宋楊一嫣綜述 楊 芰 李 文審校

膿毒癥作為一種高致死疾病，是導(dǎo)致重癥監(jiān)護(hù)患者死亡的主要原因之一[1]。膿毒癥會(huì)誘發(fā)一系列并發(fā)癥，其中心肌損傷是膿毒癥最易導(dǎo)致的并發(fā)癥之一。膿毒癥引起心肌損傷約占膿毒癥患者總數(shù)的25%[1]。膿毒癥心肌損傷并非由于心肌灌注不足或慢性心肌勞累而導(dǎo)致的心臟功能惡化，其在患病之前并不存在，隨著膿毒癥的發(fā)生而出現(xiàn)，同時(shí)隨著膿毒癥的治愈而恢復(fù)的一種可逆性病變。膿毒癥心肌損傷缺乏典型的臨床表現(xiàn)，主要表現(xiàn)為心室擴(kuò)張，舒張和收縮功能障礙，抗感染治療不能改善心功能。一直以來(lái)，膿毒癥心肌損傷的具體發(fā)病機(jī)制分為線粒體相關(guān)機(jī)制和以氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)為主的非線粒體機(jī)制?，F(xiàn)今缺乏對(duì)膿毒血癥心肌損傷機(jī)制的深入理解，同時(shí)臨床上尚無(wú)針對(duì)膿毒癥心肌損傷的有效治療手段。因此，探究膿毒癥心肌損傷的發(fā)病機(jī)制可為預(yù)防和治療膿毒癥心肌損傷的提供理論基礎(chǔ)。

MicroRNA (miRNA)是一類(lèi)19-24個(gè)核苷酸大小的以“發(fā)夾環(huán)”結(jié)構(gòu)為特征的非編碼miRNA，主要通過(guò)特異性與靶基因3’-UTR配對(duì)結(jié)合，參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。有報(bào)道[2]表明，miRNA在維持機(jī)體生理穩(wěn)態(tài)，調(diào)節(jié)生長(zhǎng)發(fā)育，以及疾病進(jìn)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。miRNA種類(lèi)眾多，其參與機(jī)體各類(lèi)病理生理過(guò)程的調(diào)節(jié)，部分miRNAs在維持正常心臟功能中發(fā)揮了極其重要的作用，特別是與炎癥相關(guān)的心血管疾病。同時(shí)，miRNA對(duì)于疾病的早期診斷及治療具有極高的應(yīng)用前景。目前膿毒癥心肌損傷缺乏有效的診斷與治療手段，本文就miRNA在膿毒癥心肌損傷中作用機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為miRNA應(yīng)用于膿毒癥心肌損傷的診斷與治療開(kāi)拓新的方向。

1 miRNA在膿毒癥心肌損傷中的作用

目前關(guān)于膿毒癥心肌損傷的發(fā)病機(jī)制，主要認(rèn)為是在膿毒癥發(fā)生后，機(jī)體炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激水平升高，心肌細(xì)胞凋亡增多，進(jìn)而影響心臟正常功能，導(dǎo)致膿毒癥心肌損傷的發(fā)生。在這一過(guò)程中，miRNA通過(guò)多種途徑參與了膿毒癥心肌損傷的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。

1.1 miRNA通過(guò)調(diào)控炎癥反應(yīng)參與膿毒癥心肌損傷

目前的證據(jù)表明，高遷移率族蛋白B1(High Mobility Group Protein B1，HMGB1)和細(xì)胞核因子/k基因結(jié)合核因子(Nuclear Factor of Kappa Light Polypeptide Gene Enhancer in B cells，NF-κB)是介導(dǎo)機(jī)體炎癥發(fā)生的兩種重要蛋白，HMGB-1是一種重要的炎癥介質(zhì)，其在重癥炎癥及炎癥的慢性化病理進(jìn)程中極為重要。NF-κB作為一類(lèi)細(xì)胞中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，其激活后誘導(dǎo)多種細(xì)胞炎癥因子的表達(dá)，加速炎癥反應(yīng)的發(fā)生。因此，結(jié)合miRNA對(duì)機(jī)體多種病理生理過(guò)程的調(diào)控機(jī)制，探討miRNA通過(guò)調(diào)控HMGB1以及NF-κB的功能參與膿毒癥心肌損傷過(guò)程成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

HMGB1作為一類(lèi)重要的機(jī)體炎癥調(diào)節(jié)蛋白，尋求可調(diào)控HMGB1功能的上游miRNA對(duì)于調(diào)控膿毒癥心肌損傷具有極其重要的意義。通過(guò)盲腸結(jié)扎或穿刺構(gòu)建大鼠膿毒癥心肌損傷模型，發(fā)現(xiàn)miRNA-181b表達(dá)顯著升高，且通過(guò)雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證miRNA-181b通過(guò)下調(diào)HMGB1的表達(dá)抑制炎性因子的產(chǎn)生進(jìn)而減輕患者全身炎癥反應(yīng)，降低心肌細(xì)胞凋亡率，減輕膿毒癥心肌損傷程度[1]。更有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-193-3p通過(guò)調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(Signal Transducer and Activator of Transcription 3，STAT3)/HMGB1軸減輕膿毒癥引起的心肌損傷[2]。LncRNA GAS5也被證實(shí)在膿毒癥心肌損傷小鼠心肌組織中高表達(dá)，且通過(guò)抑制miRNA-449b激活HMGB1/NF-κB通路加重膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[3]。

NF-κB作為機(jī)體炎癥水平調(diào)控的主要通路，其對(duì)于膿毒癥心肌損傷的調(diào)控極為重要。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-101-3p通過(guò)上調(diào)絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶-1(Mitogen Activated Protein Kinase Phosphatase 1，MAKP1)，抑制MAPK/NF-κB信號(hào)通路的激活，進(jìn)而減輕膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[4]。在心肌組織過(guò)表達(dá)miRNA-365a-3p后，通過(guò)靶向抑制髓樣分化蛋白(Myeloid Differential Protein-88，MyD88)/NF-κB通路抑制膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[5]。miRNA-98被發(fā)現(xiàn)在膿毒癥心肌損傷中通過(guò)負(fù)調(diào)控高遷移率族蛋白A2( High Mobility Group Protein 2，HMGA2)抑制NF-κB的激活，降低全身炎癥反應(yīng)，進(jìn)而減輕膿毒癥心肌損傷[6]。在膿毒癥心肌損傷中，miR-208a-5p表達(dá)下調(diào)，其下游靶蛋白細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制蛋白2(Suppressor of Cytokine Signaling 2，SOCS2)表達(dá)升高，激活NF-κB/缺氧誘導(dǎo)因子1α(Hypoxia Inducible Factor 1 alpha，HIF-1α)通路，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，參與膿毒癥心肌病的發(fā)生[7]。綜上可知，miRNA通過(guò)調(diào)控NF-κB功能，調(diào)控炎癥反應(yīng)過(guò)程，參與膿毒癥心肌損傷的發(fā)生發(fā)展，且不同miRNA調(diào)控NF-κB的機(jī)制均不相同。

1.2 miRNA通過(guò)調(diào)控心肌細(xì)胞凋亡參與膿毒癥心肌損傷

研究表明，在大鼠膿毒癥心肌損傷模型中，于心肌組織過(guò)表達(dá)miRNA-214后，與膿毒癥組比較，miRNA-214過(guò)表達(dá)組大鼠血清心肌肌鈣蛋白I(cTnI)含量明顯降低，心肌凋亡率降低，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-214可能通過(guò)激活磷酸酶和張力蛋白同系物(Phosphatase and Tensin Homolog，PTEN)/蛋白激酶B(Protein Kinase B，AKT)信號(hào)通路的活化，抑制心肌細(xì)胞凋亡而發(fā)揮心肌保護(hù)作用[8]。在膿毒癥小鼠心肌損傷模型中，研究者發(fā)現(xiàn)，褪黑素可以減輕膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷，并發(fā)現(xiàn)其可能通過(guò)上調(diào)心肌組織中miRNA-223的表達(dá)抑制白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)與白細(xì)胞介素-6(IL-6)等炎性因子的釋放，減輕全身炎癥反應(yīng)水平，減少心肌細(xì)胞凋亡，維持心臟正常功能[9]。為進(jìn)一步探討miRNA在膿毒癥心肌中的作用，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析LPS誘導(dǎo)膿毒癥心肌損傷小鼠心肌組織與對(duì)照組小鼠心肌組織，進(jìn)行測(cè)序發(fā)現(xiàn)：miRNA-155-5p、miRNA-21-3p、miRNA-222-3p、miRNA-135a-1-3p、miRNA-3091-5p、miRNA-5620-3p、miRNA-324-3p、miRNA-450-5p的表達(dá)在小鼠膿毒癥心肌損傷后，其表達(dá)水平均發(fā)生顯著改變。深入研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-21-3p可能通過(guò)抑制SH3結(jié)構(gòu)域連接蛋白2(SH3 Domain-containing Protein 2，SORBS2)加重LPS誘導(dǎo)的心肌損傷[10]。

1.3 miRNA通過(guò)調(diào)控心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激水平參與膿毒癥心肌損傷

線粒體作為機(jī)體細(xì)胞內(nèi)唯一提供ATP的細(xì)胞器，維持其正常功能狀態(tài)對(duì)于維持細(xì)胞的病理生理功能以及組織器官的正常運(yùn)轉(zhuǎn)極為重要。在機(jī)體正常過(guò)程中，心臟需要大量的ATP維持其正常的收縮活動(dòng)，因此需要心肌細(xì)胞內(nèi)線粒體通過(guò)氧化磷酸化產(chǎn)生ATP提供能量。此外，線粒體對(duì)于調(diào)控心肌細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)、活性氧以及相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)均具有重要作用。線粒體功能紊亂導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激穩(wěn)態(tài)失衡也被認(rèn)為是諸多心血管疾病發(fā)病的主要機(jī)制。

有研究表明，LncRNA MIAT 通過(guò)靶向miR-330-5p/腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TNF Receptor-associated Factor 6，TRAF6)/NF-κB 軸調(diào)控線粒體膜電位，活性氧水平促進(jìn)膿毒癥誘導(dǎo)的心臟損傷的炎癥和氧化應(yīng)激損傷[11]。miR-484 通過(guò)靶向抑制原癌基因Yes相關(guān)蛋白1(Yes Associated Protein 1，Yap1)，促進(jìn)線粒體分裂進(jìn)而加重LPS誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡與炎癥反應(yīng)[12]。miRNA-210-3p可通過(guò)靶向作用于NADH氧化還原酶輔酶4，損傷線粒體功能，促進(jìn)ROS產(chǎn)生，損傷細(xì)胞色素C氧化酶IV亞型1(Cytochrome C Oxidase Subunit IV，COXⅣ)活性，促進(jìn)線粒體細(xì)胞色素C的釋放，進(jìn)而誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，加重心肌細(xì)胞損傷[13]。同時(shí)，通過(guò)分離膿毒癥心肌損傷患者血清中外泌體，發(fā)現(xiàn)外泌體中miRNA-1262含量顯著升高，雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)證明miRNA-1262靶向干預(yù)SLC2A1的轉(zhuǎn)錄，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(Solute Carrier Family 2 Member 1，SLC2A1)是線粒體能量代謝的重要蛋白，在人心肌細(xì)胞中敲低SLC2A1抑制糖酵解速率，促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，并通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膿毒癥心肌損傷患者血清中外泌體可能通過(guò)miRNA-1262靶向干預(yù)心肌細(xì)胞SLC2A1的轉(zhuǎn)錄，抑制線粒體糖酵解速率，促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡，加重膿毒癥心肌損傷[14]。

2 miRNA作為重要中間節(jié)點(diǎn)參與膿毒癥心肌損傷

2.1 LncRNA通過(guò)調(diào)控miRNA參與膿毒癥心肌損傷

miRNA的表達(dá)以及功能調(diào)控可以通過(guò)LncRNA對(duì)miRNA的海綿吸附效應(yīng)實(shí)現(xiàn)。體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膿毒癥心肌損傷發(fā)生后，LncRNA CYTOR表達(dá)下調(diào)，miRNA-24表達(dá)上調(diào)，通過(guò)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，LncRNA可與miRNA-24相互作用，并負(fù)調(diào)控其表達(dá)水平，而miRNA-24可以通過(guò)靶向抑制XIAP加重膿毒癥心肌損傷，因此，LncRNA通過(guò)調(diào)控miRNA水平參與到膿毒癥心肌損傷過(guò)程[15]。更有研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA KCNQ1OT1通過(guò)調(diào)控miRNA-192-5p/XIAP軸減輕膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[16]。同時(shí)LncRNA NEAT1通過(guò)抑制miRNA-144-3p促進(jìn)膿毒癥心肌損傷[17]。

LncRNA XIST通過(guò)調(diào)控miRNA150-5p/c-Fos/TXNIP軸促進(jìn)心肌細(xì)胞焦亡，參與膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷過(guò)程[18]。更有研究發(fā)現(xiàn)，以LPS刺激H9C2心肌細(xì)胞后，LncRNA ZFAS1表達(dá)下調(diào)，通過(guò)雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LncRNA ZFAS1通過(guò)解除miRNA-34b-5p對(duì)SIRT1的抑制作用，減輕心肌細(xì)胞凋亡，緩解膿毒血癥誘導(dǎo)的心肌損傷[19]。與此同時(shí)，LncRNA H19作為心血管疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中極為重要的一類(lèi)LncRNA，也被發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)誘導(dǎo)miRNA-93-5p/精氨酸結(jié)合蛋白2(Sorbin and SH3 Domain Containing 2，SORBS2)軸減輕膿毒癥心肌損傷程度[20]。同時(shí)，LncRNA H19還被發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)抑制miRNA-874促進(jìn)水通道蛋白1(Aquaporin1，AQP1)的表達(dá)，減輕心肌組織炎癥水平，緩解膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[21]。在膿毒癥心肌損傷過(guò)程中，LncRNA PVT1通過(guò)靶向抑制miRNA-29a，導(dǎo)致miRNA-29a對(duì)HMGB1表達(dá)的靶向干擾過(guò)程被阻斷，HMGB1表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1型轉(zhuǎn)化，加重膿毒癥心肌損傷[22]。更有研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA MALAT1在膿毒癥心肌損傷動(dòng)物和細(xì)胞模型中表達(dá)上升，且通過(guò)抑制miRNA-26a-5p對(duì)鈣加壓素2(Calcipressin-2，RCAN2)的抑制作用加速膿毒癥心肌損傷[23]。可見(jiàn)，LncRNA對(duì)膿毒癥心肌損傷的發(fā)生發(fā)展具有重要作用，而miRNA是LncRNA調(diào)控膿毒癥心肌損傷的關(guān)鍵中間節(jié)點(diǎn)。

2.2 中藥單體及復(fù)方通過(guò)調(diào)控miRNA表達(dá)參與膿毒癥心肌損傷

中藥單體以及相關(guān)中藥復(fù)方在抗炎，抗氧化應(yīng)激等方面具有較明顯的效果。研究發(fā)現(xiàn)，金絲桃柑是一類(lèi)黃酮類(lèi)化合物，具有較強(qiáng)的抗炎作用，其可通過(guò)抑制miRNA-21在心肌組織中的表達(dá)，減輕炎癥水平，調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞活力，減輕膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[24]。同時(shí)，苦參堿通過(guò)抑制LncRNA PTENP1上調(diào)miRNA-106b-5p的表達(dá)，緩解心肌細(xì)胞凋亡，保護(hù)心臟正常功能，緩解由膿毒癥所致心肌功能不全[25]。也有研究發(fā)現(xiàn)，中藥復(fù)方升降散可通過(guò)上調(diào)miRNA146a的表達(dá)靶向抑制TLR-4/NF-κB信號(hào)通路的激活，通過(guò)降低機(jī)體炎癥反應(yīng)，減輕膿毒癥誘導(dǎo)的大鼠心肌損傷[26]?？梢?jiàn)，miRNA在中藥單體及中藥復(fù)方對(duì)治療膿毒癥心肌損傷的治療上，可能發(fā)揮核心調(diào)控作用。

2.3 miRNA作為細(xì)胞間相互作用的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)參與膿毒癥心肌損傷

細(xì)胞的交互作用在膿毒癥心肌損傷中也發(fā)揮了多重影響。有研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠膿毒癥心肌損傷模型中，M2型巨噬細(xì)胞來(lái)源的外泌體中miRNA-24-3p含量降低，而miRNA-24-3p在進(jìn)入心肌細(xì)胞后可通過(guò)抑制腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TNF Related Apoptosis Inducing Ligand，Tnfsf10)表達(dá)，減輕膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[27]。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體，在到達(dá)心肌組織后，主要通過(guò)誘導(dǎo)心肌組織內(nèi)miRNA-141表達(dá)上調(diào)，抑制PTEN表達(dá)，增強(qiáng)β-Catenin的活性進(jìn)而減輕心肌組織在膿毒血癥過(guò)程中的損傷程度[28]。內(nèi)皮細(xì)胞在維持心臟的供血與營(yíng)養(yǎng)之中必不可少，研究發(fā)現(xiàn)，大鼠內(nèi)皮細(xì)胞以LPS處理后，通過(guò)超高速離心從細(xì)胞培養(yǎng)基中分離出外泌體，測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，miR-221-3p、miR-222-3p、miR-221-5p、miR-155-5p、miR-1247-3p、mir-129- 5p、miR-148a-5p 和 miR-222-5p表達(dá)發(fā)生顯著變化，并可能通過(guò)影響 Bcl-2同源拮抗蛋白(Bcl 2 Homologous Antagonist Killer，BAK1)、P53 和 PTEN 的表達(dá)變化，減輕膿毒癥心肌損傷[29]。內(nèi)皮祖細(xì)胞衍生的細(xì)胞外囊泡中miRNA-375-3p表達(dá)含量顯著上升，miRNA-375-3p通過(guò)抑制Bromodomain結(jié)構(gòu)域結(jié)合蛋白4(Bromodomain Containing Protein 4，BRD4)激活PI3K/AKT通路，抑制心肌組織氧化應(yīng)激水平，炎癥反應(yīng)水平以及心肌細(xì)胞凋亡，改善膿毒癥誘導(dǎo)的心肌損傷[30]。

3 miRNA在膿毒癥心肌損傷臨床診斷中的應(yīng)用

膿毒性心肌損傷缺乏與其它心肌損傷有效鑒別的臨床指標(biāo)，miRNA也可在機(jī)體循環(huán)系統(tǒng)中穩(wěn)定存在并發(fā)揮作用，因此，部分研究者嘗試尋求膿毒癥心肌損傷患者血清中篩選出特異性變化的miRNA。有研究者發(fā)現(xiàn)，在膿毒癥心肌損傷患者血清中miRNA-155-5p及miRNA-133a-3p較對(duì)照組顯著升高，且通過(guò)ROC曲線分析可見(jiàn)，miRNA-155-5p及miRNA-133a-3p對(duì)膿毒癥心肌損傷靈敏度高，特異性強(qiáng)，對(duì)膿毒癥心肌損傷有著較高的診斷價(jià)值[31]。小兒膿毒癥心肌損傷是導(dǎo)致患兒死亡的重要因素之一，但是部分患兒膿毒癥心肌損傷的臨床癥狀表現(xiàn)并不明確，而cTnI、NT-proBNP、CK-MB對(duì)小兒膿毒癥心肌損傷的診斷存在一定的局限性。通過(guò)將患兒血清內(nèi)miRNA-497含量與心肌損傷相關(guān)血清學(xué)指標(biāo)比較發(fā)現(xiàn)，miRNA-497含量與cTnI在心肌損傷后血漿含量相關(guān)性強(qiáng)，對(duì)于診斷膿毒癥心肌損傷的靈敏度及特異度與cTnI類(lèi)似，其可能作為小兒膿毒癥心肌損傷的血清學(xué)特異性診斷標(biāo)志物，cTnI與miRNA-497聯(lián)合檢測(cè)可進(jìn)一步提高膿毒癥心肌損傷的準(zhǔn)確性[32]。同時(shí)，研究也表明，miRNA-328可能是膿毒癥心肌損傷的診斷標(biāo)志物，其ROC曲線的AUC為0.926，敏感性為87.6%，特異性為86.36%[33]?？梢?jiàn)，探索miRNA在膿毒癥心肌損傷患者血漿中的表達(dá)變化，并將其應(yīng)用于膿毒癥心肌損傷的早期診斷，有著較強(qiáng)的臨床應(yīng)用潛力。

4 總結(jié)與展望

自1993年miRNA被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，關(guān)于miRNA的研究一直是當(dāng)前的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題。對(duì)這些單鏈RNA的研究有助于提升人們對(duì)細(xì)胞病理生理和分子機(jī)制的理解。越來(lái)越多的研究表明，miRNA在膿毒癥心肌損傷中發(fā)揮了重要作用，包括對(duì)炎癥、凋亡、氧化應(yīng)激等多方面的調(diào)控作用，參與了膿毒癥心肌損傷疾病的進(jìn)展。雖然目前關(guān)于miRNA在膿毒癥心肌損傷中的作用還存在爭(zhēng)議，但有多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明部分miRNA能夠作用于膿毒癥心肌損傷的治療靶點(diǎn)，研發(fā)針對(duì)特定miRNA的替代或者抑制藥物可能對(duì)治療膿毒癥心肌損傷，改善膿毒癥患者預(yù)后有重要意義。

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