miRNA在急性冠脈綜合征診療中的研究進(jìn)展

黃夢君，周亞萍 綜述，伏建峰△ 審校

1.新疆醫(yī)科大學(xué)研究生院,新疆烏魯木齊 830000；2.新疆軍區(qū)總醫(yī)院臨床檢驗診斷中心，新疆烏魯木齊 830000

急性冠脈綜合征(ACS)是一種以心肌組織缺血引起冠狀動脈斑塊破裂、血栓形成為特點的常見的心臟急癥。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年全球約有890萬人死于ACS，占全球死亡人數(shù)的16%[1]。ACS包括不穩(wěn)定心絞痛(UA)、ST段抬高型心肌梗死(STEMI)及非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)[2]。第四版《心肌梗死通用定義》建議，在胸痛癥狀出現(xiàn)后3 h內(nèi)及時進(jìn)行血運重建治療以挽救缺血的心肌，降低最終病死率[2]。因此，早期、快速、有效的診斷是臨床處置ACS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前，心肌肌鈣蛋白T(cTnT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)是臨床上診斷心肌梗死的常用標(biāo)志物，但其在靈敏度和特異度方面存在不同程度的局限性。資料顯示，在非ACS(如嚴(yán)重感染、腎衰竭和充血性心力衰竭)患者中也可觀察到cTnT、CK-MB水平不同程度升高[1]。cTnT水平在胸痛癥狀發(fā)生3～4 h后開始升高，CK-MB水平則在心肌損傷發(fā)生后4～6 h開始升高。高敏肌鈣蛋白的靈敏度雖有所提高，但也常伴隨著假陽性結(jié)果的可能性，尤其是在頻繁發(fā)生心肌梗死合并癥的老年人群中[1]。臨床資料顯示，對疑似ACS患者早期診斷并進(jìn)行風(fēng)險分層和治療，對患者的預(yù)后至關(guān)重要。因此，探尋ACS早期診斷生物標(biāo)志物一直是臨床檢驗診斷學(xué)關(guān)注的焦點和亟待解決的難點。

微小核糖核酸(miRNA)是一類由20～25個核苷酸組成的內(nèi)源性非編碼單鏈RNA，通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控其靶基因在多個信號通路中的水平發(fā)揮著關(guān)鍵作用[1]，參與細(xì)胞增殖、分化和凋亡，是多種疾病潛在的生物標(biāo)志物。在心血管系統(tǒng)中，miRNA的變化極為敏感，有可能是反映其病理生理變化的新型生物標(biāo)志物。

1 miRNA概述

LEE等[3]在1993年研究秀麗線蟲的lin-14時，意外發(fā)現(xiàn)了miRNA。miRNA的主要功能是微調(diào)基因表達(dá)，控制組織發(fā)育和調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)生[4]。在細(xì)胞核中，miRNA基因被RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄成了初級miRNA(pri-miRNA)；pri-miRNA被核糖核酸酶(RNases)Ⅲ切割產(chǎn)生成熟的miRNA[4]。成熟的miRNA與目標(biāo)mRNA的3′端非翻譯區(qū)的不完全互補(bǔ)結(jié)合可抑制翻譯；而與目標(biāo)mRNA翻譯區(qū)的完全互補(bǔ)結(jié)合則會降解該mRNA[4]。細(xì)胞分泌的miRNA由細(xì)胞外載體Argonaute2蛋白、核磷蛋白、脂蛋白等靶向運輸，進(jìn)而參與機(jī)體病理生理過程；或者包裹在細(xì)胞外囊泡中轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，改變其基因表達(dá)[4]。在運輸或轉(zhuǎn)移的過程中，miRNA與Argonaute2蛋白等結(jié)合形成高度穩(wěn)定的復(fù)合物，保護(hù)miRNA不被RNase降解，使得miRNA在血液循環(huán)中穩(wěn)定表達(dá)[4]。miRNA作為細(xì)胞與組織間交流的橋梁，對心血管系統(tǒng)的正常生理過程和功能維持至關(guān)重要，可能在ACS早期診斷、治療等方面具有潛在的生物標(biāo)志物作用。

2 miRNA與ACS的病理過程

在ACS的病理過程中，脂代謝紊亂、內(nèi)皮功能受損、動脈粥樣斑塊形成、斑塊急性破裂導(dǎo)致心肌缺血以及出現(xiàn)再灌注損傷等均有miRNA參與。這一過程涉及多種細(xì)胞，包括參與斑塊起始、生長和破裂的巨噬細(xì)胞，參與構(gòu)成動脈壁的血管內(nèi)皮細(xì)胞(ECs)和血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)，梗死后的成纖維細(xì)胞等。

2.1miRNA與脂質(zhì)代謝 脂質(zhì)及脂蛋白代謝紊亂是動脈粥樣硬化的高危因素。在血液循環(huán)中，低密度脂蛋白(LDL)與極低密度脂蛋白(VLDL)可以通過內(nèi)皮細(xì)胞聚集在動脈壁中，促進(jìn)粥樣硬化斑塊的形成。miRNA可以通過調(diào)節(jié)肝臟LDL受體(LDLR)的表達(dá)和VLDL的產(chǎn)生進(jìn)而控制血漿LDL、VLDL水平。DONG等[5]證實在高膽固醇血癥小鼠模型中，miR-483-5p可通過抑制前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9(PCSK9)的表達(dá)，影響膽固醇穩(wěn)態(tài)，增加肝細(xì)胞LDLR的表達(dá)，從而降低血漿膽固醇和LDL水平及心血管事件的發(fā)生率。同時有研究指出，miR-30c通過抑制肝臟中微粒體甘油三酯轉(zhuǎn)運蛋白(MTP)的表達(dá)，從而抑制VLDL的產(chǎn)生，減緩動脈粥樣硬化進(jìn)程[6]。

高密度脂蛋白(HDL)參與了膽固醇的反向運輸，將過剩的膽固醇由外周組織轉(zhuǎn)送至肝臟進(jìn)行處理與加工。有研究表明，外泌體源性miR-33a-5p、miR-144抑制劑，使得三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1(ABCA1)與載脂蛋白AI(ApoAI)介導(dǎo)的膽固醇流出增加，減少了VSMCs和巨噬細(xì)胞中的膽固醇累積[7-8]，影響循環(huán)HDL水平，進(jìn)而減緩了小鼠的動脈粥樣硬化進(jìn)程。上述研究表明，miRNA參與VLDL、LDL和HDL代謝，在動脈粥樣硬化過程中起一定的作用，影響ACS的發(fā)生、發(fā)展。

2.2miRNA與ECs受損 ACS患者ECs受損，導(dǎo)致斑塊侵蝕和血栓形成，這是ACS形成和發(fā)展的關(guān)鍵因素。ECs通過細(xì)胞-細(xì)胞連接形成選擇性屏障。CAO等[9]研究發(fā)現(xiàn)，ACS患者的血清中miR-101表達(dá)明顯升高，miR-101通過抑制血管內(nèi)皮鈣黏蛋白5(CDH5)表達(dá)，破壞了ECs和細(xì)胞連接的完整性，造成其屏障功能障礙，促進(jìn)ECs凋亡并抑制其遷移。急性心肌梗死(AMI)會導(dǎo)致內(nèi)皮損傷以及全身ECs活化，促使血管壁通透性增加、白細(xì)胞黏附、內(nèi)皮細(xì)胞增殖、過氧化和血栓形成。AMI患者入院時miR-126表達(dá)顯著上調(diào)[10]，有研究發(fā)現(xiàn)，在凋亡和活化的ECs中，miR-126介導(dǎo)血清趨化因子CXC基元配體12(CXCL12)產(chǎn)生，從而促進(jìn)循環(huán)祖細(xì)胞動員和內(nèi)皮修復(fù)[11]。此外，XUE等[10]研究表明miR-126可以反映AMI患者的ECs損傷程度和缺血心肌中的血管再生能力。

miRNA的炎癥誘導(dǎo)表達(dá)作用也有助于調(diào)節(jié)ECs的炎性反應(yīng)。ARDERIU等[12]研究表明，ACS患者血清miR-145表達(dá)顯著下調(diào)，miR-145表達(dá)與血清中內(nèi)皮損傷生物標(biāo)志物、促炎細(xì)胞因子的水平呈負(fù)相關(guān)。與此同時，該研究通過給缺血小鼠注射含有miR-145表達(dá)下調(diào)的脂肪干細(xì)胞實驗證實，miR-145可抑制缺血性肌肉中血管形成。以上研究均證實，miRNA影響ECs凋亡、增殖及遷移，從而調(diào)控ACS的進(jìn)展過程。

2.3miRNA與粥樣硬化斑塊形成及破裂 VSMCs是動脈粥樣硬化性斑塊纖維帽的重要組成部分，在穩(wěn)定斑塊上起重要作用。在動脈粥樣硬化的初期階段，由于損傷或其他條件的刺激，VSMCs的表型由收縮型變?yōu)楹铣尚?，表型的改變促進(jìn)了VSMCs增殖，不規(guī)則增殖的VSMCs從動脈內(nèi)壁向內(nèi)膜間隙遷移，進(jìn)而促進(jìn)斑塊的形成[13]。有學(xué)者證實，在已敲除載脂蛋白E基因的小鼠體內(nèi)，miR-520c-3p模擬物可促使斑塊中膠原蛋白水平降低，調(diào)節(jié)VSMCs轉(zhuǎn)錄因子p65(RelA)的表達(dá)，進(jìn)而促使動脈粥樣硬化斑塊縮小[13]。同時有研究顯示，miR-520c-3p、miR-377-3p可靶向不同的信號路徑分子，進(jìn)而阻礙VSMCs向合成型轉(zhuǎn)化，降低收縮相關(guān)蛋白的表達(dá)，達(dá)到抑制動脈粥樣硬化斑塊形成的目的[13-14]。

易破裂動脈粥樣硬化斑塊的成因有炎癥細(xì)胞水平增加、纖維帽中平滑肌細(xì)胞數(shù)量減少和斑塊內(nèi)脂質(zhì)核心面積增加。HE等[15]研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞中缺乏miR-21會導(dǎo)致動脈粥樣硬化、斑塊內(nèi)脂質(zhì)核心面積增加和血管炎癥的加速進(jìn)展。miR-21的表達(dá)下降還可以抑制VSMCs增殖，加速細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致缺血損傷時血管重塑受損和纖維帽變薄，破壞動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性[15]。此外，有研究證實主動脈中miR-29b-3p的表達(dá)與斑塊纖維化程度呈正相關(guān)，miR-29在血管系統(tǒng)中可以調(diào)節(jié)動脈瘤的形成，抑制VSMCs和主動脈組織中的基質(zhì)蛋白沉積[16]，從而導(dǎo)致組織纖維化，使斑塊脆性增加，更易發(fā)生破裂。以上研究提示，miRNA參與VSMCs凋亡、增殖及遷移過程，破壞動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性，從而影響ACS的病程發(fā)展。

2.4miRNA與心肌細(xì)胞凋亡、壞死 在AMI病程中，心肌細(xì)胞死亡的主要原因是細(xì)胞的凋亡和壞死。AMI患者體內(nèi)三磷酸腺苷明顯減少，可介導(dǎo)B細(xì)胞淋巴瘤2(BCL-2)蛋白家族啟動，促使線粒體壞死，細(xì)胞膜通透性降低，抑制細(xì)胞的修復(fù)功能，最終導(dǎo)致細(xì)胞器功能障礙和細(xì)胞膜破裂。研究表明miR-19b直接抑制促凋亡蛋白BCL-2樣蛋白11(Bim)表達(dá)[17]，miR-27a可抑制BCL2/腺病毒E1B相互作用蛋白3(BNIP3)表達(dá)[18]，從而抑制心肌細(xì)胞凋亡。

磷脂酰肌醇-3-激酶和蛋白激酶B(PI3k/AKT)通路在調(diào)控細(xì)胞存活和抑制細(xì)胞程序性死亡方面發(fā)揮重要作用。XING等[19]發(fā)現(xiàn)，miR-26a-5p以磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)為靶點，啟動PI3k/AKT信號通路，減少心肌梗死中的血管炎癥和細(xì)胞凋亡。在AMI病理過程中，細(xì)胞壞死、凋亡相關(guān)的生物通路由細(xì)胞外刺激物激活細(xì)胞表面受體觸發(fā)。壞死性凋亡激活的核心成分是受體相互作用蛋白激酶1(RIPK1)、受體相互作用蛋白激酶3(RIPK3)和混合譜系激酶結(jié)構(gòu)域樣激酶(MLKL)組成的信號復(fù)合物。SHIN等[20]研究證實，miR-105通過直接下調(diào)受體相互作用蛋白激酶(RIPK)可達(dá)到預(yù)防壞死性凋亡的目的。此外，WANG等[21]研究顯示，外泌體源性miR-92a可促使外泌體囊泡與其受體結(jié)合，直接靶向轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)受體后信息分子(SMAD7)，抑制TGF-β信號傳導(dǎo)，促進(jìn)成纖維細(xì)胞的活化。以上研究均證實，在ACS的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程中，miRNA存在顯著的差異性變化，miRNA調(diào)控心肌細(xì)胞凋亡、壞死、炎性反應(yīng)及纖維化等過程，影響ACS的病情發(fā)展。

3 miRNA在ACS診斷中的研究進(jìn)展

miRNA作為理想的ACS診斷生物標(biāo)志物具有以下優(yōu)勢：(1)分布廣泛，取材方便；(2)miRNA的表達(dá)具有組織和疾病特異性；(3)在循環(huán)中穩(wěn)定存在。

研究報道，miR-1、miR-133、miR-208a/b和miR-499表達(dá)在ACS患者中明顯升高，包括其中最初cTnT陰性的患者也是如此[22]。其中miR-1可能是心源性休克患者心臟損傷的潛在標(biāo)志物，miR-133b可以明顯區(qū)分STEMI患者和非STEMI患者。miR-208對AMI的診斷效能明顯優(yōu)于常規(guī)生物標(biāo)志物，且miR-208與AMI的長期預(yù)后有關(guān)，其在預(yù)測院內(nèi)主要心臟不良事件(MACE)和接受初級冠狀動脈介入治療STEMI患者的預(yù)后方面優(yōu)于cTnT[22]。miR-499的水平梯度與心肌損傷的程度有關(guān)，即心肌損傷越嚴(yán)重，循環(huán)中miR-499的水平越高[23]。研究證實，AMI患者在缺血發(fā)作后1 h可檢測到miR-122表達(dá)的升高和miR-22-5p表達(dá)的降低，二者聯(lián)合檢測可提高診斷靈敏度至98.6%[24]。另有研究報道，miR-21-5p、miR-30a-3p、miR-30a-5p、miR-155-5p、miR-216a、miR-217與AMI后左心室功能障礙和心力衰竭的發(fā)生有關(guān)，可以預(yù)測左心室重塑的風(fēng)險[25]。

以上研究表明，miRNA可以作為ACS早期診斷及預(yù)后評估的新型生物標(biāo)志物。然而，miRNA的應(yīng)用仍不同程度地存在一些問題。例如，高效、標(biāo)準(zhǔn)化的miRNA提取和純化方法尚未建立。故miRNA在ACS診斷中的臨床應(yīng)用有待進(jìn)一步探索與挖掘。

4 miRNA在ACS治療中的研究進(jìn)展

miRNA對于ACS的治療具有以下優(yōu)勢：(1)單個miRNA可以同時調(diào)節(jié)多種細(xì)胞和多個生物信號通路；(2)序列短小，可以快速且高效地設(shè)計、合成具有高親和力和特異性的模擬物或抑制劑；(3)miRNA不會引起免疫排斥等不良反應(yīng)。

CHENG等[8]給敲除LDLR基因的雄性小鼠靜脈注射miR-144抑制劑，增加循環(huán)血HDL水平，促進(jìn)膽固醇反向運輸，在動脈粥樣硬化的進(jìn)展和消退模型中重塑了HDL顆粒。LI等[26]提前24 h給小鼠注射miR-21，然后進(jìn)行缺血再灌注處理，與對照組相比，實驗組小鼠的心肌梗死面積顯著縮小。同時，SUN等[27]構(gòu)建了一種載體使得miR-133通過靜脈在小鼠心肌梗死區(qū)域集聚，減少了對心功能的損害、縮小了心肌梗死面積，抑制心肌細(xì)胞凋亡、炎癥和氧化應(yīng)激，進(jìn)而保護(hù)心臟。TAN等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)扎血管后立即靜脈注射miR-145，可以減少心肌缺血再灌注損傷。此外，QIAO等[29]證實miR-24通過抑制細(xì)胞凋亡、纖維化和激活血管生成等過程，改善心功能不全。目前，雖然miRNA抑制劑/模擬物的藥理學(xué)開發(fā)取得了很大進(jìn)展。然而，就其臨床應(yīng)用而言，尚需解決給藥時機(jī)和給藥方式等主要問題，才能為心臟重塑提供新的治療靶點。miRNA作為ACS靶向治療的潛在工具，為了進(jìn)一步確定其臨床診斷和治療價值，也尚需大量的動物實驗和臨床試驗，但這無疑是今后研究的新方向。

5 展 望

miRNA的相關(guān)研究為ACS的早期診斷和治療帶來了新的思路和廣闊的應(yīng)用前景，但仍有許多因素影響和制約其臨床推廣。首先，循環(huán)中大多數(shù)miRNA的表達(dá)很低，目前缺少高效、標(biāo)準(zhǔn)化的miRNA提取和純化方法。其次，與cTnT等生物標(biāo)志物檢測相比，qPCR和微陣列技術(shù)相對耗時。此外，大量的研究是在動物模型上進(jìn)行的，樣本量普遍較小，必須采用更大的隊列樣本，并且需要對miRNA的檢測方法和參考值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，miRNA才有可能發(fā)展成為ACS的生物標(biāo)志物。

綜上所述，miRNA在ACS的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，是診斷和治療ACS的潛在有效生物標(biāo)志物。同時，miRNA也為研究ACS的發(fā)病機(jī)制提供了新的研究方向。miRNA在ACS領(lǐng)域的研究尚處于起步階段，盡管動物研究顯示出較好的結(jié)果，但在將研究轉(zhuǎn)化為臨床實踐之前，仍有一些實際困難和技術(shù)難題需要解決。當(dāng)這些難題得到解決，miRNA在ACS診斷與治療中的應(yīng)用將具有廣闊的前景。