MicroRNA与心血管疾病的研究进展

贾禹 综述 曾智 审校

(四川大学华西医院心血管内科，四川成都610041)

1 MicroRNA

MicroRNA(miRs)是一个典型的由22个核苷酸构成的具有内含子性质的非编码RNA分子。miRs靶向作用于mRNA的非复制区3’UTR(从编码区末端的终止密码子延伸至多聚A尾巴的末端)，抑制mRNA翻译成蛋白质。单个miRs能调节多个基因的表达，调节复杂的生理过程。miRs已被证实在心血管疾病(CVDs)中具有重要作用，且多数miRs在血管重构过程中具有多重作用(见图1)[1]。在本篇主要论述miRs对多种靶基因的调节机制，阐明miRs与血管重构和CVDs的关系(见表1)。

注：数个miRs能影响众多的血管重构过程。MiR-126和miR-27b能促进血管增生，抗动脉粥样硬化。MiR-92a能抑制血管增生，促进动脉粥样硬化。MiR-155对血管增生和动脉粥样硬化同时具有促进作用。实线箭头代表促进,虚线箭头代表抑制。

图1对血管重构具有多重作用的miRs

2 高血压

2.1 MiR-1

既往发现鞘氨醇激酶1(SphK1)的上调与肺动脉高压患者的肺血管重构密切相关；但是潜在机制不详。近期Sysol等[2]发现缺氧诱导的肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)中，miR-1受到下调并抑制SphK1的表达。在人PASMCs中过度表达miR-1能抑制基础的和缺氧诱导的细胞增生和转移。此外，在老鼠肺组织中得到同样的结果。经miR-1类似物治疗的大鼠，阻断缺氧诱导的肺动脉高压的发展，以及减缓PASMCs内SphK1的上调。证实miR-1与血管重构密切相关，包括PASMCs的增生、转移，其过度表达可抑制缺氧诱导的肺动脉高压的发生发展。

2.2 MiR-34a

近期研究，Liu等[3]纳入50例原发性高血压及健康者的外周血液标本，用miR-34a抑制剂转染脐静脉内皮细胞，抑制miR-34a表达。试验发现原发性高血压患者组外周血miR-34a明显上调。体外试验显示，抑制miR-34a可促进脐静脉内皮细胞增生、转移和细胞周期(G1/S期)的转化。此外，miR-34a靶向作用于转化生长因子β诱导因子同源异型盒2(TIGF2)基因，促进血管内皮损伤。

2.3 MiR-29

Widlansky等[4]在2型糖尿病患者动脉内皮细胞内发现MiR-29显著下调。拮抗大鼠miR-29b-3p或致突变MiR-29b-1/a，发现大鼠内皮依赖性血管舒张功能(EDVD)受损，一氧化氮水平降低，并诱发高血压。用溶血磷脂酶Ⅰ(Lypla1)治疗2型糖尿病患者、MiR29b-1/a突变大鼠以及miR-29b-3p受拮抗大鼠，可以提高动脉的EDVD。实验证实MiR-29b-1/a通过靶向作用于Lypla1，促进一氧化氮的表达，维持EDVD。

3 主动脉瘤

动脉瘤是动脉局部血管壁扩张大于原血管直径50%，在CVDs治疗中具有巨大挑战。大多数动脉瘤在急性撕裂或者形成夹层后发现，需要紧急开胸或者行修补手术。

3.1 MiR-33

既往研究证明抑制miR-33可以增加高密度脂蛋白并减缓动脉粥样硬化的发展。抑制血管紧张素Ⅱ或者氯化钙诱导大鼠的miR-33表达，均可减缓腹主动脉瘤(AAA)的发展。体外实验显示：miR-33(-/-)的大鼠外周血巨噬细胞可通过灭活氨基末端激酶1(JNK1)，减少基质金属蛋白酶-9的表达。miR-33(-/-)小鼠的主动脉血管平滑肌细胞抑制p38促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)，减少单核细胞驱化蛋白1的表达。上述两种情况均能增强miR-33的靶基因三磷酸腺苷结合盒转运体A1的表达。抑制miR-33的受试小鼠以及miR-33骨髓转移的多种受试者，AAA的形成均受到抑制[5]。

3.2 MiR-103a

Jiao等[6]发现，血管紧张素Ⅱ诱导的小鼠AAA样本中，解聚素金属基质蛋白酶10(ADAM10)蛋白表达明显增加。ADAM10特异性抑制剂GI254023X可减少巨噬细胞向小鼠腹主动脉渗入。在细胞水平发现，miR-103a-1抑制ADAM10的表达，而拮抗miR-103a-1可增加ADAM10的表达。尤其在小鼠AAA中，miR-103a表达减少，ADAM10表达增加。实验证实miR-103a通过靶向抑制ADAM10表达，抑制AAA形成，为AAA治疗提供一种新的可能。

3.3 MiR-24

在小鼠AAA中，发现miR-23b/27b/24群下调，其中miR-24下调最为显著。通过原位杂交，在鼠主动脉瘤组织内有外膜的巨噬细胞中发现了miR-24的存在。实验证实，巨噬细胞活化后，miR-24作用于壳多糖酶3样蛋白1(CHI3L1)，驱使炎性基因的表达。小鼠AAA模型实验证实，促进miR-24表达可加速AAA形成，反之亦然[7]。

4 动脉粥样硬化

动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因。脂质代谢障碍为动脉粥样硬化的主要病变基础。

4.1 MiR-126

近期Schober等[8]将患有高脂血症鼠内膜剥蚀14～28 d后，拮抗miR-126组鼠和对照组鼠比较损伤面积增加，内皮细胞增殖减少，颈动脉腔内皮恢复也受损。作者证实miR-126-5p的靶基因是δ类同源物1(DLK1)，在人类动脉粥样硬化损伤中，miR-126-5p水平以及DLK1表达和损伤型巨噬细胞数量呈负相关，并且对内皮细胞的增殖有正性作用。表明miR-126-5p水平上升有抗动脉粥样硬化作用。

4.2 MiR-155

最近，Tian等[9]证明了miR-155靶向作用于高迁移率族蛋白1(HMGB1)，从而抑制髓系特异性锌指蛋白2并增强巨噬细胞对氧化低密度脂蛋白的摄取。提升miR-155水平可靶向作用于HMGB1，增加氧化低密度脂蛋白水平，诱导泡沫细胞的形成。系统抑制鼠的miR-155可减少动脉粥样硬化斑块和富含脂质的巨噬细胞。

4.3 MiR-27b

MiR-27b与胆固醇和脂质代谢具有密切关系，并可作为动脉粥样硬化和肥胖潜在的治疗靶点，但其体内效应并不确定。近期，Hsu等[10]用石斑鱼生成的转基因miR-27b-SP，可破坏miR-27b活性，导致血管内脂质沉积、非酒精性脂肪肝等。实验发现miR-27b-SP增强过氧化物酶体增殖因子活化受体γ 和CCAAT增强子结合蛋白-α(C/EBP-α)的表达，促进脂质和脂肪再生。证实miR-27b在早期的脂质和脂肪的形成中，具有重要调节作用。

5 心力衰竭

5.1 MiR-29a

心肌肥厚患者的miR-29a血清学水平明显高于单纯的高血压患者。miR-29a作用于转化生长因子β(TGF-β)信号转导途径，激活血管重构相关蛋白如基质金属蛋白酶-9、Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白[11]。在压力负荷的老鼠模型中，使用miR-29a拮抗剂组大鼠的心肌细胞肥大受到抑制，心肌肥厚的指标心房钠尿肽和β-心肌肌球蛋白重链明显下降。实验证实在高压力的作用下，miR-29a可促进心室肌细胞的重构和肥大，促进心力衰竭发生发展[12]。

5.2 MiR-185

Kim等[13]利用主动脉狭窄的老鼠模型，发现miR-185在肥厚心肌细胞中明显下调。为了确定miR-185能对抗心肌肥厚，实验对照过度表达和敲除miR-185的心肌肥厚老鼠，实验发现miR-185的上调可以对抗心肌肥厚效应，表明了miR-185在心肌细胞中具有抗心肌肥厚作用，实验进一步明确了miR-185的靶基因为钙调素依赖蛋白激酶2D(CaMKⅡδ)、钠钙交换体亚型和T细胞活化核因子(NFAT)，利用特定双荧光素酶活性和免疫印迹实验证实，NFAT和CaMKⅡδ受miR-185抑制，实验证明miR-185作用多个靶基因和信号转导途径，可有效抑制心肌肥厚，并作为潜在心力衰竭药物治疗。

5.3 MiR-221/222家族

MiR-221-3p和miR-222-3p在人类及大鼠心肌病理组织中明显上调，在扩张型心肌病或者主动脉狭窄伴有严重心肌纤维化的病理组织中，与非纤维化的心肌组织相比miR-221/222明显减少。抑制血管紧张素Ⅱ诱导的高压力负荷大鼠的miR-221/222，发现心室的纤维化增加，扩张度加剧，收缩及舒张功能明显下降。实验证实，miR-221/222靶向作用于TGF-β信号转导途径基因，包括JNK1、应激活化蛋白激酶1、TGF-β受体1、TGF-β受体2以及原癌基因1。因此miR-221/222可缓解压力负荷诱导的心力衰竭发展[14]。

6 心律失常

6.1 MiR-1

细胞内运输系统功能紊乱与CVDs密切相关。近期研究发现表达miR-1的实验组大鼠，有着更频繁的运输相关的生物学过程，如对钙离子的转运。突出融合蛋白6(Stx6)在老鼠心肌梗死后或缺氧后的心肌细胞中减少，并进一步证明miR-1靶向作用于它。沉默心肌细胞Stx6，可损害L型钙离子通道，导致钙离子外流，而过度表达Stx6，其结果相反。实验证实，miR-1可抑制Stx6，导致细胞内钙离子调控异常，发生心律失常[15]。

6.2 MiR-21

近期，Huang等[16]经人工造模心包炎大鼠，发现信号传导子及转录激活子3(STAT3)和miR-21明显上调。抑制STAT3使miR-21下调，可改善心房纤维化，减少纤维化相关基因的表达，减少心房传导的不均一性，减少心房颤动发病率。而抑制miR-21，可减少STAT3的磷酸化，并产生相同效应。实验证实，miR-21和STAT3在心肌受损后，协同作用诱导心房颤动。

7 思考与展望

由于蛋白质组成的复杂性，并存在翻译后修饰、水解、变性等，寻找具有特异性、敏感性的蛋白标志物困难重重[17]。而miRs与传统蛋白生物标志物相比具有以下优势：低复杂性、无加工修饰、可合成高亲和“捕获”试剂、良好的稳定性等。李晨等[18]综述了miRs对心肌梗死早期诊断的应用价值，列出miR-499[19]、miR-208[20]、miR-1 与miR-133[21]，证实其具有高效的敏感性和特异性，并具有早期诊断的优势，无疑为心肌梗死的诊断提供了新思路；但是，上述研究存在以下不足：样本量较小、单中心实验、受试人群单一、miRs标志物的选择有一定的随机性，因此有待进一步的大样本临床研究。miRs在检测技术及速率均不及超敏肌钙蛋白，这种情况或许是目前用于临床检验的最大障碍。

沉默大鼠miRs基因、病毒转导等试验用于治疗与血管重构相关的CVDs正在迅速发展，若用于临床，有必要警惕体内miRs沉默步骤中的脱靶效应及miRs治疗的潜在毒性[22]。故讨论miRs与血管重构的关系，有望对CVDs的预防、诊断、治疗反应、新治疗方案及预后评估提供新的方向，并促进对miRs的深入研究。

表1 参与调控血管重构的miRs