微RNA與急性心肌梗死關(guān)系的研究進(jìn)展

伍 斌,王軍奎

(1.西安醫(yī)學(xué)院，西安 710032； 2.陜西省人民醫(yī)院心血管內(nèi)一科，西安 710068)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是急性心血管病中常見(jiàn)的疾病形式，可導(dǎo)致心臟重構(gòu)和慢性心力衰竭等常見(jiàn)心血管事件，且病死率較高，并可能遺留較多并發(fā)癥，必須得到及時(shí)治療和干預(yù)處理。AMI的早期、準(zhǔn)確、快速診斷主要基于臨床癥狀、心電圖動(dòng)態(tài)改變和特異性心肌損傷標(biāo)志物水平改變。臨床上常用診斷AMI的標(biāo)志物主要為心肌肌鈣蛋白(cardiac troponin,cTn)和肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme MB,CK-MB)，而CK-MB的主要缺點(diǎn)是釋放時(shí)間延遲和組織特異性較差。在探索新的敏感、高效、特異性高的生物標(biāo)志物過(guò)程中，miRNA被越來(lái)越多的科研工作者發(fā)現(xiàn)并深入研究。miRNA是一大家族，屬于小分子非編碼單鏈RNA，長(zhǎng)約22 nt。miRNA與靶信使RNA(messenger RNA,mRNA)的3′非翻譯區(qū)配對(duì)后，可以通過(guò)mRNA的降解或蛋白質(zhì)翻譯的抑制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后的編碼蛋白質(zhì)的基因[1]。據(jù)估計(jì)，miRNA調(diào)控人類30%以上的基因編碼[2]，目前miRNA對(duì)mRNA的具體調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚，但miRNA能夠通過(guò)某種特定機(jī)制對(duì)mRNA特定靶點(diǎn)的沉默作用在細(xì)胞和組織中調(diào)控基因的表達(dá)。miRNA分布廣泛，與心肌細(xì)胞的發(fā)育、增殖、遷移、凋亡、代謝、損傷、修復(fù)等變化過(guò)程密切相關(guān)。miRNA由不同類型細(xì)胞分泌，在血液循環(huán)中可以充當(dāng)旁分泌因子，與蛋白質(zhì)結(jié)合形成蛋白復(fù)合物，也可以與脂質(zhì)或高密度脂蛋白結(jié)合，這種復(fù)合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能夠耐受RNA酶降解[3]，保持了自身特異的調(diào)控作用。因此miRNA滿足理想生物標(biāo)志物的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。AMI的早期診斷有賴于高敏感性及特異性的生物學(xué)標(biāo)志物，迄今為止已發(fā)現(xiàn)20多種與AMI的發(fā)生發(fā)展有關(guān)聯(lián)的miRNA[1]，現(xiàn)就miR-1、miR-126、miR-208、miR-210、miR-214、miR-499等miRNA與AMI相關(guān)性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 miRNA作為AMI生物標(biāo)志物的優(yōu)缺點(diǎn)

miRNA的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：①血漿miRNA具有高度穩(wěn)定性，可以耐受RNA酶的水解作用，并在血漿中持續(xù)而穩(wěn)定表達(dá)。②獲取血漿miRNA標(biāo)本的方法簡(jiǎn)便，在疾病的發(fā)生發(fā)展全過(guò)程可重復(fù)檢測(cè)。③循環(huán)中miRNA具有高度的組織、器官以及特定疾病的特異性，在蛋白質(zhì)表達(dá)異常前，循環(huán)中已可以檢測(cè)到異常表達(dá)的miRNA。目前在血漿miRNA的檢測(cè)也存在不足之處：①目前諸多實(shí)驗(yàn)研究仍需要科研工作者更多大規(guī)模、前瞻性、獨(dú)立性隊(duì)列研究來(lái)進(jìn)一步論證。②相同的miRNA可以在多種疾病中異常表達(dá)，如miR-1在心血管疾病、惡性腫瘤、糖尿病等疾病中表達(dá)異常。同一種疾病中也可以檢測(cè)到各種異常表達(dá)的miRNA，如AMI中可檢測(cè)到miR-1、miR-126等的表達(dá)異常。提示，在探索診斷AMI的新方法時(shí)，單獨(dú)依靠檢測(cè)血漿miRNA來(lái)診斷仍存在證據(jù)不足，還需聯(lián)合其他簡(jiǎn)便、特異性及敏感性高、可重復(fù)性強(qiáng)的檢測(cè)方法。③檢測(cè)同一疾病血漿miRNA時(shí)會(huì)出現(xiàn)個(gè)別miRNA呈特異性低表達(dá)狀態(tài)，說(shuō)明同類型疾病特異性的miRNA轉(zhuǎn)運(yùn)至血漿的機(jī)制不完全相同，目前的研究結(jié)果尚無(wú)法明確解釋其原因，如AMI發(fā)生時(shí)，血漿miR-126的水平呈低表達(dá)，而miR-1、miR-208、miR-499的表達(dá)均升高[4-6]。

2 miRNA在AMI中的表達(dá)

2.1 miR-1 miR-1基因定位在第20號(hào)染色體C20orf166基因的第2個(gè)內(nèi)含子上，僅表達(dá)于骨骼肌與心肌，在其他組織中幾乎不表達(dá)[7]，具有較高的特異性。Shan等[8]在檢測(cè)到心肌損傷組織中miR-1過(guò)表達(dá)的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)miR-1通過(guò)調(diào)節(jié)熱激蛋白60、熱激蛋白70、Bcl-2等靶基因，或增加過(guò)氧化氫來(lái)誘導(dǎo)心肌損傷后心肌細(xì)胞的凋亡。可見(jiàn)，miR-1的過(guò)表達(dá)可以加速心肌細(xì)胞凋亡。Cheng等[4]通過(guò)結(jié)扎大鼠冠狀動(dòng)脈誘發(fā)心肌梗死模型發(fā)現(xiàn)，AMI發(fā)生1 h后血漿miR-1水平迅速升高，6 h時(shí)達(dá)到峰值，可上升至基線的200倍以上，3 d后即可恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)前基線水平；同時(shí)，Cheng等[4]研究中，31例患者AMI發(fā)生6 h后血清miR-1水平升高100倍，顯著高于健康人群，出院后miR-1表達(dá)水平逐漸恢復(fù)正常。同樣Cheng等[4]在小鼠AMI模型的研究中發(fā)現(xiàn)，結(jié)扎冠狀動(dòng)脈6 h后血漿miR-1水平也開(kāi)始升高，且與CK-MB水平呈正相關(guān)。然而Ai等[9]對(duì)159例AMI患者的研究結(jié)果表明，AMI患者血漿中miR-1水平顯著增高，于發(fā)病2周后逐漸回落至基線水平，但未發(fā)現(xiàn)miR-1與CK-MB等心肌酶水平變化存在相關(guān)性，Cheng等[4]在小鼠AMI模型中的研究結(jié)果與此不一致，可能與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的不同有關(guān)。段曉霞等[10]在12 h內(nèi)通過(guò)抽取20例AMI患者和健康志愿者的尿液發(fā)現(xiàn)，血漿中的miR-1可通過(guò)尿液檢測(cè)，尿液中miR-1水平在AMI后12 h內(nèi)達(dá)到峰值，ST段抬高型心肌梗死患者的尿液中miR-1 平均值相比健康對(duì)照組升高128倍；當(dāng) CK-MB<300 μg/L、cTnI<50 μg/L時(shí)，ST段抬高型心肌梗死患者尿液12 h內(nèi)miR-1水平與血清CK-MB、cTnI水平呈直線相關(guān)。而CK-MB、cTnI無(wú)法在尿液中檢測(cè)到，miR-1的尿液檢測(cè)法具有簡(jiǎn)便和依從性更高的優(yōu)勢(shì)。此實(shí)驗(yàn)表明尿液中miR-1水平可作為AMI的診斷標(biāo)志物。肖祥和胡建華[11]選取符合2012年全球統(tǒng)一心肌梗死定義的21例急性ST段抬高型心肌梗死患者作為試驗(yàn)組，另選 21例經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影確診為非AMI的冠心病患者作為對(duì)照組，檢測(cè)血漿miR-1水平發(fā)現(xiàn)，循環(huán)miRNA-1和心肌梗死后心肌缺血程度存在顯著相關(guān)性。綜上表明miRNA-1與AMI有顯著的相關(guān)性，有望成為新的檢測(cè)AMI和臨床風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的分子標(biāo)志物。

2.2 miR-126 miR-126具有內(nèi)皮細(xì)胞特異性，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)及維持內(nèi)皮細(xì)胞完整、細(xì)胞增殖和遷移有重要的調(diào)節(jié)作用[12-14]。目前研究已證實(shí)miR-126參與冠心病、心力衰竭、心肌梗死等多種心血管疾病的發(fā)生與發(fā)展過(guò)程。有研究結(jié)果表明miR-126在冠心病患者中異常表達(dá)，在體內(nèi)外低氧條件下，抑制miR-126的表達(dá)，即可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子的表達(dá)水平，進(jìn)而參與冠心病的病理生理過(guò)程[15]。因此，可通過(guò)提高miR-126的表達(dá)水平，來(lái)促進(jìn)心肌梗死后新生血管的形成。高威和鐘鋒[16]在結(jié)扎左前降支冠狀動(dòng)脈建立小鼠AMI模型的研究中發(fā)現(xiàn)，miR-126的表達(dá)能顯著抑制AMI小鼠心肌細(xì)胞凋亡，此作用可能是通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞相關(guān)Bax、Bcl-2蛋白的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。吳雪純和賈永平[17]對(duì)114例冠心病患者(冠心病組)和40例健康者(對(duì)照組)進(jìn)行研究，并將冠心病組分為AMI組、不穩(wěn)定型心絞痛組、穩(wěn)定型心絞痛組3個(gè)亞組，分析各組間miR-126的表達(dá)，結(jié)果顯示：AMI組miR-126的相對(duì)表達(dá)水平低于對(duì)照組、不穩(wěn)定型心絞痛組及穩(wěn)定型心絞痛組；不穩(wěn)定型心絞痛組、穩(wěn)定型心絞痛組相比對(duì)照組有下降趨勢(shì)，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這說(shuō)明只有發(fā)生AMI時(shí)miR-126的表達(dá)才有明顯下降。江哲龍等[18]建立大鼠心肺復(fù)蘇模型，發(fā)現(xiàn)心肺復(fù)蘇后3 h血漿miR-126的表達(dá)開(kāi)始下降，在12 h時(shí)達(dá)到最低值，而后在24 h時(shí)逐漸恢復(fù)至基線水平。王晶等[19]對(duì)175例AMI患者的研究發(fā)現(xiàn)AMI患者循環(huán)miR-126水平顯著下調(diào)。這些研究與國(guó)外學(xué)者的研究結(jié)果相一致。上述這些研究表明，血漿循環(huán)miR-126可以作為AMI早期診斷新的生物標(biāo)志物。

2.3 miR-208 miR-208包括miR-208a和miR-208b兩個(gè)亞家族，由肌球蛋白重鏈基因編碼，特異表達(dá)于心肌細(xì)胞，參與心肌細(xì)胞的肥大、纖維化過(guò)程，與心肌梗死后細(xì)胞的凋亡緊密相關(guān)。而在正常人群的血漿中幾乎檢測(cè)不到miR-208的表達(dá)。Ji等[5]在異丙腎上腺素致大鼠心肌細(xì)胞損傷的模型中發(fā)現(xiàn)，血漿miR-208的表達(dá)水平與cTnI在時(shí)間進(jìn)程上有相關(guān)性，cTnI水平在心肌損傷3 h后明顯上升，24 h后仍有增加趨勢(shì)；而血漿miR-208表達(dá)水平在心肌損傷后3 h內(nèi)也顯著升高，12 h后仍繼續(xù)上升，24 h后呈下降趨勢(shì)；此外，Ji等[5]通過(guò)結(jié)扎藥物致心肌損傷大鼠的雙側(cè)腎動(dòng)脈，觀察到血漿miR-208水平不會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，相比cTnI更具有敏感性。cTnI是經(jīng)腎臟代謝的診斷心肌梗死的重要標(biāo)志物之一，在終末期腎臟病患者的血漿中多呈高表達(dá)狀態(tài)，Ji等[5]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明腎功能和血漿miR-208表達(dá)水平無(wú)明顯關(guān)系，故對(duì)無(wú)終末期腎臟病的AMI患者(cTnI檢測(cè)假陽(yáng)性者)有輔助診斷的價(jià)值。Widera等[20]對(duì)444例急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者的隊(duì)列研究結(jié)果顯示，AMI患者血漿miR-208水平明顯升高，并且可預(yù)測(cè)急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者6個(gè)月的病死率。這表明miR-208對(duì)AMI具有診斷和評(píng)估預(yù)后的雙重作用。有研究顯示，與cTn相比，血漿miR-208在鑒別AMI和非心臟疾病時(shí)有明顯的優(yōu)勢(shì)[21]。盧章等[22]研究發(fā)現(xiàn)，AMI發(fā)生后1 h，患者血漿miR-208的表達(dá)水平顯著高于正常對(duì)照組，而血清cTn的表達(dá)水平在AMI發(fā)生后3 h內(nèi)仍處于正常范圍；在AMI發(fā)生后3～6 h血漿miR-208和cTn的表達(dá)水平均迅速升高，血漿miR-208的表達(dá)高峰出現(xiàn)于AMI發(fā)生后12 h，峰值早于cTn，cTn表達(dá)高峰于AMI發(fā)生后24 h。從以上研究可以推測(cè)miR-208具有較高的敏感性和特異性，將來(lái)有望成為診斷AMI及評(píng)估預(yù)后的重要生物標(biāo)志物。

2.4 miR-214 血漿miR-214的表達(dá)水平在心臟在應(yīng)激狀態(tài)時(shí)上調(diào)，這種上調(diào)對(duì)心臟具有保護(hù)作用[23]。miR-214高表達(dá)對(duì)過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡具有保護(hù)作用，而其表達(dá)缺失可加重心肌細(xì)胞缺血再灌注后的細(xì)胞凋亡。肖亞利等[24]對(duì)AMI患者的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，血漿miR-214水平均明顯高于正常對(duì)照組，且AMI患者中左心室重構(gòu)組血漿miR-214水平明顯高于非左心室重構(gòu)組，提示miR-214與心肌梗死后左心室重構(gòu)密切相關(guān)。Yang等[25]通過(guò)探討多種miRNA在大鼠AMI中的發(fā)病機(jī)制，發(fā)現(xiàn)miR-214與大鼠AMI后左心室重構(gòu)相關(guān)。以上研究結(jié)果說(shuō)明miR-214在診斷AMI后還可以提示心肌梗死后的左心室重構(gòu)。符雅菁和金艷[26]對(duì)AMI患者的研究發(fā)現(xiàn)，患者發(fā)生AMI后的早期(4、12、24 h)，血漿miR-214表達(dá)水平顯著增加，與健康對(duì)照組相比在發(fā)病后4 h達(dá)到最高峰(72.1倍)，之后3 d內(nèi)逐漸恢復(fù)到接近基線水平；同時(shí)AMI患者血清cTnI水平在早期顯著增加，在發(fā)病后4 h達(dá)到峰值(2 445.2倍)，3 d內(nèi)逐漸下降到接近健康對(duì)照組水平，其濃度變化規(guī)律類似于miR-214；此外，相關(guān)分析顯示，AMI患者的血漿miR-214的表達(dá)水平與cTnI水平呈正相關(guān)。這說(shuō)明miR-214在敏感性上與cTn相當(dāng)。由此可見(jiàn)循環(huán)miR-214可以作為診斷AMI的生物標(biāo)志物。

2.5 miR-499 國(guó)外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，miR-499高度特異表達(dá)于心肌細(xì)胞，且僅在AMI發(fā)生后顯著升高，而在正常人群及充血性心力衰竭患者中幾乎檢測(cè)不到[6]。Wang等[27]的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，miR-499可上調(diào)亞基蛋白(CnAα，CnAβ)的表達(dá)，從而激活鈣依賴磷酸酶的活性，進(jìn)而抑制線粒體動(dòng)力相關(guān)蛋白1的去磷酸化，降低線粒體內(nèi)動(dòng)力相關(guān)蛋白1的水平，最終減慢線粒體動(dòng)力相關(guān)蛋白1介導(dǎo)的線粒體裂解過(guò)程而抑制心肌細(xì)胞凋亡。Hosoda等[28]研究結(jié)果顯示，在心肌細(xì)胞中miR-499的表達(dá)可促進(jìn)心肌細(xì)胞再生，從而顯著改善心臟功能，其機(jī)制可能通過(guò)抑制其靶基因Sox6和Rod1的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。有研究顯示，miR-499可緩解經(jīng)過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡，這一機(jī)制可能是通過(guò)抑制程序性細(xì)胞死亡因子4的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[29]。以上結(jié)果為研究miR-499在AMI過(guò)程中可能的作用機(jī)制提供了新的思路。肖蕾等[30]的一項(xiàng)Meta分析結(jié)果表明，AMI患者血漿中miR-499表達(dá)升高的趨勢(shì)較一致，Meta分析趨勢(shì)和敏感性分析結(jié)果表明血漿miR-499為早期AMI患者提供了診斷新思路。許麗霞等[31]對(duì)30例急性ST段抬高型心肌梗死患者的一項(xiàng)研究結(jié)果表示，冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)后5 d，試驗(yàn)組血清cTnI水平及血漿miR-499的表達(dá)均較冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)前顯著下降；但試驗(yàn)組cTnI水平仍明顯高于對(duì)照組時(shí)，血漿miR-499的表達(dá)水平則下降至正常，這表明血漿miR-499的表達(dá)可更加敏感地反映ST段抬高型心肌梗死患者心肌損傷及修復(fù)程度，其升高及下降速度快于血清cTnI。綜上各項(xiàng)研究表明miR-499較cTnI和CK-MB更早達(dá)到高峰，且指標(biāo)變化更敏感，對(duì)AMI的早期診斷有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3 展 望

近年來(lái)，miRNA在AMI中的作用機(jī)制成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，越來(lái)越多的研究證實(shí)，miRNA在AMI發(fā)生與發(fā)展過(guò)程中起重要調(diào)控作用，甚至可能與梗死后心肌缺血相關(guān)性心律失常的發(fā)生及調(diào)節(jié)缺血相關(guān)性血管旁支的形成有關(guān)。miRNA在AMI中的診斷、預(yù)后分析、藥物及靶向治療策略中的作用具有潛在研究?jī)r(jià)值。如上調(diào)在AMI中呈正性調(diào)節(jié)作用的miRNA有望成為新的治療策略。但仍存在研究技術(shù)不夠完善、有效性和安全性評(píng)價(jià)不足和大規(guī)模臨床試驗(yàn)少等問(wèn)題。而且目前國(guó)內(nèi)對(duì)于miRNA與AMI的研究才剛剛起步，相關(guān)實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)水平仍然處于科研階段，臨床檢驗(yàn)過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng)。因此，miRNA在早期AMI診斷中的應(yīng)用仍需要更多深入和系統(tǒng)的研究進(jìn)行論證。