趙 清，楊文濤，李向東，單兆亮

1 解放軍總醫(yī)院研究生院，北京 100853；2 解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學(xué)中心 心血管病醫(yī)學(xué)部，北京 100086

心房顫動(dòng)(atrial fibrillation，AF) 簡(jiǎn)稱房顫，為目前臨床上最常見的心律失常之一，被認(rèn)為是心力衰竭和腦卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，具有較高的致殘率和病死率[1]。心房纖維化作為心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)的標(biāo)志性改變，更是房顫發(fā)生、發(fā)展的重要病理機(jī)制[2]。研究表明，微小核糖核酸(microRNA，miRNA)會(huì)通過(guò)調(diào)控離子通道蛋白表達(dá)、調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)的降解平衡等方式參與調(diào)控心房重構(gòu)，從而表現(xiàn)出促房顫或抗房顫的作用。同時(shí)，miRNA 具備較高的穩(wěn)定性和組織靶向性，因此基于miRNA 與房顫心房纖維化關(guān)系的深入研究，將為尋找房顫防治新靶點(diǎn)提供有效切入點(diǎn)[3]。本文結(jié)合近年來(lái)的研究，主要闡述miRNA 在房顫心房纖維化方向的進(jìn)展。

1 房顫與心房纖維化

房顫的基本特征是正常節(jié)律的心房電活動(dòng)被快速、非同步的房性激動(dòng)替代，從而引發(fā)無(wú)效的房性收縮。房顫發(fā)生時(shí)快而絕對(duì)不整齊的心室律，導(dǎo)致心排血量顯著減少，進(jìn)一步造成機(jī)械功能紊亂。迄今為止，心房纖維化、遺傳(通道蛋白的突變)、炎癥、自主神經(jīng)重構(gòu)等，均被認(rèn)為可能參與房顫發(fā)生，但其確切完整的潛在分子機(jī)制仍未被完全揭示[3-4]。

心房纖維化以心房細(xì)胞間質(zhì)出現(xiàn)異常膠原纖維的沉積為特征表現(xiàn)，是多種神經(jīng)體液介質(zhì)相互作用引起的。心房纖維化是心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)的特征性改變，可引起心房不均質(zhì)傳導(dǎo)，造成單向傳導(dǎo)阻滯和折返的發(fā)生，從而引發(fā)房顫，同時(shí)長(zhǎng)期房顫可加重心房纖維化，進(jìn)而再次促進(jìn)房顫的進(jìn)展和維持，即所謂的“房顫促房顫”[5]。研究發(fā)現(xiàn)，在快速心房起搏動(dòng)物模型中存在明顯的纖維化因子(如AngⅡ和TGF-β1)上調(diào)，并觀察到心房間隙中的膠原內(nèi)容過(guò)度沉積，功能上表現(xiàn)出異質(zhì)性，出現(xiàn)P 波時(shí)限延長(zhǎng)，更易發(fā)展為房顫[6]。DECAAF是一項(xiàng)多中心、前瞻性的研究[7]，共入選擬行射頻消融的房顫患者260例，于消融前應(yīng)用延遲增強(qiáng)磁共振成像(late gadolinium enhancement MRI，LGE-MRI)技術(shù)可視化地對(duì)心房纖維化的程度進(jìn)行了量化評(píng)估。按心房纖維化程度由輕到重分為四期，結(jié)果顯示心房纖維化的程度是房顫復(fù)發(fā)的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，纖維化程度每增加1%，房顫復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)增加6%(3%～ 8%，P＜0.01)。該研究同時(shí)提出了針對(duì)不同期患者的治療策略：對(duì)于一期、二期及三期局灶性纖維化患者，可選擇經(jīng)導(dǎo)管射頻消融術(shù)；對(duì)于三期彌漫性纖維化患者，首選藥物治療；對(duì)于四期患者，僅適宜藥物治療。

2 miRNA 與房顫心房纖維化

miRNA 是長(zhǎng)度15～23個(gè)核苷酸的單鏈非蛋白編碼核糖核酸，不僅能與靶基因的3'端非翻譯區(qū)域(3'UTR) 互補(bǔ)結(jié)合，通過(guò)抑制信使RNA(message RNA，mRNA) 翻譯或促進(jìn)mRNA 降解來(lái)負(fù)性調(diào)節(jié)基因表達(dá)，還能與mRNA 的3'UTR 和CDS 結(jié)合，可調(diào)節(jié)幾乎所有病理生理過(guò)程[2,8]。以往的研究觀察到miRNA 廣泛參與心肌自主收縮、離子通道活性等心臟活動(dòng)的調(diào)節(jié)，近年來(lái)研究表明房顫動(dòng)物模型和房顫患者的血漿和心肌組織中均有miRNA 表達(dá)水平的改變，miRNA 表達(dá)的上調(diào)或下調(diào)可改變房顫的易感性，調(diào)節(jié)異常的致病miRNA 可能具備重要的治療價(jià)值[9]。雖然房顫是臨床上常見的持續(xù)性心律失常之一，但由于陣發(fā)性房顫、無(wú)癥狀房顫和亞臨床房顫的表現(xiàn)形式，使得其診斷極具挑戰(zhàn)性。由于標(biāo)準(zhǔn)心電圖監(jiān)測(cè)不足以檢測(cè)房顫，因此生物標(biāo)志物可能在診斷管理中至關(guān)重要。近年來(lái)，多個(gè)miRNA 被提名為潛在的生物標(biāo)志物，用于房顫診斷和預(yù)后評(píng)估(表1)。

表1 miRNA 作為潛在生物標(biāo)志物用于房顫診斷和預(yù)后評(píng)估Tab.1 Summary of miRNAs as potential diagnostic and prognostic biomarkers

2.1 hsa-miR-21 研究發(fā)現(xiàn)，與病情控制良好的房顫患者和竇性心律人群相比，急性新發(fā)房顫患者血漿hsa-miR-21 水平顯著升高[10]。Tao 等[11]發(fā)現(xiàn)，與竇性心律者相比，房顫患者TGF-β1、Ⅰ型膠原蛋白、Ⅲ型膠原蛋白和hsa-miR-21 的表達(dá)顯著升高，而WWP-1 的表達(dá)降低。進(jìn)一步證明敲除hsa-miR-21 能夠失活TGF-β1/Smad2 信號(hào)通路，上調(diào)WWP-1 的表達(dá)從而抑制心肌成纖維細(xì)胞增殖，而上調(diào)hsa-miR-21 會(huì)產(chǎn)生相反的效果。臨床對(duì)房顫消融術(shù)后患者隨訪發(fā)現(xiàn)，房顫復(fù)發(fā)患者的血清hsa-miR-21 濃度顯著高于竇性心律的患者，是射頻消融術(shù)后房顫復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[12-13]，這均提示hsa-miR-21 有望成為臨床上房顫潛在的生物標(biāo)志物，用于診斷及預(yù)后評(píng)估。

2.2 hsa-miR-29s 術(shù)后房顫是心臟手術(shù)后常見的并發(fā)癥，其術(shù)前評(píng)估很有挑戰(zhàn)性。Rizvi 等[14]研究90例行冠脈旁路移植術(shù)且既往無(wú)房顫病史的患者，隨訪觀察發(fā)現(xiàn)34例于術(shù)后新發(fā)房顫。與術(shù)后維持竇性心律患者相比，房顫患者h(yuǎn)sa-miR-29a、hsa-miR-29b 和hsa-miR-29c 表達(dá)水平均顯著下降，ROC 曲線分析提示hsa-miR-29s 作為循環(huán)生物標(biāo)志物在識(shí)別心臟術(shù)后房顫風(fēng)險(xiǎn)方面具有適度的預(yù)測(cè)能力。這為推進(jìn)hsa-miR-29s 臨床上作為可能的生物標(biāo)志物用于術(shù)后房顫的預(yù)測(cè)和療效評(píng)估提供了一定的理論基礎(chǔ)。

2.3 hsa-miR-126 在心臟組織中高度表達(dá)，其在血管生成生理過(guò)程中發(fā)揮著積極作用。近期一項(xiàng)研究比較了hsa-miR-126 在正常對(duì)照組、房顫組、心力衰竭組以及房顫合并心力衰竭組血清中的表達(dá)，表明hsa-miR-126 在房顫患者血清中表達(dá)水平較對(duì)照組明顯降低，心力衰竭合并房顫患者的hsa-miR-126 水平均顯著低于心力衰竭或房顫患者。此外，房顫患者的血漿肽(NT-proBNP) 水平低于心力衰竭患者或心力衰竭合并房顫患者。提示血清hsa-miR-126 水平與疾病嚴(yán)重程度之間存在相關(guān)性[17]。

2.4 hsa-miR-133a 一項(xiàng)前瞻性研究共納入42例行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者，隨訪發(fā)現(xiàn)，與術(shù)后竇性心律患者相比，術(shù)后新發(fā)房顫患者循環(huán)hsamiR-133a 明顯降低，且hsa-miR-133a 表達(dá)水平與房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)[18]。

2.5 hsa-miR-133b、hsa-miR-328 和hsa-miR-499 一項(xiàng)在急診室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)性研究發(fā)現(xiàn)，與病情控制良好的房顫患者和竇性心律人群相比，急性新發(fā)房顫患者血漿hsa-miR-133b、hsa-miR-328 和hsa-miR-499 水平顯著升高[10]。在臨床上，這可能有助于對(duì)患者進(jìn)行有效評(píng)估，從而早期發(fā)現(xiàn)房顫。然而，這些結(jié)果仍需在更大樣本量的人群中進(jìn)行驗(yàn)證，以確認(rèn)這幾種miRNA 在房顫早期檢測(cè)和監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值。

2.6 hsa-miR-142-5p、hsa-miR-223-3p 和has-miR-483-5p 為了明確持續(xù)性房顫患者與竇性心律患者血漿外泌體 miRNA 表達(dá)水平是否存在差異，Wang 等[19]首先對(duì)房顫組和竇性心律組外泌體中的miRNA 進(jìn)行了初步的高通量測(cè)序，然后進(jìn)一步對(duì)房顫組和竇性心律組中的6個(gè)表達(dá)有差異的miRNA 進(jìn)行了定量實(shí)時(shí)逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)。單變量logistic 回歸分析顯示hsamiR-142-5p、hsa-miR-223-3p 和has-miR-483-5p 與房顫的發(fā)生相關(guān)，而多變量logistic 回歸分析顯示hsa-miR-483-5p 與房顫的發(fā)生獨(dú)立相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了血漿外泌體miRNA 在房顫嚴(yán)重程度或預(yù)后的評(píng)估方面作為生物標(biāo)志物的巨大潛力。

3 miRNA 與房顫的治療

目前臨床上對(duì)房顫的治療方法主要有藥物治療、射頻消融、左心耳封堵等，受限于藥物的療效較差、不良反應(yīng)和難以避免的手術(shù)并發(fā)癥，現(xiàn)有治療仍不足以滿足臨床需求。近年來(lái)，對(duì)于心房纖維化發(fā)病分子機(jī)制研究的深入，使得miRNA 或可成為房顫治療新靶點(diǎn)(表2)。

表2 miRNA 作為房顫潛在治療靶點(diǎn)Tab.2 Summary of miRNAs as potential therapeutic targets

3.1 rno-miR-10a 2019年Li 等[24]使用大鼠房顫 模型 探 究rno-miR-10a 對(duì)TGF-β1/Smads 信 號(hào)通路的調(diào)控和成纖維細(xì)胞增殖中的作用，研究發(fā)現(xiàn)rno-miR-10a 過(guò)表達(dá)可以促進(jìn)Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原、α-SMA 和TGF-β1 蛋白的表達(dá)，但抑制Smad7 蛋白的表達(dá)，并顯著延長(zhǎng)房顫發(fā)作的持續(xù)時(shí)間，而rno-miR-10a 下調(diào)可導(dǎo)致與過(guò)表達(dá)完全相反的結(jié)果。表明rno-miR-10a 通過(guò)上調(diào)TGF-β1/Smads 信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)房顫大鼠的心肌纖維化，這為將rno-miR-10a 作為治療靶標(biāo)，拮抗其表達(dá)以發(fā)揮抗房顫心房纖維化的作用奠定了基礎(chǔ)。

3.2 hsa-miR-23-b-3p 和 hsa-miR-27b-3p 房 顫患者的左心耳組織中hsa-miR-23-b-3p 和hsa-miR-27b-3p 表達(dá)顯著增加，熒光素酶測(cè)定顯示hsa-miR-23-b-3p 和 hsa-miR-27b-3p 通過(guò)靶向上調(diào)TGF-βR3來(lái)持續(xù)促進(jìn)心房纖維化，提示miR-23b-3p 和miR-27b-3p 將是潛在的心房纖維化治療靶點(diǎn)[25]。

3.3 mmu-miR-27b-3p 基于小鼠的房顫模型研究發(fā)現(xiàn)，mmu-miR-27b-3p 通過(guò)靶向上調(diào)ALK5 使Smad-2/3 信號(hào)通路失活來(lái)改善心房纖維化和房顫，表明miR-27b 在左心房中發(fā)揮了抗房顫心房纖維化作用，可能作為一種新的治療靶點(diǎn)[26]。

3.4 rno-miR-28b Wang 等[27]應(yīng)用快速起搏成功建立了持續(xù)性房顫大鼠模型，通過(guò)RT-PCR 檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，rno-miR-28b 在左心房肌細(xì)胞中明顯升高，伴隨心肌細(xì)胞的增殖減弱，細(xì)胞凋亡增強(qiáng)。進(jìn)一步使用ERK 通路的阻滯劑降低了rno-miR-28b 的表達(dá)并抑制了細(xì)胞凋亡，表明microRNA-28b 可能是治療持續(xù)性房顫的新靶點(diǎn)。

3.5 ocu-miR-30a Yuan 等[29]應(yīng)用快速起搏成功建立了持續(xù)性房顫兔模型，同時(shí)體外使用血管緊張素Ⅱ上調(diào)心臟成纖維細(xì)胞纖維化。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，隨著心肌纖維化程度的增加，miR-30a 在心肌組織中的平均表達(dá)水平顯著降低，而snail1 和periostin 的表達(dá)水平在一定時(shí)間內(nèi)顯著增加(P＜0.05)。體外實(shí)驗(yàn)表明，miR-30a 在心臟成纖維細(xì)胞中的過(guò)表達(dá)導(dǎo)致snail1 和periostin 的平均表達(dá)水平顯著降低(P＜0.05)，而抑制miR-30a 則顯著增加了snail1 和periostin 的平均表達(dá)水平(P＜0.05)。因此，推測(cè)miR-30a 和snail1 可能是房顫心肌纖維化的潛在治療靶點(diǎn)。

3.6 mmu-miR-133a/b Cheng 等[30]分析對(duì)比了ZFHX3-KD 與對(duì)照HL-1 小鼠心房肌細(xì)胞的不同miRNA 表達(dá)譜，并探索了潛在的潛在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。與對(duì)照相比，ZFHX3-KD 細(xì)胞中mmu-miR-133a/b的顯著下調(diào)增加了Wnt/calcium 和TGF-β1 的表達(dá)。心電圖顯示，mmu-miR-133a/b 模擬物減少了ZFHX3-KD 誘導(dǎo)的小鼠房性心律失常。提示心臟重塑和房顫可能被mmu-miR-133a/b 模擬物逆轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

miRNA 在生物體中的表達(dá)具備一定的組織或細(xì)胞特異性，可穩(wěn)定地存在于血清或血漿中，且易獲得，使其有望成為一種新型房顫生物標(biāo)志物，有助于房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)治療反應(yīng)的評(píng)估。另外，miRNA 有可能成為房顫的治療靶點(diǎn)。然而房顫纖維化的發(fā)生所涉及的基因及miRNA 譜較廣，同時(shí)miRNA 的調(diào)控兼具精密性及復(fù)雜性，目前基于這一生物調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究尚不夠深入和全面[2-3]。因此，如何控制miRNA 作用于多靶點(diǎn)的不良作用，即提高miRNA 的靶向特異性，是進(jìn)一步研究亟待解決的問(wèn)題。相信隨著對(duì)房顫相關(guān)miRNA 完整、系統(tǒng)及深入的研究，通過(guò)靶向調(diào)控miRNA 從而預(yù)防、逆轉(zhuǎn)及治療房顫的設(shè)想終將實(shí)現(xiàn)。