微小核糖核酸與心血管疾病關系的研究進展

李 瑩，宋春莉，劉 斌，蔡 丹，留志賢

（吉林大學第二醫院，吉林長春130041）

微小核糖核酸與心血管疾病關系的研究進展

李 瑩，宋春莉＊，劉 斌，蔡 丹，留志賢

（吉林大學第二醫院，吉林長春130041）

微小核糖核酸（microRNA，miRNA）為非編碼RNA（ncRNA），它長度約22個核苷酸序列，與特定信使在相應的位點結合，通過改變信使RNA的穩定性來調節翻譯過程，發揮調控作用，是一種重要的調控因子。多個研究發現miRNA作為ncRNA物種一個非常重要的部分［1］，其存在鼠、線蟲、果蠅等多個物種中，迄今為止估計人類miRNA序列編碼約有1000個，預測它們可能調控約20%－30%的人類基因［2］。miRNA家族主要作用是在損傷狀態下或某些疾病狀態下表現為量的特異性改變［3］。其調節至少一半的轉錄和合成，發揮調控工作與管理工作，協調很多常見的蛋白調節機制［4］。許多miRNA表達特定組織和特定階段發育表達［5］，miRNA發揮其功能通過調節基因表達的信使核糖核酸（mRNA）翻譯，很穩固，他們通過mRNA調節特定細胞過程目標識別導致蛋白質合成的抑制作用［6］。如：一個特定的miRNA可能與多個目標mRNA結合（發散miRNA途徑），一個特定的mRNA可能與不同miRNA結合位點不同，并設置相關的miRNA可能影響一個給定的路徑在不同層次（收斂miRNA途徑），這些特征創建一個三維miRNA－mRNA轉換（相互交叉發生在一個細胞）的各個發展階段的變化，來調控細胞年齡、病理生理狀態［7］。最近的一次報道說明與心血管相關的miRNA目標mRNA經審查，miRNA作為調控基因被證明是可能的，而且，他們還通過其他調控機制工作，如在細胞核調節基因的表達，一旦目標被綁定，miRNA可以通過調控作用影響溶酶體，因此，miRNA可以調節特定細胞生理、病理過程抑制蛋白合成作用。

1 miRNA在心肌發展和心肌疾病的調控

以往研究表明miRNA與許多疾病有關，如“心肌肥厚，炎癥，動脈粥樣硬化等”，許多疾病都與miRNA失調相關［8］，miRNA在抑制轉錄后調節心血管的正常運轉體內平衡及影響心臟病的發病機理、診斷和預后的重要性都確立了科學證據。心力衰竭可由心肌肥厚、心肌梗死等引起，miRNA參與了這些病理過程，通過研究miR－1、miR－208與表達心肌肥厚受體之間存在的因果關系，miRNA在心肌肥厚中的重要地位首次評估，miRNA調節機制優先表達了與心肌肥厚有關。

miR－208a被發現由一個基因編碼的肌球蛋白重鏈α內含子，在心肌肥大，調控過程本身定位，miR－208靶蛋白為甲狀腺激素受體蛋白，miR－208與其結合可以阻斷心力衰竭模型的基因表達；miR－1和miR－133兩者通過調節心肌細胞數量、類型，在心肌發育及心肌肥厚的調控中具有重要作用，同時還參與調節心肌電活動。miR－1發現調節胰島素樣生長因子－1通路，直接抑制胰島素生長因子－1及其受體分泌的調節目標及與此相關的途徑，促進心肌細胞的凋亡。研究證明miR－21和miR－29亞型與心肌重塑有直接聯系，這表明miRNA控制心肌重塑的不同組件。隨著進一步的研究發現，miRNA控制從根本上所有心血管生物學的關鍵方面如血管生成、代謝、衰老［9］，以及心肌重構的炎癥過程：例如，有研究發現miR－155控制巨噬細胞的活動，從而通過一種間接調節心肌肥厚。最近，通過對新生幼鼠和成年鼠外周血研究發現miRNA，miR－590－3p和miR－199a－3p亞型在心肌梗死周圍區域心肌細胞增殖，表達明顯增高［10］。這些結果，如經證實，提示miRNA能恢復心肌梗死后左心室功能和促進功能恢復。

2 miRNA 的血管病理生理學

有研究證明miRNA作用在調控平滑肌細胞增殖和成熟、血管重構、骨髓細胞和內皮功能過程。血管損傷后，平滑肌細胞增殖，對組織進行修復，在細胞功能障礙時，miR－10a的微分表達式被發現導致的監管促炎的內皮細胞表型敏感地區通過抑制促炎的粘附分子。miRNA對血管有雙向作用：①與血管生成相關：如miR－92a、miR－20a、miR－126；②促血管生成因素而調整表達：如miR－155、miR－31、miR－20a、miR－132、miR－210。如血管生成、血管損傷、血管重塑、動脈粥樣硬化等等血管發生病變時，miRNA表達改變。

循環miRNA有望作為心血管疾病的新的標志物

miRNA在細胞外環境非常穩定，它們可在血液和其他體液中檢測，其易于檢測、含量豐富、特異性強，或許可作為心血管疾病臨床診斷的新的生物標志物。

2.1 心力衰竭

心肌缺氧、缺血可引起心功能衰竭。在缺氧情況下，心肌再生包括廣泛的心肌重塑，可減少心肌需氧，增加心臟收縮功能。在心衰實驗中發現miRNA存在上調、下調基因表達，同樣調節人類心衰機制，其中上調基因（miR－129，miR－21，miR－210，miR－211，miR－423，miR－199等），下調基因（miR－182，miR－30，miR－526）。現在心力衰竭還沒有發現特異性miRNA，miR－423－5p在心力衰竭患者被發現顯著增加［11，12］，但是miR－423－5p和miR－133a兩者都不與腦型利鈉肽水平、左室功能、或心肌重構水平相關［13］。急性心衰病人，只有miR－499顯著升高（2倍），舒張性心功能不全時其他miRNA沒有顯著變化［14］。近來在無缺血的收縮性心力衰竭時發現miR－519e＊，miR－520d，miR－1231，miR－200b＊，miR－622，和miR－1228增加與腦型利鈉肽水平相關［15］。

2.2 心肌肥厚

miRNA作為調控因子，參與心肌肥厚的病理過程，在有關心肌肥厚動物模型試驗中，miRNA的檢測表達水平明確了上調和下調基因。有12個miRNA被發現在肥厚性心肌病患者明顯升高，但只有3個（miR－199a－5p，miR－27a，and miR－29a）與心肌肥厚有關，特別是miR－29a明顯與肥大和纖維化相關通過心臟核磁共振評估，在肥厚性心肌病中作為識別一個心肌重塑評估指標的潛在生物標志物［16］。

2.3急性心肌梗死

有報道證實在急性心肌梗死病人中miR－1，miR－133a，miR－499及miR－208a升高，由于心肌細胞壞死和大規模釋放血液［17，18］。最近調查時間依賴性釋放與急性心肌梗死相關的miRNA：miR－1，miR－133a，and miR－208a，在急性心梗心肌損傷時第一個4小時內持續升高［19］。在傳統生物標志物可以檢測急性心肌梗死之前。在一項研究中比較人類和小鼠循環miRNA，人類miR－1，miR－133a，和miR－133b高峰出現在肌鈣蛋白T之前，然而，鼠的miR－499在鼠發生心肌梗死時似乎是一個更加敏感標志［20］。在急性心梗時、不穩定型心絞痛、應激性心肌病病人miR－1和miR－133a增加的［21］，循環水平miR－499和miR－208b與肌鈣蛋白T價值在心臟病人相關［14］。循環水平miR－133a已經與預后磁共振標記，例如梗死大小，血管障礙，心肌挽救指標，但無法獨立預測臨床事件。miR－133a相比應激性心肌病在急性心梗時明顯增加，從健康個體中把急性心肌梗死的病人區分出來的特異信號包括miR－1、miR－16、miR－26a、和miR－133a［22］。miR－208提出了作為新生物標志物，因為它成為檢測血漿中在癥狀出現前1至4小時，當肌鈣蛋白低于界限值（因為它是心肌特有的），因為它是在健康受試者和急性心肌梗死病人沒有［17］。然而，預測效果評估miRNAs（miR－1，miR－133a，miR－133b，miR－208a，miR－208b，and miR－499）在急性心梗仍存在爭論，因為不穩定心絞痛患者之間存在相當大的重疊［23］，所以臨床應用miRNAs作為標記物仍然被限制，和其他標記物分析（如高敏肌鈣蛋白T），是目前比定量聚合酶鏈反應更容易進行化驗需要評估循環miRNA。

對于miRNAs預后價值評估，盡管miR－133a和miR－423存在時間依賴改變，但與左心室功能或腦利鈉肽水平無明顯相關性［13］。miR－208b被發現是一個溫和但重要的6個月死亡率的預測指標，但是，在預測510病人6年死亡率試驗中，miR－499和肌鈣蛋白T沒有顯著區別［24］。評估急性心肌梗死和循環miRNA聯系，一個前瞻性研究共進行了有19種miRNA的相關試驗，在急性心梗時miR－223和miR－197顯示負關聯，然而miR－126顯示明顯相關［25］。miR－126一個旋轉內皮和血管完整性，在血小板主要是豐富的，但它的作用仍在爭論［26］。

展望

miRNA是一種新的調控因子，對于生物發育、細胞增殖、凋亡都有重要調控作用，直接參與很多心血管疾病的病理生理過程，隨著miRNA在心血管疾病中調控功能的探索研究，其與心血管疾病關系將得到進一步完善及闡述，雖然它的作用存在爭論，相信隨著新檢測技術的進一步發展，循環miRNA有望成為心血管疾病的新的生物標志物，期待其早日應用于臨床，為心血管疾病預測、早期診斷提供新的檢測手段。

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2014－01－24）

1007－4287（2015）02－0341－03

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