鄭以鐸(綜述)，張國(guó)良，左 靜(審校)

(黃驊市人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，河北 黃驊 061100)

心血管疾病的發(fā)病率在中國(guó)居于首位，是目前臨床關(guān)注點(diǎn)高、研究進(jìn)展快、較活躍的領(lǐng)域之一[1]。心血管系統(tǒng)的發(fā)生是一個(gè)極其復(fù)雜的生理過(guò)程，受多種基因、不同時(shí)空階段的調(diào)節(jié)。近年來(lái)的研究表明，微RNA(microRNA，miRNA)參與心血管系統(tǒng)的發(fā)生，miRNA與心血管疾病的關(guān)系也逐漸被認(rèn)識(shí)，隨之迅速成為人們研究心血管疾病的新一代生化標(biāo)志物[2]。探討兩者之間的關(guān)系，不僅可對(duì)心血管疾病的發(fā)病生理有全新的認(rèn)識(shí)，而且可為心血管疾病的早期診斷及治療提供新的思路。

1 miRNA簡(jiǎn)介

1993年Lee首次在線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)miRNA，被命名為lin-4[3]。miRNA以多種形式存在于動(dòng)、植物細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外的循環(huán)體液中，參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控，長(zhǎng)度300～1000個(gè)堿基的最原始miRNA要經(jīng)過(guò)2次加工才能最終轉(zhuǎn)化為成熟的具有5′端磷酸基和3′羥基的miRNA，成熟的miRNA是一類保守的單鏈非編碼RNA[4]。研究顯示，成熟的miRNA可與其靶標(biāo)信使RNA(messenger RNA，mRNA)的3′端非編碼序列互補(bǔ)結(jié)合，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程,起到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)水平的作用[5]。目前已達(dá)成共識(shí)，miRNA與靶標(biāo)mRNA共同作用機(jī)制有以下三種：①當(dāng)miRNA與某段目的基因序列不完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，miRNA與其靶標(biāo)mRNA的3′端非編碼序列不完全互補(bǔ)結(jié)合，抑制蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程但不影響其穩(wěn)定性；②當(dāng)miRNA與目的基因完全互補(bǔ)配對(duì)時(shí)，靶基因斷裂，靶mRNA降解，調(diào)節(jié)方式與干擾小RNA(small interfering RNA，siRNA)相似；③以上兩種方式共同發(fā)揮作用，這種比較復(fù)雜[6]。研究結(jié)果顯示，同一miRNA可與多個(gè)靶基因結(jié)合，發(fā)揮互相調(diào)控的作用，miRNAs究竟以何種機(jī)制發(fā)揮其重要生物學(xué)作用，取決于其與靶標(biāo)mRNA結(jié)合位點(diǎn)的互補(bǔ)程度及互補(bǔ)的堿基對(duì)數(shù)[7]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),miRNA與靶目標(biāo)mRNA的5′端磷酸基相結(jié)合時(shí)可活化蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該調(diào)控過(guò)程與富含腺嘌呤/尿嘧啶序列密切相關(guān)，但是確定的機(jī)制仍需進(jìn)一步闡明[8]。目前人類發(fā)現(xiàn)的miRNA種類超過(guò)1000種，且不斷有新的種類被發(fā)現(xiàn)，對(duì)其生物學(xué)功能的研究?jī)H限于數(shù)種，已經(jīng)證實(shí)與心血管疾病發(fā)生密切相關(guān)的miRNA有miR-1、miR-126、miR-133a、miR-299等，還有大量的miRNA調(diào)控蛋白及靶基因需要深入的探討。

2 miRNA與心血管疾病

心血管疾病已成為危害人類健康及導(dǎo)致死亡的主要原因。研究心血管疾病發(fā)病機(jī)制,預(yù)防其發(fā)生,治愈難治性心臟病是當(dāng)前工作的重點(diǎn)與難點(diǎn)。最近大量研究表明,miRNA在心血管疾病發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起非常重要的作用。

2.1miRNA與心臟發(fā)育 哺乳動(dòng)物胚胎期最早發(fā)育形成的器官是心臟，其在生命的維持過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。miRNA是新發(fā)現(xiàn)的調(diào)控因子，在心臟的發(fā)育過(guò)程起到了舉足輕重的作用。Liu等[9]研究發(fā)現(xiàn)，大鼠體內(nèi)miR-1和miR-133作為新型調(diào)控因子,調(diào)控著胚胎發(fā)育早期心臟發(fā)育的各個(gè)方面。研究表明，miR-1和miR-133可在心臟電傳導(dǎo)系統(tǒng)、調(diào)控心肌細(xì)胞的增殖和分化中發(fā)揮協(xié)同作用[10]。在心臟發(fā)育的特定階段，miR-1可作用于組蛋白脫乙酰基酶4促進(jìn)成肌細(xì)胞分化，而miR-133可抑制血清反應(yīng)因子的表達(dá)介導(dǎo)成肌細(xì)胞的增殖。心臟房室結(jié)構(gòu)的發(fā)育過(guò)程也受到精密調(diào)控，已經(jīng)證實(shí)保守的miR-138特異性表達(dá)于斑馬魚(yú)心肌細(xì)胞，其可抑制靶基因(aldh1a2和cspg2)表達(dá)，發(fā)揮限制房室瓣區(qū)域特異表達(dá)基因向心室擴(kuò)張的作用，使心室肌細(xì)胞發(fā)育正常，促進(jìn)心臟房室及瓣膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)成[11]。另有研究發(fā)現(xiàn)，采用啟動(dòng)子Nkx2.5操縱Cre同源重組技術(shù)敲除小鼠模型中的心臟組織miRNA特異性表達(dá)過(guò)程中必需的Dicer基因，小鼠出現(xiàn)多種心臟組織發(fā)育缺陷[12]。也有實(shí)驗(yàn)表明，利用肌球蛋白重鏈基因啟動(dòng)子控制Cre同源重組技術(shù)敲除出生后小鼠心臟模型中Dicer基因，對(duì)心臟房室結(jié)構(gòu)并沒(méi)有影響,但心肌收縮蛋白表達(dá)和心肌纖維排布均有所改變[13]。提示miRNA在心臟發(fā)育過(guò)程中至關(guān)重要。最新報(bào)道稱，miR-206可參與成肌細(xì)胞的分化過(guò)程，miR-24可促進(jìn)成肌細(xì)胞分化標(biāo)志基因表達(dá)，進(jìn)一步證實(shí)miRNA在心臟發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用，病理狀態(tài)下miRNA基因表達(dá)異常，是心臟疾病發(fā)生的重要原因[14]。

2.2miRNA與動(dòng)脈粥樣硬化 動(dòng)脈粥樣硬化是一種最常見(jiàn)的血管壁慢性炎性反應(yīng)性血管病。對(duì)miRNA在其發(fā)病機(jī)制中的影響的認(rèn)識(shí)隨著生物學(xué)技術(shù)的發(fā)生、發(fā)展也有了新的突破。研究證實(shí)，膽固醇水平的升高是動(dòng)脈粥樣硬化形成的最危險(xiǎn)的因素，且膽固醇還是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊脂質(zhì)核心的主要成分[15]。Horie等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在apoE基因敲除小鼠(apoE-/-)中，miR-33缺失有利于巨噬細(xì)胞釋放高密度脂蛋白膽固醇和膽固醇，抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展形成。也有研究顯示，肝臟可通過(guò)調(diào)節(jié)miR-122的表達(dá)起到調(diào)控膽固醇合成的作用[15]。除此之外，miR-133、miR-758及miR-299也可通過(guò)調(diào)節(jié)膽固醇代謝影響動(dòng)脈粥樣硬化的生理病理過(guò)程[17]。另有研究顯示，miR-155缺失抑制趨化性細(xì)胞因子表達(dá)，造成單核細(xì)胞在動(dòng)脈內(nèi)膜上聚集形成粥樣斑塊；miR-155還可直接抑制B細(xì)胞淋巴瘤因子6基因表達(dá)，影響炎癥前因子核因子κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，轉(zhuǎn)錄因子B細(xì)胞淋巴瘤因子6表達(dá)受限大鼠巨噬細(xì)胞的沉積促進(jìn)了粥樣硬化斑塊的形成[18]。Iliopoulos等[19]研究發(fā)現(xiàn)，miR-370、miR-122、甘油?；D(zhuǎn)移酶、脂肪酸合成酶及乙酰CoA羧化酶1在動(dòng)脈粥樣硬化大鼠肝臟組織中表達(dá)水平顯著升高，而肉毒脂酰轉(zhuǎn)移酶1表達(dá)水平下降。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，miR-126可以通過(guò)誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞源性因子12的表達(dá)延緩動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展[20]。目前已在多種血管平滑肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)miRNA特異性表達(dá)，提示其可通過(guò)調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化中的轉(zhuǎn)化過(guò)程，影響血管平滑肌細(xì)胞的增殖與遷移，進(jìn)一步影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成，但是確切的機(jī)制仍不明確。

2.3miRNA與心肌梗死 伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，生活方式隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，一些慢性疾病，如動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、心肌梗死等發(fā)病率出現(xiàn)升高的趨勢(shì)，也是病死率升高的主要原因之一。故對(duì)心肌梗死患者的早期診斷和治療變得尤為重要，隨著對(duì)miRNA深入研究，學(xué)者發(fā)現(xiàn)miRNA在心肌梗死診斷和治療的病理生理過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。目前關(guān)于miRNA與心肌梗死后心律失常的研究集中在miR-1上。Cheng等[21]研究顯示，經(jīng)體外誘導(dǎo)的心肌梗死模型中miR-1能在培養(yǎng)液中穩(wěn)定存活24 h以上，同樣在大鼠心肌梗死模型中，miR-1能在心肌梗死后6 h達(dá)到表達(dá)高峰，3 d后漸漸降低到基線。也有研究發(fā)現(xiàn),大鼠心肌梗死后冠狀動(dòng)脈閉塞，6 h后心肌梗死區(qū)miR-1表達(dá)水平下降，并且心肌梗死面積增大；同時(shí)檢測(cè)血漿發(fā)現(xiàn)，血漿中miR-1表達(dá)水平升高，說(shuō)明miR-1是在心肌損傷以后釋放入血的[22]，提示miR-1可作為急性心肌梗死新的生物標(biāo)志物。張睿[23]研究發(fā)現(xiàn)，miR-299對(duì)心肌具有高度特異性，其在充血性心力衰竭和正常心臟中幾乎不表達(dá)，而在急性心肌梗死患者中過(guò)度表達(dá)，意味著miR-299也可對(duì)早期心肌梗死作出相應(yīng)的診斷。另有報(bào)道稱，心肌梗死患者與對(duì)照組比較，miR-133和miR-328表達(dá)顯著升高，且心肌梗死7 d后會(huì)出現(xiàn)回降；但是快速型心率失常與無(wú)心率失常的心肌梗死患者比較，兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[24]。因此，miR-133和miR-328可作為心肌梗死診斷的新生化標(biāo)志物。雖然以上的研究報(bào)道顯示，各個(gè)指標(biāo)之間存在著差異，但是足以證實(shí)miRNA在心肌梗死早期診斷中的地位。

3 小 結(jié)

miRNA以新型調(diào)控分子的身份出現(xiàn)在廣大學(xué)者的視線里，被認(rèn)為是一種前途光明的臨床工具，其不僅可作為疾病的生物標(biāo)志物也可被視為新的治療策略。迄今為止被確定的miRNA有數(shù)百種，其中30%的miRNA參與調(diào)節(jié)人類基因，由此可見(jiàn)，它極有可能作為未來(lái)基因療法的重要切入點(diǎn)。雖然miRNA在臨床上的應(yīng)用前景廣泛，但仍有諸多問(wèn)題有待解決，建議以后的研究多集中在解決臨床基礎(chǔ)問(wèn)題及其在心臟發(fā)育中發(fā)揮作用的機(jī)制方面。相信隨著研究的深入，miRNA在心血管疾病方面的應(yīng)用會(huì)取得更大進(jìn)展。

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