miR-145在心血管疾病中的研究进展

崔胜宇综述 浦湧，徐林审校

心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)一直是严重损害人类健康的重要原因之一，目前，我国CVD患病率仍然处于上升水平，其防治工作刻不容缓[1]。随着CVD发病机制研究不断深入，微小RNA(microRNA，miRNA)在相关疾病中发挥的重要作用逐渐被发现，而miR-145作为众多miRNA其中的一种，其在多种CVD中发挥的积极作用不容忽视，因此，本文旨在对miR-145在多种心血管疾病中的作用进行总结，以期在未来miR-145能够成为新型的预防和治疗CVD的干预靶点应用于临床。

1 miR-145生物学特征

miRNA是一类微小非编码RNA，可以与相关靶基因的3’-非翻译区(3’-UTR)结合，进而发挥负性调节靶基因的作用[2]，单个miRNA可以对多个mRNA发挥抑制作用，而单个mRNA也可以被许多miRNA调节。因此，miRNA对mRNA表达的调节是一个复杂的过程，并广泛参与细胞增殖、迁移、分化、凋亡、血管增殖等相关病理生理过程[3]。一般来说，miRNA基因经多种酶和复合物作用，最终形成双链miRNA复合体调控靶基因表达[4-6]。miRNA碱基与靶 mRNA序列部分互补结合时，靶基因不被降解，但阻遏靶 mRNA的翻译；miRNA碱基与靶 mRNA高度互补结合时，其作用方式与小干扰RNA相似，可切割、降解靶 mRNA，从而导致基因沉默[3]。

miR-145定位于染色体5q32-33，长度为4.08 kb，在体内的成熟形式有2种：miR-145-3p和miR-145-5p，这2种形式的出现取决于其衍生于前体miRNA双链的哪一侧。miR-145首先在小鼠心脏中检测到，随后在人类结肠直肠癌和其他组织中检测到，中胚层组织如子宫、卵巢、睾丸、前列腺和心脏，相对富含miR-145[3]。

miR-145-5p(引导链)通常与相关基因靶向结合，调控该基因表达，而miR-145-3p(乘客链)通常被降解，它的作用目前还不明确。具体来说，miR-145与转录物的3'-非翻译区(3'-UTR)结合，通过miR-145独特的序列干扰靶标mRNA的翻译或介导mRNA的降解，来负调节该基因的表达。由于miRNA不需要完全互补以进行靶向识别，因此，miR-145可能同时调节不同的mRNA。众多研究发现miR-145在肿瘤中具有重要作用，其在肿瘤组织中通常呈低表达，并且运用相关方法高表达miR-145，会抑制相关癌基因的表达，从而抑制癌细胞的增殖、转移[7-10]，提示miR-145可能会作为抗肿瘤的一种手段。随着近几年有关研究的深入，许多研究都表明miR-145与心血管疾病也有重要关系，其在心血管组织中表达程度的高低与相关疾病的发生、进展及严重程度有密切联系。

2 MiR-145与动脉粥样硬化(AS)

AS是多种原因导致的中、大动脉内粥样斑块形成，使动脉壁增厚、血管狭窄及弹性下降，是脑梗死、冠心病、外周缺血性血管疾病的主要病理基础。目前，尚没有完全可靠的指标实现对AS的早期诊断，相关治疗也只能延缓和控制AS的进展，不能完全逆转斑块形成。慢性炎性反应、血管平滑肌细胞(VSMCs)表型转换[11]都参与AS的形成与进展。最近几年，miR-145在AS进展中发挥的作用逐渐被发现，其参与的相关通路、作用机制也被证实，为AS的治疗又提供了一种可能的手段。

2.1 MiR-145参与慢性炎性反应 Zhong等[12]研究发现miR-145在AS斑块和VSMCs中随着AS进展其表达程度逐渐降低，可能是体内甲基化系统和去甲基化系统的失衡，引起了miR-145启动子甲基化水平增高所致，并且miR-145的低表达伴随着CD137 / NFATc1通路的激活，进而诱导VSMCs中NLRP3炎性小体的活化，最终促进动脉粥样硬化进展。

巨噬细胞大量吞噬氧化低密度脂蛋白(oxLDL)在AS慢性炎性反应中起中心作用，抑制巨噬细胞的炎性反应，则可能有效控制AS。与Zhong等[12]研究不同，有学者使用oxLDL处理的THP-1巨噬细胞发现对其转染miR-145后，表现出NF-κB通路的激活，进而上调了肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、C-C基序趋化因子配体2(CCL-2)、CCL-4和CCL-7 这些炎性细胞因子的表达，加重了AS的进展，在高脂饮食处理的ApoE基因敲除小鼠中也有同样的发现[13]。

miR-145在AS慢性炎性反应中发挥的作用有不同观点，这可能与不同细胞发生的病理改变不同相关。因此，如果能够实现miR-145的靶向输送或抑制，就可能有效减缓AS的进展。

2.2 miR-145抑制VSMCs表型转化 VSMCs在AS斑块形成过程中同样起着不可或缺的作用，VSMCs有收缩型和增殖型2种表型，并且有很强的可塑性，在受到相关损伤刺激后会由收缩表型转变为增殖型，从而使分泌、增殖、迁移能力大大增强，进而促进AS的进展。

相关研究采用被诊断为AS患者正常的升主动脉前壁组织作为AS组，而未被诊断为AS的相同部位组织作为对照组，结果发现AS组中miR-145表达水平明显降低，伴随着KLF5、MYOCD基因表达升高，并证实了人为高表达miR-145后可通过靶向抑制KLF5和MYOCD的表达来抑制VSMCs向增殖型的转变[14]。类似的发现也在高血糖诱导的AS中被证实：miR-145在高糖处理的VSMCs中下调，外源高表达miR-145可通过抑制ROCK1的表达来减弱高糖诱导的VSMCs增殖和迁移[15]。

可以看出，miR-145在动脉粥样硬化中发挥着重要作用，特别体现在对血管平滑肌细胞的炎性水平、转分化的调控，如果能够在AS患者VSMCs中外源性过表达miR-145，应该能够起到明显的治疗AS的疗效，为今后的AS靶向治疗提供了新的见解。

3 MiR-145与心肌梗死(MI)相关损伤

MI通常是冠状动脉急性持续性缺血缺氧后引起的心肌坏死，是全世界导致患者死亡的重要原因之一，因此，对心肌梗死的早期诊断和相关治疗十分关键。近年来，miR-145在心肌梗死中发挥的作用逐渐被发现，并被证实在MI相关损伤中有着重要的调控作用。

许多研究都表明miR-145具有减轻心肌梗死后心肌损伤的潜在作用。相关研究发现，miR-145参与调控心肌梗死组织和细胞的凋亡，miR-145与心肌细胞的凋亡程度呈负相关，人为在心肌组织中高表达miR-145，可以通过其靶向结合抑制凋亡相关基因PDCD4 3’-非翻译区的机制，使心肌凋亡程度和梗死面积均下降[16]；不仅如此，Sun等[17]研究也发现，缺氧诱导因子(HIF-1α)可引起miR-145的高表达，并激活SGK1及其相关的PI3K/AKT通路减轻了心肌缺血缺氧带来的损伤。此外，Yuan等[18]同样发现，人为高表达miR-145具有心肌细胞保护作用，而这种保护作用的产生是由于miR-145通过靶向结合CD40，抑制了缺氧相关炎性反应，从而减轻了心肌梗死后损伤。芬太尼具有对缺血心肌的保护作用，这种保护作用当前发现可能是通过促进miR-145表达并抑制与凋亡相关的lncRNA MALAT1、Bnip3基因的表达，来抑制心肌细胞凋亡，减轻心肌损伤[19]。另有Wang等[20]在遭受缺氧的心脏成纤维细胞中研究表明，miR-145和KLF5基因的表达呈负相关，证实了miR-145可通过KLF5-心肌素途径介导心肌中成纤维细胞向肌成纤维细胞转分化，进而阻止不良重构并恢复内源性瘢痕愈合和收缩，发挥保护心肌梗死后心肌的作用。

虽然还有很多研究都证明miR-145对心肌梗死后心肌细胞具有保护作用，但是也有部分学者发现miR-145可加重心肌缺血缺氧损伤，Wu等[21]在缺血再灌注模型中的研究表明，miR-145由于抑制了双特异性磷酸酶6的表达，而使c-Jun N-末端激酶途径激活，导致心肌细胞凋亡增加，缺血再灌注损伤加重。类似的，Wang等[22]在缺氧的H9C2细胞中检测到miR-145呈高表达，而其靶基因Rac1呈低表达，并且抑制miR-145、增加其靶基因Rac1的表达会通过激活PI3K/AKT、MAPK/ERK信号通路使心肌细胞损害减轻。

miR-145在心肌梗死中发挥的作用较为复杂，参与的作用机制涉及很多方面。对于miR-145既有减轻缺血心肌损伤又有加重缺血心肌损伤的作用，可能是由于miR-145在心肌梗死后不同时期的表达程度有所变化，并且作用机制有多种，参与多条信号通路，如果在心肌梗死后不同阶段选用对miR-145不同的调节药物，或者针对性地靶向不同位点，应该能够实现减轻心肌梗死后心肌损伤的作用。虽然miR-145对心肌梗死产生的影响仍需要进一步研究验证，但其对心肌梗死的治疗及预后的评估[23]提供了一种可能的手段，具有良好前景。

4 miR-145与动脉瘤

动脉瘤是由于血管壁局部病变或损伤，血管壁减弱，导致动脉壁向外膨出，可能是遗传性疾病或后天性疾病所致。随着动脉瘤尺寸的增加，其破裂的风险增加，可以导致不可控的出血。近几年对主动脉瘤的研究表明，局部炎性反应、血管平滑肌表型调节异常、细胞外基质重构、细胞凋亡及血管壁的缺失是动脉瘤发生的主要病理过程，miR-145在动脉瘤的形成过程中发挥着一定的作用，并可能成为一种新的治疗方式。

有研究发现，miR-145的过表达可以有效抑制由AngⅡ诱导的ApoE基因敲除小鼠中腹主动脉瘤的形成，这种作用可能是通过miR-145对MMP-2的抑制作用实现的，MMP-2的过表达会引起细胞外基质的降解，促进动脉瘤的形成，但此项研究并没有直接证明MMP-2是miR-145的靶点[24]。

VSMCs表型转化、迁移增生是动脉瘤形成过程中重要的一环[25]。研究表明，miR-145通过靶向作用于KLF5，抑制VSMCs的表型转化，减缓了颅内动脉瘤的进展[26]。与未破裂的颅内动脉瘤患者比较，在破裂的颅内动脉瘤患者血浆中同样发现有miR-145的表达降低[27]，提示低表达的miR-145可能有助于对有破裂可能的颅内动脉瘤患者的早期诊断，并可据此实施有效干预。

然而，不同部位动脉瘤中miR-145产生的作用可能不同，Pei等[28]的研究就有不同的发现：miR-145在升主动脉瘤的瘤壁中呈现高表达的状态，并通过TGF-β1通路引起骨桥蛋白和胶原蛋白Ⅲ的表达增加，加重瘤壁的结构重构，促进升主动脉瘤形成和进展。此外，Chen等[29]也证实，过表达长链非编码RNA(long chain noncoding RNA，lncRNA)MIAT可靶向抑制miR-145的表达，进而通过促进PI3K/Akt信号通路的表达，增强VSMCs的活力，减轻其凋亡，延缓胸主动脉瘤的进展。

miR-145在动脉瘤疾病的发生、发展及预后中发挥着重要作用，虽然可能对不同部位动脉瘤产生的作用不同，或者在不同病理过程中发挥的作用不尽相同，但可以看到miR-145的重要调节作用，在未来其可能成为新的靶向调控位点，来改善和延缓动脉瘤疾病进展。

5 MiR-145与肺动脉高压(PAH)

PAH是由于不同病因和发病机制导致的肺动脉压力升高，预后往往较差，主要病理生理特征包括肺血管重构、肺血管阻力增加及肺动脉压力升高，使右心室后负荷增加，并最终导致右心衰竭甚至死亡。

研究发现，与对照组相比，miR-145在PAH患者肺的平滑肌细胞和与PAH病变相关血管中呈现高表达，在肺泡管水平的新肌肉化小动脉表达丰富，在腺泡前和腺泡内动脉中也观察到其表达，伴随着血管肌化，发现骨形态发生蛋白2型受体的低表达与miR-145的高表达可能存在着相关性[30]。不仅如此，Yue等[31]的研究还表明，PAH患者肺组织中高表达的miR-145伴随着其靶基因ATP结合盒转运蛋白A1(ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1)的表达下调，而抑制miR-145的表达或过表达ABCA1之后，可以明显观察到肺动脉平滑肌细胞增殖和迁移的减弱，进而减轻了PAH肺血管的病理重塑。

因此，抑制miR-145在肺组织的高表达可能作为一种治疗PAH有效的方式，但是如何靶向抑制miR-145在PAH患者肺部的高表达成为了当前需要解决的问题。有研究利用功能化的阳离子脂多胺将miR-145的小干扰RNA 送至小鼠的肺部，降低了内源性miR-145的水平，减小了50～200 μm大小的动脉壁厚度并降低了闭塞性血管病变的密度，改善了右室重构及心脏功能[32]，这为开发靶向作用于肺组织的抑制miR-145药物提供了新的思路。

6 miR-145与自发性高血压

自发性高血压发病机制未明，血管重构是目前普遍接受的病理机制。血管重构不仅体现在VSMCs的排列紊乱，还包括VSMCs的增殖和迁移能力增强。相关研究发现了在自发性高血压大鼠模型中，高表达的lncRNA-TUG1通过与成纤维细胞生长因子10(fibroblast growth factor 10，FGF10)竞争性结合miR-145，充当miR-145的 “海绵”[33]，引起靶基因FGF10表达的上调，使VSMCs的增殖和迁移能力增强，加重了自发性高血压中的血管重构[34]。运动可以改善高血压患者的血压水平，Liao等[35]的研究同样肯定了miR-145在自发性高血压中的积极作用，运动提高了VSMC中miR-145的表达水平，其改善高血压病变血管病理重塑水平的机制可能涉及到miR-145对VSMC表型转换的调控。因此可以看出，针对miR-145的治疗方式在自发性高血压中同样也有着积极作用。

7 小结

心血管相关疾病始终是威胁人类生命健康的一大类疾病，miR-145作为一种非编码RNA，在心血管疾病发生发展过程中发挥着重要作用。虽然目前对于miR-145的研究还不是很透彻，但是很多研究表明，miR-145在心血管疾病中发挥着积极的作用，调控其表达可减轻相关心血管疾病的病理损害，减缓疾病进展。因此，随着技术及研究的深入，在未来针对miR-145的治疗，特别是靶向治疗，可能在心血管疾病治疗领域具有广阔的前景。