3 來抑制細(xì)胞凋亡，其中 miR-324-3p 通過促進(jìn) STAT2、Bim 直接促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而miR-324-5 通過抑制MTFR1 來抑制細(xì)胞凋亡，但它們均具有抗氧化應(yīng)激損傷作用，對(duì)心血管具有明顯的保護(hù)作用。

2.3 miR-324 在炎癥中的調(diào)控作用 炎癥在心血管細(xì)胞損傷中扮演重要角色，而核因子κB（NF-κB）對(duì)于炎癥反應(yīng)至關(guān)重要，介導(dǎo)心血管的炎癥損傷，還可促進(jìn)血管的血栓形成［18］。

在缺血再灌注中，miR-324 可抑制腫瘤壞死因子α/NF-κB（TNF-α/NF-κB）信號(hào)通路，降低炎癥和氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞的損傷［13］。而在兒童獲得性心臟病川崎病中，miR-324-5p 的上游lncRNA SOSC2 反義RNA1（SOCS2-AS1）水平高表達(dá)，負(fù)調(diào)控人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中的miR-324-5p 水平，上調(diào)miR-324-5p 的下游 靶點(diǎn) CUE 結(jié) 構(gòu)域 蛋 白 2（CUEDC2）表達(dá) ，而CUEDC2 可以負(fù)調(diào)控NF-κB 信號(hào)通路，抑制炎癥反應(yīng)，促進(jìn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，抑制細(xì)胞凋亡［19］。因此，miR-324 可抑制缺血再灌注導(dǎo)致的炎癥，而在川崎病中可通過抑制miR-324-5p 使CUEDC2 上調(diào)來進(jìn)行抗炎，使心血管疾病得到緩解或改善。

2.4 miR-324在纖維化中的調(diào)控作用 纖維化是心血管重塑的重要機(jī)制之一，心房、心室、血管的纖維化增加會(huì)導(dǎo)致心房電生理異常，心室收縮或舒張受限等心功能下降以及血管彈性降低，導(dǎo)致心律失常、射血分?jǐn)?shù)下降、血壓調(diào)節(jié)能力異常等心血管問題。

在腎臟中研究發(fā)現(xiàn)，miR-324-3p可以通過靶向抑制脯氨酰內(nèi)肽酶和雙特異性磷酸酶1促進(jìn)腎的纖維化，心血管疾病常用藥物血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑（ACEI）可以下調(diào)腎臟中的miR-324-3p表達(dá)來保護(hù)腎臟［20-21］。但在房顫患者血漿的外泌體中，miR-324-3p表達(dá)下降，過表達(dá)miR-324-3p 時(shí)可靶向抑制轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（TGF-β1），降低Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原水平，減少細(xì)胞外基質(zhì)的沉積，抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信號(hào)通路，負(fù)調(diào)控成纖維細(xì)胞的增殖，抑制心肌纖維化［22］。所以，miR-324-3p具有一定抗纖維化作用，但在腎臟中發(fā)揮促進(jìn)纖維化作用并被ACEI 所抑制，提示miR-324-3p 的抗纖維化可能在心血管中具有特異性，對(duì)心血管治療具有重要意義。

2.5 miR-324 在心臟發(fā)育中的調(diào)控作用 心臟發(fā)育對(duì)于兒童的心血管健康至關(guān)重要，若心臟發(fā)育過程出現(xiàn)問題，可導(dǎo)致先天性心血管疾病，但其具體致病分子機(jī)制尚未闡明。

在小鼠實(shí)驗(yàn)中，與1 d 和6 d 的健康小鼠相比，miR-324-5p 在 7 d 的小鼠心臟組織中水平下調(diào)［23］。但在先天性心臟病患兒血漿中，miR-324-5p 表達(dá)明顯升高［24］。提示miR-324-5p 對(duì)于心臟發(fā)育有重要影響。為進(jìn)一步證實(shí)miR-324-5p 對(duì)心臟發(fā)育的影響，ASSALIN 等［25］對(duì)妊娠大鼠進(jìn)行孕期蛋白限制，其子代出生體質(zhì)量較低，隨后體質(zhì)量迅速恢復(fù)，子代16 周齡時(shí)發(fā)現(xiàn)左心室miR-324-5p 表達(dá)下降，其靶向基因3-琥珀酰輔酶A 轉(zhuǎn)移酶1 水平明顯升高，心肌膠原含量增加，心肌細(xì)胞肥大，并出現(xiàn)高血壓。因此，miR-324-5p 水平異常下降或異常升高均可能影響心臟的正常發(fā)育，導(dǎo)致先天性心血管異常，這對(duì)于闡明先天性心血管疾病的發(fā)病機(jī)制和開發(fā)診治先天性心血管疾病的新方式具有一定價(jià)值。

綜上所述，miR-324 在心血管疾病發(fā)生、發(fā)展中扮演重要角色。miR-324 中miR-324-5p 對(duì)血脂代謝異常具有明顯促進(jìn)作用，若在高血脂高危人群中對(duì)miR-324-5p 進(jìn)行抑制，可能會(huì)抑制脂質(zhì)對(duì)血管的侵蝕，防止動(dòng)脈粥樣硬化的形成，可作為動(dòng)脈粥樣硬化的早期預(yù)防手段。miR-324 可作為心衰的診斷標(biāo)志物。在心肌梗死時(shí)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療后24 h的心衰患者外周血中miR-324 相對(duì)于治療前的水平明顯升高［26］。而在呼吸困難的心衰患者中證實(shí)miR-324-5p與NT-proBNP 結(jié)合檢測(cè)具有更高的靈敏性和特異性［27］。

miR-324 還具有治療心血管疾病的價(jià)值。當(dāng)心肌缺血再灌注時(shí)出現(xiàn)氧化應(yīng)激和炎癥損傷，增加miR-324-3p 或miR-324-5p 水平具有保護(hù)作用，有助于減少患者缺血再灌注損傷，而且miR-324-3p 的過表達(dá)還具有抗纖維化功能，可用來預(yù)防或降低心室重塑和治療房顫。此外，miR-324-5p 水平可用來評(píng)估心臟發(fā)育情況，出現(xiàn)異常可及時(shí)進(jìn)行干預(yù)，可能會(huì)減少先天性心臟病的發(fā)生，抑制其表達(dá)可用于川崎病的治療。目前miR-324 在心血管疾病的分子調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展較慢，在臨床上的轉(zhuǎn)化和評(píng)估還需進(jìn)一步探索。