段　麗

(咸寧市咸安區(qū)婦幼保健院檢驗科，湖北 咸安 437000)

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RNA干涉對心血管損傷過程的影響

段麗

(咸寧市咸安區(qū)婦幼保健院檢驗科，湖北 咸安 437000)

RNA干涉；microRNA；心血管損傷；動脈粥樣硬化

RNA干涉也稱RNA沉默，由反義RNA介導(dǎo)作用。反義RNA通常是一段短的非編碼蛋白質(zhì)的單鏈小分子RNA(microRNA)，一般位于大分子RNA鏈的基因間隔區(qū)，并由其剪切而來，自身不被翻譯成蛋白質(zhì)，能與其互補mRNA分子特異結(jié)合而使之降解。RNA干涉可調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)的活性，在生物體的發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用，該技術(shù)可能成為治療心血管疾病的一種重要手段。

動脈粥樣硬化是心血管損傷的重要類別,其實質(zhì)是血管壁的慢性炎癥過程，該過程涉及血管細(xì)胞、其他細(xì)胞以及相關(guān)炎癥因子等病理性變化；泡沫細(xì)胞的形成視為早期血管粥樣硬化的重要特征,而低密度脂蛋白的氧化修飾是關(guān)鍵因素[1]。microRNA可以廣泛參與到有關(guān)心血管損傷的各個過程，它能影響動脈粥樣硬化的發(fā)生，通過對形成動脈粥樣硬化相關(guān)細(xì)胞功能、形態(tài)以及凋亡等調(diào)控，從而影響血管慢性炎癥過程、泡沫細(xì)胞的生成以及相關(guān)斑塊成分、細(xì)胞因子的聚集，做到針對性的基因治療。microRNA在生物體內(nèi)分布具有相關(guān)特異性，特定的組織或者細(xì)胞因其自身生物反應(yīng)和新陳代謝的需要，表達(dá)與之相關(guān)的microRNA。在心血管疾病的形成過程中，microRNA的異常能引起血管通透性發(fā)生改變，血管炎癥等相關(guān)細(xì)胞的再生與凋亡、遷移與聚集以及炎癥因子分泌等發(fā)生病理性變化，進(jìn)而導(dǎo)致心血管損傷，引起冠狀動脈粥樣硬化、心絞痛等[2]。我們將從以下幾方面闡述microRNA在心血管病發(fā)生過程中的作用。

1　microRNA與冠狀動脈粥樣硬化

1.1microRNA在動脈粥樣硬化中的作用機制

1.1.1microRNA參與調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化過程轉(zhuǎn)錄調(diào)控是microRNA參與基因表達(dá)調(diào)控的重要方式，通過影響相關(guān)炎性反應(yīng)蛋白的表達(dá)與信號傳導(dǎo)從而影響冠狀動脈粥樣硬化的病理過程。Ji等[3]研究動脈血管中140種microRNA表達(dá)譜的變化，動脈血管壁泡沫化損傷7d后，有60種microRNA表達(dá)上調(diào)，53種microRNA表達(dá)下調(diào)；而在泡沫化損傷發(fā)生的14d后，microRNA有63種表達(dá)上調(diào)，47種表達(dá)下調(diào)。

microRNA-145表達(dá)下降對動脈發(fā)生粥樣硬化有促進(jìn)作用。小鼠實驗表明，經(jīng)過microRNA-145治療后，小鼠動脈粥樣斑塊面積顯著性減小[4]。Wang等體外實驗表明[5]，microRNA-24上調(diào)表達(dá)也可以減少纖維化，并且能抑制心臟成纖維細(xì)胞(CFS)的分化和遷移；另外，microRNA基因治療還能夠介導(dǎo)疤痕組織細(xì)胞轉(zhuǎn)化為心肌細(xì)胞[6],這為引導(dǎo)心肌組織再生、治療心臟病提供了新思路。

另外，microRNA還可以通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，影響動脈粥樣硬化。Horie等[7]敲除載脂蛋白E(apoe)基因建立ApoE(-/-)小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)microRNA-33對高密度脂蛋白和膽固醇的分泌調(diào)節(jié)其負(fù)調(diào)控作用，microRNA-33缺失能抑制和緩解冠狀動脈的粥樣硬化。microRNA還可以通過相關(guān)信號分子，調(diào)節(jié)低密度脂蛋白的氧化修飾，從而抑制泡沫細(xì)胞的生長。

1.1.2microRNA影響血管炎性相關(guān)細(xì)胞的功能、遷移和增殖在動脈粥樣硬化的形成過程中，血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)以及樹突細(xì)胞等在結(jié)構(gòu)和功能上都發(fā)生了改變。內(nèi)皮細(xì)胞功能異常引起血管內(nèi)皮層通透性增加以及促進(jìn)有關(guān)炎癥因子的表達(dá)，并且導(dǎo)致血管內(nèi)皮層的再生能力下降，VSMC增殖、遷移又促進(jìn)了粥樣斑塊形成。因此，microRNA對與血管炎性相關(guān)細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分化遷移以及增殖等都有調(diào)控作用。

研究表明[8]，microRNA-126對血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷具有修復(fù)作用，而對動脈粥樣硬化具有抑制作用；microRNA-let-7c可以干涉抑制Bcl-x1的表達(dá)，對內(nèi)皮細(xì)胞凋亡有促進(jìn)作用[9]；microRNA-221和microRNA-222能促進(jìn)了VSMC的增殖[10]，microRNA-143和microRNA-145能促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移[11]；此外，microRNA 還影響血小板的活化和聚集過程[12]。

2　microRNA 與心臟病

2．1心肌細(xì)胞分化和心臟形態(tài)學(xué)microRNA-1和microRNA-133在心肌組織中特異表達(dá)，能誘導(dǎo)祖細(xì)胞分化為心肌細(xì)胞，對維持室間隔正常形態(tài)有重要作用,在缺失microRNA-1-2、microRNA-133a-1及microRNA-133a-2的模型小鼠，有一半小鼠在胚胎期因為嚴(yán)重的室間隔缺損(VSD)而死亡，幸存的小鼠到成年也因為擴張型心肌病和心力衰竭而死亡[13]。另外，microRNA-1和microRNA-133在心肌細(xì)胞凋亡過程中起相反作用，microRNA-1通過抑制熱休克蛋白HSP60、HSP70促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，microRNA-133抑制死亡蛋白酶caspase-9而抗凋亡[14]。Nagalingam等[15]發(fā)現(xiàn)microRNA-378通過負(fù)調(diào)節(jié)Ras通路，抑制MAPK/ERK和PI3K/AKT信號通路的激活,從而抑制心肌肥厚的發(fā)生。

2．2冠心病長期供血不足以及缺氧，會引起心肌相關(guān)microRNA表達(dá)譜的改變，從而加重病理過程，例如：缺氧能顯著抑制microRNA-199的表達(dá)，促進(jìn)缺氧部位表達(dá)低氧誘導(dǎo)因子1a(Hif 1a)和去乙?；?1(sirtuin-1)[16]。microRNA一般貫穿于心肌瘢痕修復(fù)的全過程，因而是重要的調(diào)節(jié)因子。

(1)血管形成。microRNA-92a調(diào)控新生血管形成，microRNA-92a高水平表達(dá)可以抑制新血管的生成。相反，microRNA-92a下行表達(dá)或缺乏能促進(jìn)對血管再生和心臟缺血區(qū)的功能恢復(fù)[17]。

(2)成纖維細(xì)胞增值與遷移。在心肌梗死區(qū)域，膠原蛋白、纖維蛋白原和彈力蛋白的表達(dá)水平的升高對梗死病灶有促進(jìn)作用，此過程與microRNA-29下行表達(dá)密切相關(guān)[18]。

(3)細(xì)胞外組織重建。microRNA能調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的聚集和胞外纖維骨架的重建。研究表明[19]，microRNA-133和microRNA-30對胞外組織纖維化有抑制作用，比如可以負(fù)調(diào)控結(jié)締組織生長因子(CTGF)，通過降低膠原化水平，而影響受損心肌細(xì)胞的胞外基質(zhì)重塑過程。

此外，在冠狀動脈阻塞后的血液再通病理修復(fù)過程中，microRNA也可以起到積極的治療作用。小鼠熱休克實驗表明[20]，將心臟中表達(dá)顯著升高的相關(guān)microRNA注射到未受治療的小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)這些microRNA可以抑制促凋亡基因，促進(jìn)抗凋亡基因的表達(dá)，從而引起心肌梗死面積顯著減少。

2．3心律失常與心力衰竭心肌細(xì)胞膜離子通道異常變化會引起心臟傳導(dǎo)信號改變，從而引起心律失常。microRNA-1和microRNA-133的下行調(diào)節(jié)表達(dá)能抑制相關(guān)心肌細(xì)胞離子通道的信號傳導(dǎo)，或者某些關(guān)鍵蛋白酶的過度修飾激活肌漿網(wǎng)Ca2+通道，從而引發(fā)心律失常。此外，microRNA對K+通道也有調(diào)節(jié)作用[21]。心肌梗死(MI)后常常導(dǎo)致心肌纖維化的發(fā)生，然而心肌纖維化是導(dǎo)致心力衰竭的關(guān)鍵因素。Wang等實驗表明[5]，在心臟發(fā)生MI之后的2個星期，將microRNA-24注射到心臟梗死部位，發(fā)現(xiàn)能明顯改善心臟功能并使心肌纖維化面積減小。

核糖核酸酶Dicer是microRNA剪切加工過程中所必需的，核糖核酸酶Dicer對心肌收縮也具有調(diào)節(jié)作用。Dicer缺少的小鼠往往患有嚴(yán)重的擴張型心肌病和心力衰竭，通過microRNA-21治療Dicer敲除的小鼠，其心臟功能得到了很大改善[22]。

3　RNA干涉治療心血管損傷的有關(guān)問題探討

microRNA介導(dǎo)的RNA干涉技術(shù)是近年來研究有關(guān)人類疾病的討論熱點，但RNA干涉治療心血管疾病的相關(guān)機理并不是很清楚，還有很多問題有待進(jìn)一步解決。甚至RNA干涉技術(shù)作為分子治療手段也并未成熟，而且該技術(shù)在整個心血管疾病治療網(wǎng)絡(luò)中是處于何種地位，也需要進(jìn)一步分析。針對心血管損傷的分子發(fā)生過程，根據(jù)疾病的特異性和敏感性，開發(fā)相關(guān)癥狀的分子標(biāo)記可能是一種有效的技術(shù)手段。

(1)尋找導(dǎo)致心血管損傷的初始基因和關(guān)鍵基因，比如與高血壓有關(guān)的敏感基因、致病基因；還有誘導(dǎo)動脈粥樣斑塊轉(zhuǎn)化為正常血管內(nèi)皮細(xì)胞的誘導(dǎo)基因等，如:microRNA-1和microRNA-133在心臟組織中特異表達(dá)可以作為檢測心臟疾病或者預(yù)測心臟病風(fēng)險的分子標(biāo)記，是否能夠通過檢測其血液濃度來指示患病的風(fēng)險性，還需要進(jìn)一步驗證。

(2)血管平滑肌細(xì)胞病理性變化是導(dǎo)致動脈粥樣硬化的重要特征。血管平滑肌細(xì)胞的增殖、再生及其在血管內(nèi)膜下的遷移過程等都還需要進(jìn)一步弄清楚，比如:尋找平滑肌細(xì)胞增殖的關(guān)鍵因子，再生與凋亡的調(diào)控機理，對平滑肌細(xì)胞增殖有抑制作用的標(biāo)記基因；心肌纖維化通常是引發(fā)心臟病的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但microRNA-133和microRNA-30作為治療心肌纖維化的分子手段可能還不成熟。

(3)泡沫細(xì)胞的生成是心血管損傷的早期標(biāo)志，然而阻止低密度脂蛋白的氧化是否成為抑制斑塊生長并不是太清楚；單核細(xì)胞在壞死核的遷移過程中，是否有強有效的分子阻斷方法還不得而知。

(4)心血管正常功能的行使離不開活性多肽的生物活性，但是活性肽在心血管病治療中的作用機制以及信號傳導(dǎo)等方面還不是很清楚。

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10.16751/j.cnki.2095-4646.2016.04.0366

2015-08-03)