基于miRNA探討中醫(yī)藥療法從心肌細胞凋亡角度治療缺血再灌注損傷

葛騰 ，齊鴻飛 ，寧博 ，李舒鈺 ，吳永青 ，趙明君

1.陜西中醫(yī)藥大學，陜西 咸陽 712046； 2.陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，陜西 咸陽 712000

心肌缺血再灌注損傷（myocardial ischemiareperfusion injury，MIRI）是指淤阻的血管恢復灌注后發(fā)生一系列的心肌細胞損傷[1]。隨著我國心肌梗死疾病發(fā)病率逐年上升，MIRI患病率也隨之升高。早在20世紀，研究者提出心肌細胞再灌注后更容易發(fā)生損傷，且情況逐漸嚴重，甚至出現不可逆的損害，但機制復雜不清[2]。目前僅予抗氧化、減輕鈣超載等治療，未見顯著療效[3]。研究表明MIRI 大多會出現心肌細胞凋亡[4]，抑制心肌細胞凋亡逐漸成為MIRI的潛在治療策略[5]。伴隨現代基因學微小核糖核酸（miRNA）的深入研究，發(fā)現調控miRNA可進一步活化下游靶基因調控心肌細胞凋亡。中醫(yī)藥療法基于miRNA治療心肌細胞凋亡已在體內實驗與體外實驗中取得初步療效。為進一步明確機制，探索治療新視野，本文重點綜述中醫(yī)藥療法調控miRNA 改善心肌細胞凋亡，并提出miRNA調節(jié)心肌細胞凋亡可能是治療MIRI的潛在方案，為中醫(yī)治療MIRI提供理論參考。

1 中醫(yī)認識

MIRI是冠狀動脈再通術后常見并發(fā)癥，癥狀與中醫(yī)學“胸痹”相似。胸痹表現為胸痛、胸悶、氣短等癥狀，病因病機主要為“陽微陰弦”，即本虛標實證，陽微指氣、血、陰、陽虧虛，陰弦指血瘀、痰飲、寒凝、氣滯[6]，治法以扶正祛邪為主。MIRI表現為胸痛、心律失常、心肌頓抑、心肌細胞水腫等，筆者認為MIRI的病因病機是在胸痹基礎上形成，基本病機同樣為本虛標實，主要原因有：①“氣為血之帥，血為氣之母”，氣與血相互轉化、相互依從，當發(fā)生心肌梗死時，患者大汗淋漓、煩躁不安易耗氣傷陽，加之血液運行驟停，氣失濡養(yǎng)導致心氣、心陽受損，發(fā)生心中悸動不安。②缺血復流后血液得以通暢，但正氣仍虧，不能推動全身絡脈的血液運行，甚可再發(fā)瘀血致心肌細胞不能恢復正常狀態(tài)，出現“無復流”現象，導致心肌頓抑等，正如《金匱要略·胸痹心痛短氣病脈證治》“胸痹而痛，所以然者，責其極虛也”，胡婷等[7]提出益氣活血法治療MIRI。③氣虛血瘀相互摻雜進一步導致機體紊亂，水液停聚發(fā)為心肌細胞水腫，線粒體損傷，心肌細胞凋亡，心臟損傷，心功能下降，故為“標實”。

2 微小核糖核酸與心肌細胞凋亡

近年來大量研究表明，長鏈非編碼RNA（lncRNA）、miRNA、環(huán)狀RNA（cricRNA）在心臟中高度表達，對MIRI治療發(fā)揮十分重要作用，尤其是miRNA在心肌細胞凋亡、增殖等心血管疾病方面具有潛力[8]。目前研究表明，miRNA形成需要經過細胞核階段和細胞質階段[9]。由RNA聚合酶Ⅱ加工miRNAs為初級miRNA，隨后被核糖體酶Drosha-DGCR8復合物切割為前體miRNAs[10]，再由Dicer酶酶切形成雙鏈miRNA，最后被Argonaute分解為單鏈而成熟[11]，即成熟的miRNA是一種單鏈非編碼RNA，長度約20個核苷酸，調控人體約33%的基因[12]。miRNA與靶基因mRNA配對結合后有2種形式：①完全配對互補，靶基因mRNA被降解；②不完全配對互補，靶基因mRNA被抑制。大量研究表明，miRNA可調控心肌細胞凋亡。林靜等[13]通過檢測收治的門診心肌梗死患者得出miRNA-21可抑制腫瘤壞死因子（TNF）-α介導的心肌細胞凋亡；周柯等[14]通過H9C2細胞制備缺氧/復氧模型并上調miR-26b-5p表達，發(fā)現miRNA 可通過靶向MAPK6 抑制心肌細胞凋亡；王春麗等[15]通過建立小鼠心力衰竭模型并轉染miRNA-153抑制劑，發(fā)現調控miRNA-153可影響線粒體的代謝物攝取、離子穩(wěn)態(tài)、三磷酸腺苷（ATP）合成，從而進一步調節(jié)心肌細胞損傷；Pan等[16]利用大鼠構建心肌缺血再灌注模型，并轉染miRNA，發(fā)現miRNA-21可調控TLR4/NF-κB改善心肌細胞凋亡；Cheng等[17]利用缺血預處理治療心肌缺血再灌注模型大鼠，發(fā)現miRNA-21參與并調節(jié)程序性細胞死亡因子4（PDCD4）減少心肌細胞凋亡。研究表明，miRNA有望從體液中分離出作為疾病的新型生物標志物[18]。目前，miRNA檢測方法有定量聚合酶鏈式反應、微陣列分析及RNA測序等[19]。

3 心肌缺血再灌注損傷與心肌細胞凋亡

細胞凋亡是目前研究較多且受基因調控的細胞死亡方式，屬于程序性細胞死亡的形式之一[20]。細胞凋亡途徑主要包括3種：內源性線粒體途徑、外源性死亡受體途徑和內質網途徑[21]。內源性途徑為線粒體受刺激后釋放細胞色素C并通過一系列復雜過程激活胱天蛋白酶（Caspase）-9通路控制凋亡[22]；外源性途徑為刺激細胞表面死亡受體激活Caspase凋亡級聯反應[23]；內質網途徑大多為鈣離子失衡，激活一系列Caspase凋亡程序[24]。MIRI與細胞凋亡的關系可能與以下3種有關：①心肌細胞突然恢復供血會使氧化應激刺激心肌細胞釋放大量死亡受體，誘導心肌細胞凋亡；②MIRI可激活p53，使ATP生成減少或造成細胞膜損傷，誘發(fā)細胞凋亡；③MIRI進展中活性氧還可使內質網發(fā)生應激，加重心肌細胞凋亡。內質網發(fā)生應激時，使Ca2+失衡引發(fā)心肌細胞凋亡[25]。故目前研究發(fā)現大多數MIRI會使心肌細胞發(fā)生凋亡[26]，且凋亡在MIRI進展中持續(xù)存在，而抗心肌細胞凋亡逐漸成為治療MIRI的潛在方案[5]。孫野[27]用中藥復方丸劑三苦滴丸治療MIRI模型大鼠，發(fā)現三苦滴丸可通過抑制細胞凋亡減輕大鼠MIRI 程度；Wu 等[28]用芍藥苷治療MIRI 模型大鼠，發(fā)現芍藥苷可通過凋亡信號通路減輕大鼠MIRI程度；韓笑等[29]用丹紅滴丸治療MIRI模型大鼠，發(fā)現丹紅滴丸可通過凋亡信號通路減輕大鼠MIRI程度。

4 中醫(yī)藥調控

中醫(yī)治療疾病具有多通路、多靶點、小毒性等優(yōu)勢。本文整理中醫(yī)藥療法調控miRNA抗心肌細胞凋亡文獻，總結中醫(yī)藥療法基于miRNA從心肌細胞凋亡角度治療MIRI的可能性與理論基礎。

4.1 微小核糖核酸-21

miRNA-21多存在于心血管中，是miRNA家族中一個亞型，可降低梗死心肌細胞的凋亡率[30]，其過表達對MIRI是一種保護措施。有研究者稱miRNA-21為心肌細胞凋亡拮抗劑，筆者認為可能有以下3種原因：①抑制PDCD4。PDCD4 是miRNA-21 的靶基因，miRNA-21可抑制PDCD4[31]，抗心肌細胞凋亡。②抑制Fasl。Fasl是心肌細胞凋亡的主要因子之一，與死亡TNFRSF6/FAS受體結合，介導T-cell引起心肌細胞凋亡[32]。③抑制第10號染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因（PTEN）。抑制PTEN 表達可激活PI3K/AKT 信號通路使Bcl-2 上調，保護MIRI 后的心肌細胞[33]。芪藶強心膠囊由黃芪、附子、人參等組成，有益氣溫陽、活血通絡之效，能顯著抑制心肌細胞凋亡，改善心室舒張功能，可明顯抑制心肌微血管內皮細胞凋亡，其機制可能是調控miRNA-21 抗細胞凋亡[34]。葛根素可通過上調miRNA-21，增加Bcl-2表達，降低Bax、Caspase-3表達，發(fā)揮抗心肌細胞凋亡作用，改善缺血再灌注損傷，而轉染miRNA-21抑制劑可影響葛根素對心肌細胞的保護[35]。去甲斑蝥素由斑蝥抗癌成分斑蝥素合成，可抑制缺血再灌注損傷的心肌細胞凋亡，其機制可能是上調miRNA-21 表達，抑制PDCD4，改善細胞凋亡[36]。紅景天苷可通過上調miRNA-21表達、降低Caspase-3、減少氧化應激從而抗心肌細胞凋亡，改善缺血再灌注損傷[37]。

4.2 微小核糖核酸-1

miRNA-1 是一種在心肌細胞中特異性高表達的miRNA，主要通過影響心臟發(fā)育過程相關基因表達抑制心肌細胞凋亡。miRNA-1抗心肌細胞凋亡可能與2種因素有關：①上調熱休克蛋白表達[38]。②抑制Caspase-3裂解與細胞骨架、代謝和生存的相關物質，抗心肌細胞凋亡[39]。針灸具有調和陰陽、疏通經絡、扶正祛邪功效，其可調控miRNA通過多靶點、多通路保護心肌細胞。電針是指在針刺得氣之后給予人體生物微電量增加刺激，具有促進血液微循環(huán)、調節(jié)神經紊亂、止痛解痙之效。研究發(fā)現，“標本配穴”法電針刺激可通過降低miRNA-1表達明顯減輕大鼠心肌缺血后的細胞凋亡[40]。羥基紅花黃色素A是紅花的有效成分，有活血化瘀功效，其可通過沉默miRNA-1表達而抑制氧化應激，抗心肌細胞凋亡[41]。黃芪甲苷可通過調控miRNA-1改善收縮障礙、減少心肌細胞凋亡，機制可能與miRNA-1/CaMKⅡ RyR2/Ca2+有關[42]。胡黃連苦苷Ⅱ可下調miRNA-1、Caspase-3表達，升高Bcl-2表達，抵抗氧化應激后心肌細胞凋亡[43]。

4.3 微小核糖核酸-499

miRNA-499 是一種與心肌分化密切相關的miRNA，在心肌中特異性表達。miRNA-499在MIRI進展中發(fā)揮抗心肌細胞凋亡作用，可能與4種因素有關：①活化PI3K/AKT，調控下游因子抑制心肌細胞凋亡[44]。②結合CD38，使心肌細胞的SIRT1/FOXO1抗氧化信號通路活化，減少心肌細胞凋亡[45]。③抑制PDCD4、SOX6，調節(jié)Bax、Bcl發(fā)揮抑制心肌細胞凋亡[46]。④結合高遷移率族蛋白1，下調Bax、Caspase-3，上調Bcl-2[47]。羥基紅花黃色素A 不僅可通過調節(jié)miRNA-1 抗心肌細胞凋亡，還可上調miRNA-499 表達，降低Bax、Caspase-3 表達抗心肌細胞缺氧/復氧后的凋亡[48]。阿魏酸可抑制心肌細胞凋亡，機制可能是調節(jié)miR-499-5p/p21信號通路發(fā)揮作用，而抑制miR-499-5p可逆轉阿魏酸保護心肌細胞作用[49]。

4.4 微小核糖核酸-126

miRNA-126 可調控血管內皮，在心肌梗死患者中表達降低，可成為急性心肌梗死的生物標志物[50]，其機制可能與調控凋亡家族蛋白有關。武慶娟[51]研究表明，自擬方穩(wěn)心湯可抗心肌細胞凋亡，改善不穩(wěn)定性心絞痛患者的癥狀，其機制可能是通過上調miRNA-126-5p 表達，使Bcl-2 表達上升，Caspase-9/Caspase-3表達下降。趙薇[52]通過心肌梗死大鼠模型研究穩(wěn)心湯改善心肌細胞凋亡分子機制，表明穩(wěn)心湯能調節(jié)miRNA-126-5p 表達，控制凋亡蛋白Bcl-2、Caspase-9、Caspase-3表達。

4.5 微小核糖核酸-133

miRNA-133是一種在心肌和骨骼、平滑肌中表達的miRNA，高表達的miRNA-133可抑制心肌細胞凋亡[53]。其機制可能與調控Caspase-3和Aifm2雙通道有關。李俊平[54]研究表明，自擬益氣活血方可上調miRNA-133表達，降低Caspase-3蛋白表達，減少心肌細胞凋亡。電針通過miRNA-133 抑制Caspase-3 或Aifm2 表達可抗心肌細胞凋亡[40，55-56]。馮俊等[57]發(fā)現丹參酮ⅡA可減少心力衰竭大鼠心肌細胞凋亡，其機制可能是上調miRNA-133表達，調控Bax、Bcl-2蛋白。劉蓉芳等[58]用自擬方心康沖劑干預心力衰竭大鼠，表明心康沖劑可調控miRNA-1、miRNA-133發(fā)揮抗心肌細胞凋亡作用。

5 展望

本文梳理中醫(yī)藥療法調控miRNA改善心肌細胞凋亡相關文獻（見表1），進一步討論其治療機制，提出中醫(yī)藥療法基于miRNA從心肌細胞凋亡的角度防治MIRI，可能為中醫(yī)藥治療MIRI的新理論觀點。現有研究雖詮釋中醫(yī)藥療法調控miRNA，但中醫(yī)藥調控miRNA的機制尚未完全明確，還需更加高質量的研究加以論證。

表 1 中醫(yī)藥療法調控miRNA治療心肌細胞凋亡

筆者認為中醫(yī)藥調控miRNA可能是通過以下兩方面：①調節(jié)lncRNA 調控miRNA。Li 等[59]發(fā)現，lncRNA XIST可直接靶向miRNA-133，而抑制MIRI；王念等[60]通過構建lncRNA-miRNA-mRNA網絡預測冠心病的分子調控軸，發(fā)現lncRNA-miRNA存在標靶關系；劉宇等[61]研究表明，長春花提取物可調控lncRNA XIST/miR-485-5p 軸改善宮頸癌細胞增殖、遷移；陳博威等[62]利用網絡整合分析得出六味地黃湯可通過lncRNAH19/miRNA-17軸治療新生兒缺血/缺氧腦病。②干預RNA 聚合酶Ⅱ激活轉錄，從而影響miRNA。胡駿等[63]利用網絡藥理學方法得出丹參通絡方可參與RNA聚合酶Ⅱ激活轉錄因子結合。miRNA的下游有關凋亡信號蛋白存在于多條通路中，相互影響，相互制約，調控機制仍不清楚。中醫(yī)藥療法調節(jié)miRNA治療MIRI的相關研究仍不充足。研究表明，隨著心肌損傷，人體miRNA-133 表達升高，而隨著治療miRNA-133表達卻降低，與動物實驗相悖，分析其原因可能是炎癥反應雙向性、人體的特殊性導致[64]。故中醫(yī)藥療法在治療MIRI的相關分子機制還需更多高質量的研究論證。在此基礎上，應發(fā)揮中醫(yī)學優(yōu)勢，繼續(xù)探索分子通路、蛋白基因靶點，挖掘中醫(yī)藥機制，為探索中醫(yī)防治MIRI提供更加可靠的理論依據和臨床治療策略。