血小板microRNA-155與動脈粥樣硬化的研究進展

血小板microRNA-155與動脈粥樣硬化的研究進展

作者單位:650032 昆明,成都軍區昆明總醫院心內科(李文琴,楊麗霞)；昆明醫科大學成都軍區昆明總醫院臨床學院(李文琴)

李文琴,楊麗霞

[關鍵詞]血小板； microRNA-155；動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)是一類以脂質和炎癥性細胞在血管壁內膜沉積為特征的血管壁慢性炎癥性、血栓性疾病[1]。慢性炎癥反應、脂質代謝異常、斑塊不穩定、血小板活化和凝血系統失衡是相互作用、相互關聯的的反饋調節通路,在AS發生及發展過程中均起重要作用。另外,經皮冠狀動脈介入術(PCI)后局部血管壁損傷和斑塊破裂,可引發血小板級聯式激活而繼發血栓。在這一系列病理生理過程中,血小板起著核心作用。

miRNA存在于包括血液在內的各種生物體液內,并可作為良好的潛在診斷標記物、預后標志物和治療靶標[2]。近年,miRNAs對AS發生、發展的調節作用逐漸得以闡明,參與調控血管壁炎癥反應、脂質代謝、不穩定斑塊破裂、血小板活化、血栓形成等病理生理過程[3]。而mir-155被認為與炎癥相關,參與調控與AS相關的血管壁炎性反應及輔助性T細胞分化,是參與AS發生、發展的最關鍵分子之一。

1miRNA的生物學基礎

miRNAs是一類在真核生物廣泛分布,長約21~23個核苷酸時序性、高度保守性和組織特異性的非編碼小分子RNA。miRNAs的合成,首先是從RNA聚合酶Ⅱ在細胞核內轉錄生成含有幾千個堿基對的原始miRNAs(primary miRNAs,pri-miRNAs)開始,此步的關鍵是pri-miRNAs將特定區域折疊成發夾結構。然后,pri-miRNAs經過細胞核內RNA內切酶ⅢDrosha與結合蛋白DGCR8共同作用,形成一個長約65~75個核苷酸的莖環結構,即前體miRNAs(precursor miRNAs,pre-miRNAs)。接著,pre-miRNAs被RAS相關核蛋白GTP酶依賴的核穿膜蛋白Exportin5識別并轉運出細胞核。在細胞質中,pre-miRNAs在RNA內切酶Dicer與反轉錄結合蛋白TRBP復合物的作用下剪切成一種含兩個3'袢狀結構的小片段雙鏈miRNA 復合體,它由成熟miRNA和互補鏈dsRNA組成。最后,雙鏈miRNA 復合體很快被一種尚未明確的解螺旋酶松解,互補鏈dsRNA被降解,成為成熟的miRNA單鏈,該成熟單鏈與RNA誘導的沉默復合體(RISC)一起結合到靶基因mRNAs的3'非翻譯區(3'UTR),通過降低靶mRNA穩定性或(和)抑制mRNA翻譯調控蛋白質編碼基因。在轉錄后水平沉默特定基因,從而對基因表達起精細調控作用,參與調控細胞生長、分化、增殖、凋亡和遷移等作用[4]。

2血小板與血小板miRNA

2.1血小板血小板是從骨髓巨核細胞釋放入血的直徑1~4 μm的無細胞核的胞質碎片,參與維持止血平衡和保護血管完整性。與此相反,不受控制的血小板活化與多種疾病有關,血小板通過與單核細胞、血管內皮細胞、嗜中性粒細胞等相互作用,在AS,增生性、閉塞性或血栓性心血管疾病,炎癥和部分癌癥等疾病中發揮重要作用[4-5]。大量研究表明,血管內皮損傷、粥樣斑塊形成、斑塊破裂等過程均有血小板的活化和聚集。血小板還是重要的炎癥介質,活化的血小板、白細胞和內皮細胞之間相互作用,導致泡沫細胞形成和發育,加速AS進展。

2.2血小板miRNA血小板上有大量的miRNA存在,已證明血小板表達超過492種miRNA[6]。血小板無核且不具備自己的基因組DNA,但含有來源于巨核細胞的mRNA,仍能合成蛋白質和介導miRNA成熟。首先,能將mRNA翻譯為與止血和炎癥相關的蛋白質[7]。其次,Landry等[8]已證明,人類血小板含有來源于巨核細胞胞質的Dicer、TRBP2和Ago2等物質,能促使pre-miRNA轉化為成熟的miRNA。2008年Bruchova等[9]首次報道人類血小板有miRNA存在的證據,且首次描述了人類血小板miRNA表達失調可能與血液系統疾病有關。而血小板miRNA通過改變基因在疾病治療方面的臨床價值,正在逐步被深入廣泛研究。

3血小板miRNA-155與動脈粥樣硬化的關系

3.1miRNA-155與動脈粥樣硬化mir-155是由位于21號染色體的BIC基因外顯子編碼而成的一個多功能microRNA[10]。最初由Metzler等[11]發現在B淋巴細胞相關性腫瘤中表達上調,隨后研究證實,mir-155在血細胞生成、炎癥反應、免疫反應、癌癥和心血管疾病等過程中均發揮重要作用[12]。然而,mir-155對動脈粥樣硬化的作用一直存在爭議。

mir-155是在動脈粥樣硬化斑塊和促炎巨噬細胞特異性表達的多靶點分子,參與調節內皮細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、血管平滑肌細胞、不同的白細胞亞群和血小板。Zhu等[13]研究發現,在載脂蛋白敲除(ApoE-/-)或高脂血癥小鼠模型中,mir-155有抑制炎癥、防止AS的功能。同時,mir-155在急性冠脈綜合征患者的外周血單核細胞中表達減少了60%[14]。提示mir-155可能是一種保護性的miRNA,起到抗炎、預防AS的作用。

與此相反,近來有研究指出,mir-155是一類致炎性miRNA。Tian等[15]用實時熒光定量方法發現,在動脈粥樣硬化ApoE-/-)小鼠的血漿和巨噬細胞內,miR-155的表達水平明顯上升,并證明了氧化低密度脂蛋白(oxLDL)誘導巨噬細胞內miR-155表達增加。Du等[16]發現,miR-155表達水平降低,削弱AS ApoE-/-小鼠的病情。Nazari等[17]發現,在人和小鼠AS病變處miR-155表達上調,且miR-155僅表達于巨噬細胞和平滑肌細胞病損局部。然而,冠心病患者的循環miR-155表達下調[18]。但miR-155在AS早期和晚期的作用似乎不同[19],而具體機制尚未得到定論。這似乎限制了miR-155目前在AS患者診療中的應用價值。

3.2血小板miR-155與動脈粥樣硬化血小板被證明參與AS發生、發展的多個環節。然而,與AS密切相關的miR-155在血小板上的表達情況如何呢？Tian等[15]發現,當CD34+造血干細胞向巨核細胞譜系分化過程中,miRNA-155表達水平顯著降低。Romania等[20]所做的體外實驗和O'connell等[21]所做的體內實驗得出相似的結論,即過表達miR-155抑制造血干細胞分化為巨核細胞。Qian等[22]研究發現,原發性免疫性血小板減少癥(ITP)患者miR-155有所增加,miR-155水平與血小板計數呈負相關；ITP患者接受治療后,miR-155水平下降。AS患者隨著病情演變,循環血小板數量先減少后又恢復正常,是否可推測miR-155表達水平隨著循環血小板數量的變化而呈現負相關趨勢,但這些推斷目前還缺乏相關的研究進行論證。

4展望

從基因水平診斷、治療AS是當今生物醫學研究的熱點。以往研究大多趨向于把miR-155看做是AS保護因子,具有抗炎和對抗AS作用。近年,隨著人們對miR-155不斷深入研究,發現它在AS發生、發展過程中表現出致炎效應。有學者認為,miR-155在AS發生、發展不同時期表現出不同的作用,導致這一對立結果的出現,但具體分子機制需進一步闡明。目前相互矛盾的結論一定程度上限制了miR-155在疾病診療中的應用價值。血小板是AS發生、發展過程中起核心作用的分子之一,且發現血小板有一定水平的miR-155表達并與AS表現出一定相關性。推測血小板miR-155可作為AS診療新靶點。但血小板mirNA-155在AS患者的表達水平,與AS的相關性及相互作用機制研究還較少。目前對miRNA的很多功能、對應靶點及其發揮作用的具體分子機制等研究還不是很清楚,尤其與血小板相關的miRNA的研究甚少。雖已有一些血小板miRNA被明確與AS密切相關,但還處在一個早期研究階段,這將是未來對血小板miRNA病理生理狀態下各種分子機制研究的一個熱點。

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(收稿日期:2014-12-19)

文章編號1004-0188(2015)04-0453-03

doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2015.04.046

中圖分類號R 543.5

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