microRNA在急性冠脉综合征中的作用

...croRNAs在急性冠脉综合征患者外周血中特异性表达且microRNA155...

袁平　梁岩　田镭钢

【摘要】 microRNA（miRNA）是一类小非编码RNA，在基因表达过程中，通过与靶基因mRNA的3非编码区结合，从而在转录后调控靶基因表达，miRNA可以调节多达30%的人类基因和控制多种细胞的代谢活动。有研究表明，miRNA在心血管疾病中有重要的调节作用，且miRNA可能成为心血管疾病的重要的生物标记物和药物靶点。急性冠脉综合征（ACS）是心血管疾病中的常见病，本文就miRNA在急性冠脉综合征中的作用做一综述。

【关键词】 miRNA； 急性冠脉综合征； 心血管疾病

Role of microRNA in Acute Coronary Syndrome/YUAN Ping，LIANG Yan，TIAN Leigang，et al.//Medical Innovation of China，2018，15（08）：144-148

【Abstract】 microRNA（miRNA） is a class of small non-coding mRNAs that exert their posttranscriptional regulatory effects by targeting 3 untranslated region（3UTR） of corresponding miRNA.It has been estimated that miRNA may regulate up to 30% of human genes and control various cellular processes.Previous studies have suggested that miRNA may play an important role during cardiovascular disease progression.Acute coronary syndrome（ACS） is a common disease in cardiovascular disease，this article described the role of miRNA in acute coronary syndrome.

【Key words】 miRNA； Acute coronary syndrome； Cardiovascular disease

First-authors address：Graduate Department，Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.08.036

微小RNA（microRNA）是在真核生物中發现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，长度大小为20～25个核苷酸。在动物中miRNA主要通过与mRNA的3UTR区特异性结合，从而对靶基因起作用。miRNA对机体的作用和对心血管疾病的发生、发展，现已得到了广泛的研究，已经被提出作为多种疾病的生物标志。急性冠脉综合征（Acute coronary syndrome，ACS）是一种常见疾病，早期发现、早期预防显得至关重要。已有大量研究表明miRNA对ACS的发生发展有重要的调节作用，这预示着miRNA将可能成为ACS诊断、治疗及愈合判断的有效的标记物。

1 miRNA与机体正常的生长发育

miRNA在人体中起着重要作用，调节着机体正常的生长发育。这些miRNA在细胞生长、增殖、分化、代谢、凋亡，多器官发育，血细胞分化及胰岛素分泌等过程中起着重要作用，是人体正常生长发育不可缺少的调节因子[1]。有研究表明miRNA是干细胞重要的调节因子，miRNA通过直接靶向多能因子的3UTR来调节干细胞的状态。如miR-145通过OCt4、Sox2和Kif4抑制人类胚胎干细胞的多能性[2]。有研究显示，miRNA-1和miRNA-133可能与心脏的发育及传导系统相关，敲除了miRNA-1-2的小鼠易出现心脏扩大、肺动脉栓塞、室间隔缺损等疾病。Liu等[3]研究了miR-1在P19细胞中对心脏发育的作用，使用逆转录定量聚合酶链反应分析，在心肌细胞分化前后分别检测P19细胞中的miR-1的水平，结果显示与未分化的P19细胞相比，分化成心肌细胞的P19细胞中miR-1表达明显降低，同时在与正常对照组比较中，发现miR-1的过表达使分化的P19细胞的活力增加和细胞凋亡减少，研究提示miR-1上调可能通过增加Hand2表达和抑制caspase-3的切割来减少P19分化为心肌细胞的凋亡。不同的miRNA在不同的组织中作用不同，具有组织特异性，在心血管系统疾病的产生和正常发育中有着重要的作用。

2 miRNA在ACS发生、发展的作用

ACS是一组由急性心肌缺血引起的临床综合征。且急性心肌梗死发生心肌细胞损伤和损失的最主要的原因是心肌细胞坏死和凋亡后发生的过度的炎症反应[4]。现希望发现多种生物标记物，从而更早期、更准确地诊断ACS，并且提供精准的风险分层依据。多项研究表明，miRNA与心血管疾病息息相关，如miRNA-208和miRNA-499与心肌损伤相关，在ACS患者中，miR-499的AUC值比肌钙蛋白高，这提示与肌钙蛋白相比miR-499敏感度可能更高，在表达时间上miR-499更加提前[5-7]，这为miR-499作为ACS诊断、生物标记物提供了有利的条件。miR-208a的表达水平在急性心肌梗死后显著升高，且miR-208家族被推荐作为急性心肌梗死的一种生物标记物。有研究表明在心脏内，miR-208a参与心脏的发育且和病理生理条件下肌球蛋白重链转换的调控相关，miR-208a可以诱导心律失常、心脏重塑并调节心肌肥大的通路和心脏传导系统的表达[8]。在AMI患者血浆中miR-1、miR-133a、miR-499和miR-208a均显著上调[9]，可推测急性心肌梗死可能的生物标记物包括miR-1、miR-133a/b、miR-208a、miR-499、miR-499-5p[10]。在最近的一项研究中，与非ACS对照组相比，ACS中发现了5种miRNA（miRNA-122，miRNA-140-3p，

miRNA-720，miRNA-2861和miRNA-3149）增加[11]。同时有研究表明，miRNA-106b/25簇，miRNA-17/92a簇，miRNA-21/590-5p家族，miRNA-126和miRNA-451可能被用作UA的生物标志物。Zeller等[12]的一项关于不稳定型心绞痛的生物标记物的研究中，在不稳定型心绞痛和健康人对照中，发现了25种差异表达的miRNA，其中8种miRNA（miR-19a，miR-19b，miR-132，miR-140-3p，miR-142-5p，miR-150，miR-186和miR-210）与不稳定型心绞痛显著相关。由此可见，多种miRNA在ACS的发生、发展上有着重要的作用，影响着疾病的进展。同时可能存在更多的与ACS相关的miRNA有待被发现，作用机制被阐述。

2.1 miRNA与脂质代谢 低密度脂蛋白胆固醇（LDL）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL）在循环系统中的高低是心血管疾病发生的重要的危险因素之一。ACS与血管脂质斑块形成、斑块破裂、糜烂、血小板聚集及心肌细胞坏死凋亡反应等密切相关，且动脉粥样斑块的形成又与血管内皮细胞功能紊乱、脂质沉积、炎症反应、泡沫细胞集聚和血管平滑肌细胞的增殖密切相关，现有多项研究表明miRNA参与这些过程。研究表明miRNA在脂肪细胞的分化和脂质代谢中有着重要作用，如miRNA-34a、miRNA-548P、miRNA-122、miRNA-208、miRNA-33等[13-15]。有研究已经显示miR-33通过ATP结合盒转运体A1（ABCA1）调节胆固醇的输出[16]，miRNA-33a与miR-33b均属于miR-33类，均在心肌细胞中表达，且与血管重构、血管粥样硬化密切相关。并且miR-33a/b靶向与胆固醇代谢相关的其他基因，包括胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1），ATP酶氨基磷脂转运蛋白1B型成员1（ATP8B1）和ATP结合盒亚家族B成员11（ABCB11）基因[17]。由此可见，miR-33a/b是胆固醇、脂质代谢重要调节因子，是保持胆固醇在体内平衡的中心点，提高了HDL-C水平，增加巨噬细胞的胆固醇反向转运，并且具有动脉粥样硬化保护作用。另外最近也有研究表明miR-33是调节脂质代谢的重要的非编码RNA，并且在控制心血管内环境稳定方面也有重要作用，但这一作用与脂质代谢无关[18]。同时其他miRNA也是治疗血脂异常

的良好候选者，包括miR-30c-5p、miR-148a-3p、

miR-128-1、miR-144、miR-27等。已经显示miR-30c-5p的过表达可以减少动脉粥样硬化小鼠模型中的斑块形成，抑制高脂血症和动脉粥样硬化斑块形成[19]。在高脂血症的小鼠中，miR-148a和miR-128-1同时过表达显著减少肝脏ABCA1表达和循环HDL-C水平[20-21]。现有研究已经显示HDL通过将miR-223转移到内皮细胞以抑制細胞内的黏附分子1（ICAM-1）的表达[22]，同时miR-223对细胞内胆固醇的变化很敏感，通过清道夫受体B型Ⅰ型来调节HDL的摄取，亦间接通过SP3促进mRNA和蛋白水平ABCA1表达，从而促进细胞胆固醇的外流[23]。总之，在脂质代谢方面，miRNA以多种方式参与调节，而ACS的发生与脂质代谢异常密切相关，这将为通过干预miRNA从而为研究、治疗ACS等方面提供新思路。

2.2 miRNA与细胞凋亡坏死 miRNA在细胞组织的凋亡坏死中起举足轻重的作用。有些miRNA降低Bcl-2/BAX比例，通过调控线粒体依赖的凋亡通路从而促进细胞凋亡。如在心脏缺血再灌注损伤中miRNA-15a和miRNA-15b显著上调，通过靶向Bcl-2和caspase信号通路参与心肌细胞的凋亡[24-25]；miR-24增加梗死心肌的心血管凋亡，是内皮细胞凋亡和血管生长的关键调节因子，可能成为缺血性心脏并干预治疗的靶点[26]。miR-34a也被证实是AMI重要的促凋亡因子[27]。miR-874通过在MI后增加胱天蛋白酶-8而参与H2O2诱导的心肌细胞死亡[28]。在大鼠心肌细胞H9C2缺氧/再氧化（H/R）模型中，发现miR-122高表达，抑制miR-122的表达能显著降低细胞的凋亡，GATA-4是miR-122直接的靶基因，miR-122的过表达抑制GATA-4在mRNA和蛋白质水平的表达。miR-122的下调能明显缓解心肌细胞的H/R损伤[29]。由此可见，miRNA-15、miR-24、miR-34a、miR-874、miR-122可能与细胞的凋亡坏死相关，当然这需要更多的基础实验来验证，同时可能还有更多的miRNA参与调节。

2.3 miRNA与炎症反应 过度的炎症反应是心肌细胞损害和死亡的重要原因。心肌缺血后心肌细胞的死亡，随后诱导炎症的级联反应。在这炎症反应中，miRNA起关键的作用。一项在小鼠的研究中，miRNA-150的过表达对单核细胞迁移和促炎因子的产生起关键作用[30-31]。在急性心肌梗死后，miRNA-155显著增加了IL-1b、CD105和TNF-α及白细胞浸润，且miRNA-155缺失明显减轻了缺血再灌注损害和炎症细胞反应[32]。这些研究提供了依据表明miRNA参与急性心肌梗死的发生发展。ACS患者中有多种与炎症相关的miRNA明显增加，如有研究表明miRNA-146a和miRNA-21与急性心肌梗死成正相关，并且和白细胞和C反应蛋白的数目相一致[33-35]。miR-146参与白细胞炎症反应，在急性心肌梗死患者中，血浆检测miR-146明显升高[36]。有研究表明上调的miR-138通过抑制PI3K/Akt/eNOS信号通路来缓解冠状动脉内皮细胞（HCAEC）的损伤和炎症反应[37]。

3 miRNA在ACS的治疗方面所起作用

心肌细胞坏死和凋亡随后发生过度炎症是AMI病理过程中心肌细胞损伤和损失的主要原因[38]。同时，缺血区域的血管再生促进心肌细胞存活[39]。最终，通过纤维化引起的梗塞性心室重塑的程度决定了心脏功能和预后。因此，抑制细胞死亡和心室纤维化，调节不良炎症反应并促进AMI后血管生成的方法是改善急性心肌梗死患者预后的可能的新的希望。在AMI的小鼠模型中，miR-155的缺乏能预防AMI后缺血/再灌注损伤诱导的凋亡[40]。此外，艾Eisenhard等[41]发现miR-155通过增加细胞凋亡相关caspase-3的表达而加重AMI后凋亡。总体而言，抑制这些miRNA可能在AMI治疗方面提供新的方向。miRNA-210通过下调蛋白酪氨酸磷酸酶-1B，以激活PI3K/AKT通路，来抑制急性心肌梗死后的凋亡。miRNA-214也可抑制心肌凋亡，在大鼠模型中miRNA-214的过表达降低梗塞的面积，改善心脏功能和血液动力学状态及抑制左心室重塑[42]。一项在小鼠的研究中，用过表达miRNA-1的胚胎干细胞植入梗死的心肌中，明显抑制了心肌细胞的凋亡和改善了心脏功能[43]。MiRNA-21通过增加Bcl-2/BAX的比例，抑制心肌细胞的凋亡；缺血缺氧减少了心肌细胞中miRNA-21的表达，增加miRNA-21的表达可通过降低PDCD4的表达来减轻缺血、从而诱导的细胞凋亡[44]，这将为ACS后心肌缺血缺氧的药物治疗提供了可能的靶点，现有广泛报道miRNA-499也是急性心肌梗死心肌损伤的重要的生物标记物[45-46]。虽然现以有许多关于miRNA对ACS的研究，但仍需要大量的基础、临床实验来论证。

4 展望

miRNA參与了机体大部分细胞活动，是转录后调控的枢纽，调控了多种心血管疾病的发生、发展，在疾病的发展、转归中发挥重要的作用。近年来冠心病特别是ACS相关的miRNA已成为人们研究的热点，人们希望通过对miRNA的研究更加深入的了解冠心病的发病机制，相关的miRNA参与冠心病的调节方式等方法来发现ACS的生物标记物，从而为ACS的早期诊断和治疗提供方向，并且为病情的预后给予准确的判断。现国内外大量关于miRNA对ACS的研究已稍有成果，但分子生物学机制仍为完全阐述，现研究成果可能仍是冰山一角，许多实验仍处于动物细胞实验阶段。由于miRNA检测流程复杂、昂贵、检测结果受多重因素的影响，这就得对现研究出的结论成果科学准确性要进行多重考量，反复验证。且冠心病是一类复杂疾病，受多种基因的调控，调控方式也多种，而miRNA和靶基因的关系也是多对多的关系，一种miRNA可能靶向多个基因，一个基因也可以受多个miRNA的联合调控，这使得miRNA在临床实践中的应用受到局限。在今后的研究中，完善miRNA标准化的检测流程、加强临床中的可用性、积极用于冠心病临床诊治、预后判断、研究药物作用靶点应为研究的重点。

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（收稿日期：2017-12-26） （本文編辑：程旭然）