MiR-27 參與血管疾病調控的研究進展

馬寧，陳云霞，安陽，齊珊珊，蘇俊平，司捷

（承德醫學院，河北 承德）

0 引言

miRNA 在細胞內調節中有著重要作用。近年來研究發現miR-27 家族及其基因簇與人體內多種疾病有著較高的相關性。因此，miR-27 越來越受到關注。miRNA 參與多種調控途徑。在本研究中，糖尿病下肢血管病變涉及脂代謝、糖代謝和血管生成等過程。本文就miR-27 家族及其基因簇在上述過程中的研究進展作一綜述。

1 miRNA

miRNA 首次被發現于 1993 年。Lee 等人[3]通過遺傳分析，在線蟲體內發現了22nt 的非編碼小RNA--LIN-4。到目前為止，已經在不同的物種中發現了大量的miRNA，僅在人類身上就高達1000 多種。它們參與了不同細胞的許多生物學過程，包括發育、神經發生、凋亡、代謝和造血過程中的脂肪形成，并可能與人類惡性腫瘤和感染性疾病有關。Chang 和Men-Dell[4]的研究表明，這些miRNA 具備調節許多功能基因的功能并涉及轉錄因子、受體和各種信號通路。

兩個亞型是組成miR-27 家族的基礎：miR-27a 和miR-27b。miR-27a 是基因間的 miRNA，[5]miR-27b主要位于19 號染色體上，而基因內的miRNA 則主要存在于9 號染色體。miR-27a 和miR-27b 之間具有完全相同的種子序列，僅有一個堿基序列不同。(miRNA結合到非編碼區的特異性片段或堿基)[6]。

2 microRNAs

是一類由18-24 個核苷酸組成的內源性非編碼功能性小RNA 分子。關于miRNA 生物發生的一般觀點是，初級miRNA 轉錄本被RNaseIII 酶DROSHA切割成細胞核中的莖環中間體，稱為Pre-miRNA。[7]然后，這些前miRNAs 被運輸到細胞質，并被細胞質RNaseIII 酶切割器切割，產生成熟的miRNAs[8-10]。盡管這些分子的表達可能會受到這一中間過程的任何方面的影響。然而，miRNAs 通常通過特異性互補堿基對靶mRNA 的3‘非翻譯區(UTR)降解或直接抑制靶基因的翻譯，從而調控多種途徑，如細胞死亡、細胞增殖、胚胎發育和代謝過程。[11]有人認為miRNAs 可能調節超過1/3 的人類基因組mRNAs 的翻譯。最近的研究表明，miRNA 功能的增強或喪失參與了T2 DM 的發病過程。例如，miR-27A 在自發性2 型糖尿病大鼠的脂肪組織中表達上調，在被診斷為代謝綜合征和2 型糖尿病的患者中循環水平升高[12-13]。

3 miR-27 和能量代謝

miR-27 和脂質代謝的關系已得到證實[14]。miR-27A 參與表達脂肪細胞的分化。細胞分化程度與miR-27a 的表達量負相關。MIR-27A 也參與脂肪類細胞的調節。康教授等人[15]發現PHB 表達下調可抑制人前脂肪細胞的克隆性增殖。脂肪產生的標志物表現為PHB 和 C/EBPβ、PPARγ 和 APP2 的蛋白水平和 mRNA含量的減少。正常人脂肪組織中賴氨酸酶、脂氧合酶水平低于肥胖患者。細胞和人皮下脂肪細胞實驗證實miR-27 水平越高與Lox 含量越低。此外，miR-27可以通過靶向Lox 來抑制脂肪細胞的分化。通過脂肪細胞實驗，miR-27A 通過PPARγ 途徑的3‘非翻譯區抑制許多下游標志物基因，如脂肪細胞脂肪酸結合蛋白 (AP2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、脂聯素 (Adiponectin) 和CD36。此外，Karbiener 等人[16]發現 miR-27b 還可以通過減少PPARγ 的表達達到抑制人脂肪細胞的分化的效果。通過實驗[17]朱等人發現，在小鼠模型3T3L1脂肪細胞分化的早期，miR-27 的過表達與C/EBPα 脂肪細胞的進一步分化具有一定想象。根據“白色脂肪褐變”理論，脂肪組織主要分為以儲能為主要功能的白色脂肪組織，以線粒體含量較多的棕色脂肪組織。并提出“白色脂肪細胞褐變”的理論基礎為肥胖的治療帶來新的思路。Kong 等人[18]通過學習研究，建立了動物和細胞模型。通過糖皮質激素這一媒介，得出下調miR-27b 的表達可以改善糖皮質激素誘導的肥胖和胰島素抵抗，增加氧耗[19]。

脂類的合成、分解和轉運稱為脂類代謝。miRNA調節作用于與脂質代謝相關的酶、激素和轉錄因子密切相關。已有研究證明，miR-27 可通過CCAAT/增強子結合蛋白α(C/EBPα)、等因子調節脂類代謝。zhang等人[20]指出：膽固醇流入、酯化、水解和流出的過程均涉及miR-27a/b 的調節，具體與ATP 結合的蛋白調節相關。Shirasaki 等人[21]通過大量細胞實驗證實，丙肝病毒的感染力會因為miR-27 的相關作用機制而降低。同時miR-27 及其前體對細胞內甘油三酯和總膽固醇的含量也有一定影響。國內臨床試驗指出[22]，按照指南治療的患者的肝臟活檢表明，中度與重度脂肪肝患者的血清miR-27 含量存在統計學差異。關于對藥物敏感性，對于病毒學應答或者瞬時應答的患者相對于無反應組，其血清miR-27 含量更高。miR-27a/b 具有抑制細胞內脂滴的產生和積聚的效果，考慮與LPL 的表達水平呈負相關。相關動物實驗結果表明，高脂飼料、富含果糖的標準飼料和富含果糖的高脂飼料可下調miR27 的水平，從而影響參與脂肪酸代謝的炎癥因子[23]。miR-27A 可通過TRβ1mRNA‘非翻譯區的結合位點，通過翻譯等從而使TRβ1 蛋白的表達成負相關，另一方面表現為miR-27A 可促進脂質堆積和動脈粥樣硬化斑塊的形成。以上依據Erion 等人[24]發現。

4 miR-27 和糖代謝

2 型糖尿病主要特征是胰島素抵抗和胰島素分泌減少，可加重重要器官損害。直到最近，2 型糖尿病的病因還不清楚。目前普遍認為是環境因素和遺傳因素共同作用導致2 型糖尿病的發生和發展[25]。因此，我們對miR-27 進行了分析，以解釋基因變異與臨床疾病的關系。有證據表明miR-27 的過表達在空腹血糖水平較高人群中更明顯。miRNA 可以通過靶向叉盒上調胰腺發育，減少胰島素分泌，進而通過直接靶向RabGTPase 家族27a 和RabPhilin-3a 樣蛋白減少葡萄糖刺激的胰島素分泌。rs895819 或rs531564 上的SNPs 還可影響miR-27 及其靶基因在脂肪細胞分化、胰腺發育和胰島素分泌紊亂中的表達水平。分層數據還顯示，miRNA 基因型GC 增加了超重人群患T2 DM 的風險。MIR-27 可抑制脂肪細胞過氧化物酶體PPARγ 和CCAT 蛋白α 的阻斷表達。根據對循環miRNA 隨胰島素敏感性變化的觀察，可以推測，隨著體重的增加，miRNA 的變化可能由超重轉變為肥胖。然而，還需要進一步研究證據來驗證這一假設。

5 miR-27 和血管形成

血管形成參與了多種復雜的過程。例如，內皮細胞[26]激活、增殖、遷移和成熟。miR-27 與血管生成有非常重要的關系[27]。研究表明，miR-27 與靶向Sprouty 和Sema6A 誘導血管生成相關，主要表現為通過抑制miR-27 將抑制體外血管生成和發育。MIR-27不僅可以調節血管生成，還可以通過調節內皮細胞的完整性來控制血管完整性[28]。結果表明，[30]miR-27 過表達可通過沉默血管抑制因子(Sema6a)減輕內皮細胞排斥反應，增加內皮細胞數量。

血管疾病的病理過程也涉及血管損傷修復、血管生成和衰老等等相關復雜生理病理功能。研究表明，miR-27 調控的多種靶點與血管炎癥有關，其中RxRα和PPAR 最為常見[29-30]。目前對動脈擴張期的研究較多。以某一靶點為代表的有效靶點，明確連接與動脈擴張期病理生理變化的相互作用可作為早期防治的起點。

越來越多的實驗證實miRNA 在細胞生長、增殖和代謝中起著重要作用。對血管疾病干預指標的要求越來越高，miR-27A 的特性可以滿足其要求。miRNA 的調控涉及多個復雜靶點和途徑。可以推測，某些功能的表達需要涉及多個目標和途徑。在今后的研究中，我們可以進一步闡明該通路的表達及其相關的病理生理機制，提高miR-27 的早期診斷效率和干預時間。盡快將研究成果轉化，促進醫療事業發展。