曹鵬

心房顫動(dòng)（房顫）是臨床上最常見的心律失常，人口老齡化是新發(fā)房顫最重要的危險(xiǎn)因素和房顫患者數(shù)量增加的重要原因。2010 年美國房顫患病人數(shù)為270 萬～ 610 萬，預(yù)計(jì)到2030 年房顫患病數(shù)將上升至1210 萬。而歐盟55 歲以上成人中房顫的患病數(shù)在2010 年為880 萬，到2060 年將達(dá)到1790 萬［1］。房顫可分為首次發(fā)現(xiàn)的房顫、陣發(fā)性房顫、持續(xù)性房顫、長期持續(xù)性房顫及永久性房顫［2］。目前房顫的診斷是以癥狀評(píng)估和間歇性心律監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，對(duì)許多“無癥狀”的患者可能造成漏診或誤診。此外，對(duì)于經(jīng)過治療的房顫患者是否存在復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，尚缺乏有效的預(yù)測(cè)指標(biāo)。有研究利用心電圖P 波離散度來預(yù)測(cè)房顫的發(fā)生及篩查高危人群［3］。還有許多從分子生物學(xué)方面探討尋找對(duì)房顫的診斷和（或）預(yù)后有價(jià)值的生物標(biāo)志物，其中比較有影響和發(fā)展前途的是微RNA（miR）。下面對(duì)房顫發(fā)生的機(jī)制和miR，以及兩者之間關(guān)系的研究進(jìn)展做一闡述。

一、房顫的發(fā)生發(fā)展機(jī)制

1.與心房及周邊的解剖特點(diǎn)相關(guān)

心房及周邊的解剖特點(diǎn)：①右心房由上及下腔靜脈、界嵴、冠狀竇、卵圓窩、三尖瓣環(huán)等不同組織結(jié)構(gòu)構(gòu)成，心電傳導(dǎo)存在著部位依從性；左心房連接肺靜脈開口，兩個(gè)心房各附有心耳，這些部位的心肌細(xì)胞在某些特定條件下會(huì)產(chǎn)生快速且密集的電信號(hào)，并在不同部位組織中的傳導(dǎo)速度各不相同，因此容易發(fā)生折返和產(chǎn)生碎裂波；②心房肌比心室肌更容易缺血而導(dǎo)致細(xì)胞纖維化，肌壁薄厚不均而使傳導(dǎo)速度不均一；③心房肌細(xì)胞內(nèi)分布大量的植物神經(jīng)末梢，在外界因素的影響下產(chǎn)生異常的興奮點(diǎn)；④心房肌細(xì)胞之間的側(cè)連接比較多，其肌電活動(dòng)和電信號(hào)傳導(dǎo)存在各向異性，容易產(chǎn)生多個(gè)異位起搏點(diǎn)而誘發(fā)房顫。

2.房顫的病理生理學(xué)

當(dāng)心臟因各種原因受損后，心臟會(huì)發(fā)生電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)和鈣離子（Ca2+）運(yùn)轉(zhuǎn)異常，可引起局灶異位放電而引發(fā)房顫或通過一個(gè)折返機(jī)制觸發(fā)折返性房顫發(fā)生并持續(xù)。

2.1 結(jié)構(gòu)重構(gòu)

結(jié)構(gòu)重構(gòu)的特征是心房擴(kuò)大和組織纖維化。在某些功能條件下，心房的大小是持續(xù)折返引發(fā)房顫的關(guān)鍵因素，盡管左心房持續(xù)擴(kuò)張，但如果降低心房纖維化，房顫的進(jìn)展將被抑制。雖然心力衰竭的血流動(dòng)力學(xué)恢復(fù)后左心房擴(kuò)張得以逆轉(zhuǎn)，但房顫的持續(xù)進(jìn)展與持續(xù)的心房纖維化保持一致，心肌纖維化引起局部傳導(dǎo)紊亂而致房顫的發(fā)生。

2.2 電重構(gòu)

電重構(gòu)是由控制心房電生理特性的離子通道、離子泵和交換器等通過心房重構(gòu)而發(fā)生改變的過程。電重構(gòu)可以改變連接蛋白的表達(dá)、功能或定位，改變細(xì)胞間的電偶聯(lián)，由此發(fā)生緩慢和（或）異質(zhì)性傳導(dǎo)而促進(jìn)折返性房顫的發(fā)生并使房顫維持下去。

2.3 自主神經(jīng)系統(tǒng)

自主神經(jīng)系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)心房生物電，有助于房顫的啟動(dòng)和維持。腎上腺素能的激活增加了L型Ca2+流、2 型蘭尼堿受體開放的概率，也增加了由Ca2+/鈣調(diào)素依賴的蛋白激酶Ⅱ（Ca2+/CaMK Ⅱ）和蛋白激酶A 途徑磷酸化的肌質(zhì)網(wǎng)的Ca2+載荷，因而增加了延遲后除極（DAD）的風(fēng)險(xiǎn)，并且腎上腺素能的激活在因各種重構(gòu)誘導(dǎo)的、形成異位電活動(dòng)所致的房顫中可能發(fā)揮關(guān)鍵作用。房顫相關(guān)性重構(gòu)導(dǎo)致自主神經(jīng)的過度支配，并促進(jìn)脆弱的房顫底物形成［4］。

2.4 Ca2+運(yùn)轉(zhuǎn)異常

房顫最明顯直接的結(jié)果就是誘發(fā)DAD 相關(guān)的自發(fā)性心房異位活動(dòng)。長期持續(xù)房顫的患者發(fā)生致心律失常的DAD/觸發(fā)活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)增加［5］。有證據(jù)表明，快速的心房速率可能導(dǎo)致Ca2+沉默。兒茶酚胺敏感性多形性室性心動(dòng)過速相關(guān)的心房Ca2+運(yùn)轉(zhuǎn)異常通過抑制鈉離子流降低心房傳導(dǎo)速度。計(jì)算模型也表明，閾值以下的DAD 可以通過降低鈉離子流導(dǎo)致局部傳導(dǎo)減慢和（或）阻滯［4］。最終，Ca2+依賴的信號(hào)可以促進(jìn)心房電重構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)。因此，除局灶性異位電活動(dòng)外，Ca2+運(yùn)轉(zhuǎn)異常也有助于促折返的底物形成，以維持房顫。

二、miR 概述

1. miR 的概念

miR 是一類由內(nèi)源基因編碼經(jīng)剪切衍化形成的長度為20～25 nt（核苷酸）、具有調(diào)控功能的非編碼單鏈RNA，通常與信使RNA（mRNA）的3'-非翻譯區(qū)（3'UTR）結(jié)合，從而抑制mRNA 的翻譯過程或促進(jìn)mRNA 的降解，在調(diào)控基因表達(dá)、細(xì)胞周期、生物體發(fā)育時(shí)序等方面起重要作用。一個(gè)miR 可以調(diào)控?cái)?shù)個(gè)基因，也可以數(shù)個(gè)miR 調(diào)控一個(gè)基因，miR 調(diào)控了30%的編碼蛋白的基因，因此被預(yù)測(cè)參與了幾乎所有細(xì)胞的活動(dòng)過程。

2. miR 的形成和作用機(jī)制

細(xì)胞核中的每個(gè)基因被RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄并形成發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物（pri-miR），再被DGCR8 因子識(shí)別與Drosha 酶結(jié)合，被切割成更小的約70 nt 的miR 前體（pre-miR）。Pre-miR在Expotin 5 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用下由細(xì)胞核內(nèi)被輸送到細(xì)胞質(zhì)中，被Dicer 酶識(shí)別作用后形成一個(gè)短雙鏈的miR，且在AGO2 蛋白共同作用下解開雙鏈，留下的一條導(dǎo)鏈在AGO2 等蛋白作用下形成一個(gè)RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，此時(shí)的導(dǎo)鏈即為成熟miR。miR 與靶基因上的mRNA 序列完全互補(bǔ)時(shí)，則直接剪切、降解靶mRNA；不完全互補(bǔ)時(shí)，則抑制靶mRNA 的翻譯功能；這兩種情況都會(huì)阻礙基因靶mRNA 的翻譯，使基因沉默或者表達(dá)減少，從而抑制蛋白質(zhì)的合成。

3. miR 在臨床研究中的意義

由于各個(gè)組織部位基因不同，而miR 具有組織特異性，不同組織中表達(dá)譜也各不相同，因此，檢測(cè)與某個(gè)部位組織相關(guān)的miR 的表達(dá)，可以了解該組織是否正?；蛘呱L發(fā)育是否出現(xiàn)遲緩、增殖和凋亡等，病變的程度與分期，以及治療后的恢復(fù)程度。另外，通過人為干預(yù)（促進(jìn)或抑制）miR 的表達(dá)使其調(diào)控靶基因，從而達(dá)到治療目的。

三、miR 與心臟的關(guān)系及作用

1. miR 與心臟的發(fā)育和心肌細(xì)胞增殖

Nkx2.5-Cre 大鼠被特異性地刪除了Dicer 酶，因而影響大鼠心臟早期發(fā)育，導(dǎo)致其胚胎第12.5日因心力衰竭（心衰）而夭折。目前發(fā)現(xiàn)影響骨骼肌、心肌細(xì)胞發(fā)育的miR 有miR-1b、miR-1d、miR-133、miR-143、miR-206 和miR-208， 而miR-1、miR-133 在大鼠和人類心臟發(fā)育過程中起著關(guān)鍵的協(xié)調(diào)作用。細(xì)胞周期的多個(gè)陽性調(diào)控因子是心肌細(xì)胞中富集的miR 抑制增殖的靶點(diǎn)，細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)控因子則是miR 促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖的靶點(diǎn)，如miR-1、miR-99/100、miR-128 和miR-499 等［6］。

2. miR 與心臟重構(gòu)

參 與 心 電 重 構(gòu) 的miR 有miR-1、miR-26、miR-208a、miR-328 和miR-499。它們的靶基因是編碼的離子通道蛋白、連接蛋白或參與鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的蛋白質(zhì)，其導(dǎo)致轉(zhuǎn)導(dǎo)減慢或動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間縮短易發(fā)生折返，這些是房顫病理生理學(xué)的標(biāo)志。參與心臟結(jié)構(gòu)重塑的miR 有miR-21、miR-26、miR-29b、miR-30、miR-133 和miR-590 等。這些miR 調(diào)控了編碼蛋白的基因，而這些蛋白參與細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）轉(zhuǎn)換和促纖維化或抗纖維化信號(hào)級(jí)聯(lián)，作為折返的解剖底物導(dǎo)致心房纖維化。

3. miR 在房顫中的作用

與房顫有關(guān)的循環(huán)miR 水平升高的有miR-9、miR-152、miR-374a、miR-454 和 miR-664。更常見的是房顫中的miR 水平偏低，如miR-99b、miR-150和miR-328。在12 項(xiàng)對(duì)照病例研究中，心肌的miR 上調(diào)的209 種中出現(xiàn)在3 項(xiàng)以上研究中的有miR-15b、 miR-21、 miR-24、miR-30a、miR-142-3p、miR-146b、miR-208b、miR-223 和miR-499；下 調(diào)的105 種中出現(xiàn)在3 項(xiàng)以上研究中的有miR-125b、miR-143 和miR-145；而存在上、下調(diào)的miR 有miR-21、 miR-24、miR-30a、miR-125b 和miR-145，這可能與組織來源不同有一定的關(guān)系［7］。

Cardin 等（2012 年）認(rèn)為miR-21 與心肌纖維化密切相關(guān)，當(dāng)miR-21 被敲除后明顯抑制了房顫過程和心肌梗死后房顫的誘導(dǎo)率，并抑制了心房纖維化，表明miR-21 是房顫底物的重要信號(hào)分子，并指向miR-21 是作為預(yù)防房顫的分子層面干預(yù)的潛在靶點(diǎn)。雖然系統(tǒng)的抗miR-21 管理可能抵抗心衰誘導(dǎo)的心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)和左心室功能損害而起保護(hù)作用，但也有其不利的一面，例如，缺血預(yù)處理和預(yù)防腹主動(dòng)脈瘤擴(kuò)張需要miR-21 的抗凋亡作用［8］。也有研究提出了相反的結(jié)論，miR-21 水平升高可明顯降低房顫風(fēng)險(xiǎn)，提示與房顫相關(guān)的分子機(jī)制可能存在差異［9］。

miR-21 在成纖維細(xì)胞中的高表達(dá)，說明與心肌纖維化加重有關(guān)，但不限于房顫。miR-21 對(duì)纖維化的潛在作用有幾種機(jī)制，最受關(guān)注的是miR-21對(duì)側(cè)支發(fā)芽因子同源物1（SPRY1，RTK 信號(hào)拮抗劑）的抑制作用。Sprouty-1 抑制促纖維化的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）信號(hào)通路。在瓣膜性房顫患者和心肌缺血大鼠中，SPRY1 的下調(diào)與miR-21的上調(diào)相關(guān)［10］。拮抗劑-21 對(duì)小鼠或基于鎖核酸的抗miR-21 對(duì)大鼠活體的抑制，抑制了心肌纖維化的進(jìn)展和房顫。

可是，在心力衰竭領(lǐng)域研究中，關(guān)于miR-21在纖維化中的作用也有不同的報(bào)道。Thum 等［11］的研究表明，在胸主動(dòng)脈收縮反應(yīng)中，通過拮抗劑的注射來抑制miR-21 可以保護(hù)小鼠抗心肌纖維化和減輕心功能障礙。另外，Patrick 等［12］的研究認(rèn)為，miR-21 的基因缺失或微小的基于鎖核酸的抗miR 的抑制在各種應(yīng)激反應(yīng)中都沒有改變心臟纖維化的結(jié)果，如胸主動(dòng)脈收縮反應(yīng)和心肌梗死。不同的結(jié)果可來自抗miR-21 和拮抗劑-21 化學(xué)成分不同的效力以及用于不同的研究［13］。

此外，也有miR-21 和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活器3（STAT3）與細(xì)胞黏附分子1（CADM1）在心肌纖維化中的作用以及有關(guān)它們之間潛在的相互作用的研究。miR-21 和STAT3 蛋白在活化的成纖維細(xì)胞和纖維化組織中增多，轉(zhuǎn)化生長因子-β1通過STAT3 誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞的活化和增殖［14］。而CADM1 在心肌纖維化組織和成纖維細(xì)胞中的表達(dá)明顯降低。CADM1 可抑制STAT3 活性并控制成纖維細(xì)胞增殖，使miR-21 的表達(dá)減少。因此，CADM1/STAT3 信號(hào)通路在心肌纖維化發(fā)展中起重要作用，而miR-21 和STAT3 信號(hào)通路可相互調(diào)節(jié)。miR-21 模擬物促進(jìn)了STAT3 信號(hào)通路的過表達(dá)，并降低了CADM1 的表達(dá)；用拮抗劑-21 敲掉心房miR-21 抑制了慢性心肌梗死后大鼠的心房纖維化并延緩了房顫的進(jìn)一步升級(jí)，miR-21 可能是心肌纖維化中直接抑制CADM1 表達(dá)的較好替代指標(biāo)。因此，考慮STAT3 和miR-21 在與房顫相關(guān)的纖維化過程中兩者之間可能形成一個(gè)反饋，并通過心臟手術(shù)激活而促進(jìn)房顫［15］。此外，miR-21 的沉默能抑制α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)。越來越多的研究提示，miR-21 與多種紊亂有關(guān)，在心臟纖維化過程中及房顫患者的心房組織和血漿中miR-21 的表達(dá)也增加。

四、miR 的臨床應(yīng)用前景

在不同的心臟疾病狀態(tài)，在心肌中和循環(huán)中檢出不同的miR-S 類型及簇，有利于將來對(duì)房顫進(jìn)行早期預(yù)判、診斷和鑒別診斷。Liu 等［16］對(duì)冷凍消融術(shù)后患者房顫復(fù)發(fā)的研究顯示，房顫者左心房血中miR-21、IL-18 的水平均高于外周靜脈血，非陣發(fā)性房顫者高于陣發(fā)性房顫者，房顫復(fù)發(fā)者高于無復(fù)發(fā)者，這可能為房顫的診斷提供新的生物標(biāo)志物。Cao 等［17］的研究揭示房顫患者有20 種差異表達(dá)miR（DEMis）被辨別出，其中7 種上調(diào)、13 種下調(diào)，有2307 種差異表達(dá)mRNAs（DEMs）被發(fā)現(xiàn)，在DEMis/DEMs 相互作用網(wǎng)絡(luò)中，相互作用最多的是上調(diào)的miR-193-b 和下調(diào)的miR-16，它們分別對(duì)72 和65 種靶DEMs 有相互作用，而在20 種DEMis 中有4 種miR（miR-490-3p、miR-630、miR-146b-5p 和 miR-367）對(duì)區(qū)分房顫患者和健康人群有潛在的價(jià)值。另有研究對(duì)比90 例房顫患者射頻消融前后3 個(gè)月與90 名健康受試者的研究顯示，射頻可能通過逆轉(zhuǎn)miR 調(diào)節(jié)離子通道蛋白的變化而產(chǎn)生影響，特別是對(duì)于外向K 電流通道如Ikur、Ikr 和Iks。這可能在房顫的電重塑中起主要作用。其中miR-1266 可能是一種抗心律失常相關(guān)的miR，也是未來房顫干預(yù)的靶點(diǎn)［18］。

五、結(jié) 語

雖然房顫的機(jī)制是復(fù)雜的，隨著醫(yī)學(xué)科技不斷的進(jìn)步和人們不斷深入地探索研究，現(xiàn)已經(jīng)從結(jié)構(gòu)變化向分子生物學(xué)更精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)化，調(diào)控mRNA的miR 被越來越多地被發(fā)現(xiàn)，它們參與多種病理生理途徑，其相互作用也逐漸地被發(fā)現(xiàn)和論證，作為早期診斷房顫的新的生物標(biāo)志物有潛在的價(jià)值，為從上游進(jìn)行早干預(yù)及治療提供一種新的途徑。