劉 佳，胡桃紅，袁 敏，王靜宇，鄭洪偉，戴鐘銓，袁 明

1錦州醫(yī)科大學，遼寧錦州 121001；2火箭軍總醫(yī)院 心內(nèi)科，北京 100088；3中國航天員科研訓練中心航天醫(yī)學基礎(chǔ)與應用國家重點實驗室，北京 100094

血管內(nèi)皮細胞是內(nèi)襯在血管內(nèi)膜表面的單細胞層，對維持血管正常張力、血液的正常狀態(tài)發(fā)揮重要作用，是血液與血管肌層之間的橋梁，參與血管的發(fā)育過程。內(nèi)皮細胞凋亡是血管內(nèi)皮損傷的始動因素，是多種心血管疾病的病理基礎(chǔ)。微小RNA(microRNA，miRNA)是一類長度為18 ～25個核苷酸的內(nèi)源性非編碼單鏈RNA，自1993年Lee等在秀麗隱桿線蟲中發(fā)現(xiàn)第一個可以調(diào)控細胞的時序表達的miRNAs，并命名為lin-4后[1]，不斷有新的miRNAs從動物、植物、微生物中被發(fā)現(xiàn)。其參與編碼蛋白調(diào)控，調(diào)節(jié)體內(nèi)所有病理、生理過程[2]。細胞凋亡是多種心血管疾病的始動因素，miRNA可通過對細胞凋亡的調(diào)控實現(xiàn)對血管內(nèi)皮細胞的功能調(diào)節(jié)，在心血管疾病調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。如miR-99a可抑制高胰島素的促血管平滑肌細胞增殖效應，誘導平滑肌細胞凋亡[3]。對血管內(nèi)皮細胞的研究發(fā)現(xiàn)，氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)刺激的人臍靜脈內(nèi)皮細胞(human umbilical vein endothelial cell，HUVEC)中miRNA表達譜發(fā)生明顯變化，miR-365在內(nèi)皮細胞中可靶向調(diào)節(jié)Bcl-2[4]，抑制Bcl-2表達，通過線粒體凋亡途徑促進ox-LDL誘導的活性氧(reactive oxygen species，ROS)產(chǎn)生，最終導致內(nèi)皮細胞凋亡。本文總結(jié)了近年來miRNA參與內(nèi)皮細胞凋亡調(diào)控機制的研究進展，為防治心血管疾病提供新思路。

1 MiRNAs調(diào)控心血管疾病

1.1 MiRNA與動脈粥樣硬化 動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是一種全身性血管炎性疾病，是引起心腦血管疾病的始動因素。在AS形成過程中，ox-LDL與巨噬細胞的清道夫受體結(jié)合形成巨噬源性泡沫細胞，并可導致泡沫細胞的崩解壞死，在血管壁上形成糜粥樣壞死物。ox-LDL可誘導內(nèi)皮細胞凋亡，破壞內(nèi)皮的完整性和屏障功能，導致血管內(nèi)膜增厚、炎癥細胞浸潤、脂質(zhì)沉積。此外凋亡的內(nèi)皮細胞可導致不穩(wěn)定的斑塊形成，導致斑塊破裂和動脈栓塞，并引發(fā)心腦血管意外。一項由ox-LDL誘導HUVEC凋亡的研究中發(fā)現(xiàn)，細胞凋亡后 miR-150的表達上調(diào)，miR-150過表達可增強內(nèi)皮細胞的凋亡率，而應用miR-150的抑制劑可部分緩解ox-LDL介導的細胞凋亡[5]。在對動脈粥樣硬化斑塊研究中發(fā)現(xiàn)，ox-LDL可誘導HUVEC中miR-34a表達上調(diào)，敲低miR-34a表達可抑制ox-LDL誘導的半胱天冬酶-9/3(Caspase-9/3)這一線粒體依賴性凋亡途徑中關(guān)鍵酶的活化，促進抗凋亡蛋白Bcl-2表達并抑制促凋亡蛋白Bax的表達，穩(wěn)定線粒體膜電位，降低Caspase-3活性[6]。研究證實miR-34a通過Bcl2/Bax-Caspase-9-Caspase-3途徑促進HUVEC細胞凋亡，實現(xiàn)調(diào)節(jié)ox-LDL誘導內(nèi)皮細胞凋亡的重要作用。有研究顯示，miR-106b-5p在動脈粥樣硬化斑塊中的表達顯著低于正常血管組織，腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)可顯著下調(diào)miR-106b-5p表達水平，并上調(diào)HUVEC中Caspase-3和細胞DNA片段化水平[7]。該研究表明，miR-106b-5p可直接靶向10號染色體上的磷酸酶和張力蛋白同源物(PTEN)調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞凋亡，PTEN是一種通過抑制磷酸肌醇磷酸酶/磷脂酰肌醇3(PI3K/Akt)途徑，抑制腫瘤細胞增殖和存活的腫瘤抑制蛋白，miR-106b-5p過表達可通過與PTEN的3'-UTR的種子區(qū)直接相互作用，在mRNA和蛋白質(zhì)水平上降低PTEN表達，進而增加PI3K/Akt通路的活性，部分降低動脈粥樣硬化疾病發(fā)展中TNF-α誘導的Caspase-3的活化，實現(xiàn)對內(nèi)皮細胞凋亡的抑制并促進內(nèi)皮細胞增殖。

1.2 MiRNA與心肌梗死 冠心病持續(xù)進展導致冠狀動脈阻塞可引起心肌梗死(myocardial infarction，MI)，后者是全球范圍內(nèi)發(fā)病率、死亡率較高的疾病。心梗后的主要特點為細胞凋亡引起的血管內(nèi)皮損傷、心肌纖維化及病理性重塑，miRNA可通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞增殖、活化來實現(xiàn)對梗死心肌細胞凋亡的調(diào)控[8]。MI后miR-17-5p在內(nèi)皮細胞中高表達，在凋亡內(nèi)皮細胞中沉默miR-17-5p表達，可通過激活ERK通路促進胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)介導的磷酸化，通過蛋白酶體刺激細胞死亡蛋白BIM降解，抑制內(nèi)皮細胞凋亡[9]。ERK通路激活還具有促進血管新生、改善心梗后微循環(huán)建立、保護心梗后心功能的作用。血管內(nèi)皮位于循環(huán)血和血管壁之間，通過血流來維持流體剪切力(shear stress，SS)。SS可通過血管內(nèi)皮生長因子受體-2(vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2)等 機 制 來調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞的增殖，而Kruppel-2(KLF-2)及Kruppel-4(KLF-4)樣因子也對內(nèi)皮細胞的活化具有持續(xù)性影響，KLF2是血管生成的關(guān)鍵介質(zhì)，KLF4能夠恢復分化的體細胞的編程并恢復其多能狀態(tài)。在一項MI的研究中發(fā)現(xiàn)，MI患者miR-92a表達顯著增加，凋亡內(nèi)皮細胞釋放的氧自由基誘發(fā)miR-92a上調(diào)，抑制了內(nèi)皮細胞增殖，而miR-92a的抑制劑可以顯著降低內(nèi)皮細胞凋亡率，其機制是通過對KLF-2及KLF-4的調(diào)節(jié)[10]。KLF2/4在miR-92a阻斷后明顯增加，消除了氧自由基及SS導致的內(nèi)皮細胞損傷[11]。雖然沒有確切的研究證實miR-92a和KLF2/4與MI或內(nèi)皮損傷有關(guān)，但miR-92a在MI后高表達，使其具有成為MI后早期診斷的生物標記物的潛力[12]。

1.3 MiRNA與缺血再灌注損傷 心梗后對血管內(nèi)的開通治療將伴隨著一些對臨床結(jié)局不利的影響，包括心肌功能障礙、室性心律失常、代謝異常、微血管功能障礙以及心肌超微結(jié)構(gòu)的改變，稱為心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI)[13]。隨著血管內(nèi)開通治療的發(fā)展，MIRI越來越引起人們的重視。缺血再灌注損傷主要引起內(nèi)皮細胞的缺血缺氧，線粒體抗氧化酶防御系統(tǒng)受到損害，線粒體凋亡途徑在缺血再灌注損傷誘導的細胞凋亡中起關(guān)鍵作用[14]。一項缺氧引起的內(nèi)皮細胞凋亡研究發(fā)現(xiàn)，缺氧內(nèi)皮細胞線粒體的超氧化物歧化酶2(superoxide dismutase 2，SOD2)減少，ROS的清除能力下降，ROS的堆積導致線粒體跨膜電位下降，并最終導致細胞凋亡[15]。通過生物信息學分析，發(fā)現(xiàn)了可調(diào)控SOD2的基因miR-335。MiR-335可負性調(diào)控SOD2的表達，阻斷miR-335的表達能夠增加SOD2，促進氧化應激條件下線粒體細胞內(nèi)ROS清除，抑制心肌微血管內(nèi)皮細胞的凋亡。血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，AngⅡ)是一種重要的生物活性物質(zhì)，在內(nèi)皮細胞炎癥誘導的細胞凋亡及多種心血管疾病中扮演著重要角色。在對AngⅡ誘導的內(nèi)皮細胞凋亡研究中發(fā)現(xiàn)，AngⅡ誘導的內(nèi)皮細胞凋亡伴隨著miR-590-5p的表達下調(diào)，miR-590-5p模擬物減弱凋亡并降低ROS的產(chǎn)生，其機制是通過AngⅡ上調(diào)蛋白LOX-1表達[16]；應用小干擾RNA或TS92(LOX-1中和抗體)阻斷LOX-1表達，可明顯抑制細胞凋亡，并抑制Caspase-3的激活、細胞色素C的釋放，增加LOX-1表達明顯增加ROS的產(chǎn)生，誘導細胞凋亡。因此miR-590-5p或LOX-1阻滯劑可以治療性地用于緩解內(nèi)皮細胞凋亡。

1.4 MiRNA與心力衰竭 心力衰竭(heart failure，HF)是許多心血管疾病的終末狀態(tài)。HF心臟典型形態(tài)學表現(xiàn)為心臟增大，是心臟射血能力不足導致心肌肥厚的代償性反應，心臟中毛細血管新生的破壞在從代償性肥厚到失代償性心力衰竭的過程中起著重要作用，心臟血管生成受損被認為是從心臟肥大向心力衰竭過渡的最重要機制之一[17]。因此與血管生成相關(guān)的miRNA是心力衰竭的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。MiR-214在肥厚及心衰心臟中表達上調(diào)，可靶向內(nèi)皮細胞增殖的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子XBP-1抑制內(nèi)皮細胞增殖和冠狀動脈血管新生，XBP1的異位表達可增強內(nèi)皮細胞增殖和血管形成，并逆轉(zhuǎn)miR-214過表達的抗血管生成作用[18]。動物實驗中證實miR-124過表達加重了AngⅡ輸注引起的心功能障礙，在對其作用的研究中發(fā)現(xiàn)miR-124是心臟血管新生的關(guān)鍵負性調(diào)節(jié)因子，可靶向調(diào)節(jié)在內(nèi)皮細胞中豐富表達的細胞因子CD151，CD151對維持內(nèi)皮毛細血管樣結(jié)構(gòu)和內(nèi)皮細胞與細胞基質(zhì)粘連的完整性發(fā)揮了重要作用[19]。MiR-124可直接靶向CD151，降低CD151表達，減弱了內(nèi)皮細胞遷移、NO釋放，促進內(nèi)皮細胞凋亡，CD151的過表達消除了miR-124在HF中的促凋亡作用，這為心衰治療提出了有希望的干預目標。

2 其他與內(nèi)皮細胞凋亡相關(guān)的miRNA

MiR-6086最早從人間充質(zhì)干細胞中發(fā)現(xiàn)，其在人胚胎干細胞向內(nèi)皮細胞分化過程中被下調(diào)，是重要的內(nèi)皮細胞標記物[20]。在血管內(nèi)皮中，miR-6086可靶向調(diào)節(jié)鈣黏蛋白5(cadherin 5，CDH5)[21]。CDH5是內(nèi)皮細胞中特異性鈣黏蛋白，對促進血管正常生長、維持血管內(nèi)皮完整性具有重要作用[22]。TNF-α誘導的內(nèi)皮細胞凋亡中發(fā)現(xiàn)，外源引入CDH5可使內(nèi)皮細胞免于TNF-α誘導的細胞凋亡和細胞生長抑制。hsa-miR-6086模擬物顯著降低內(nèi)皮細胞中CDH5表達，當抑制hsa-miR-6086表達時可使凋亡因子TNF-α對CDH5的抑制作用消失，這表明TNF-α導致的細胞凋亡是通過促進hsa-miR-6086表達抑制CDH5表達實現(xiàn)的。

MiR-206是位于6號染色體上的雙順反子簇。在骨骼肌中，miR-206在肌肉組織上特異性表達并且對肌分化具有重要的調(diào)節(jié)作用[23]。MiR-206在心血管領(lǐng)域中對內(nèi)皮細胞的調(diào)節(jié)也起到重要作用，阻斷miR-206表達可增加血管內(nèi)皮細胞生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，促進新生血管形成并維持內(nèi)皮細胞完整性，是血管生成的誘導劑[24]。VEGF的升高也是心肌梗死后患者血運重建的重要指標，可增加內(nèi)皮祖細胞的增殖。MiR-206這種在凋亡細胞中高表達的特性，使其對冠心病患者具有生物標記物的潛在作用，可研發(fā)用于治療冠心病的替代性療法和預防干預措施。

一項高糖環(huán)境對內(nèi)皮細胞功能影響的研究發(fā)現(xiàn)miR-3202促進內(nèi)皮細胞凋亡[25]。高糖環(huán)境可降低Fas凋亡抑制分子2(FAIM2)的表達，該分子可通過抑制Fas相關(guān)死亡域蛋白(FADD)通路而緩解細胞凋亡。同時，高糖環(huán)境可誘導內(nèi)皮細胞miR-3202表達上調(diào)，促進內(nèi)皮細胞凋亡，機制為miR-3202通過直接結(jié)合FAIM2啟動子的3'UTR抑制FAIM2的表達，以此靶向FAIM2介導FADD/Fas途徑誘導內(nèi)皮細胞凋亡。

MiR-663位于人類染色體20q11.1上，與細胞衰老、炎癥和腫瘤的發(fā)生相關(guān)[26-27]。高尿酸環(huán)境促進內(nèi)皮細胞凋亡，與高血壓、冠心病等多種心血管疾病的不良預后相關(guān)[28]。研究發(fā)現(xiàn)miR-663在高尿酸環(huán)境高表達，可靶向抑制內(nèi)皮細胞中轉(zhuǎn)化生長因子β1，抑制內(nèi)皮細胞遷移，抑制血管的新生及延遲損傷修復，促使內(nèi)皮細胞發(fā)生功能紊亂[29]。

3 結(jié)語

MiRNA參與內(nèi)皮細胞增殖、分化、凋亡等生理過程。越來越多的研究表明，miRNA在人類多種疾病的發(fā)生、發(fā)展中可作為治療靶點。在心血管疾病方面，miR-208a、miR-140-5p、miR-10a等miRNA在缺血性心腦血管疾病中被發(fā)現(xiàn)[30-32]，成為治療缺血性血管損傷的有前景的新藥靶點。

MiRNA對內(nèi)皮細胞功能調(diào)節(jié)及與心血管疾病的關(guān)系仍有待于進一步探索，其對內(nèi)皮細胞凋亡的作用機制尚未完全闡明，心血管疾病中一些重要相關(guān)基因的具體調(diào)節(jié)通路、分子作用機制尚不完全清楚。闡明內(nèi)皮細胞凋亡與心血管疾病的分子機制，將有助于在血管治療與預防方面探索出新的策略。