MirRNA：中醫(yī)藥干預(yù)的新靶點(diǎn)

胡夢(mèng)弦，何貴新，吳成強(qiáng)，林琳，秦偉彬，鄭國坤，馮雨菲，肖婷，玉黎燕

(1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣西 南寧)

0 引言

隨著基因測(cè)序技術(shù)的不斷完善發(fā)展，非編碼RNA在干預(yù)機(jī)體生理病理中展現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)已為眾所周知，微小RNA(microRNA,mirRNA)作為其中的一類，其廣泛存在與機(jī)體的各種組織細(xì)胞和體液當(dāng)中，具有調(diào)控基因表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖分化、調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝及組織修復(fù)等功能。研究已經(jīng)證明，中醫(yī)藥作為祖國醫(yī)學(xué)的瑰寶，其作用機(jī)制可能是通過調(diào)控miRNA的表達(dá)水平進(jìn)而影響機(jī)體病理生理狀態(tài)，本文擬對(duì)中醫(yī)藥對(duì)mirRNA水平的表達(dá)及干預(yù)進(jìn)行綜述。

1 Mir-RNA簡(jiǎn)述

MirRNA是一類長(zhǎng)度約為20-24個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼RNA小分子[1]，其在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過發(fā)卡結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄和加工，同時(shí)在多種酶和輔助蛋白的調(diào)節(jié)下完成了由細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)的空間轉(zhuǎn)變最終形成成熟的mirRNA。1993年，Victor Ambros和Gary Ruvkun分別在線蟲中發(fā)現(xiàn)一種長(zhǎng)度為22nt的小分子lin-4基因，但在當(dāng)時(shí)由于科技的發(fā)展并未被重視，直到2000年Gary Ruvkun團(tuán)隊(duì)在線蟲中再次發(fā)現(xiàn)一種長(zhǎng)度為21NT的小分子基因，且由于當(dāng)時(shí)RNAi的研究領(lǐng)域盛行，因此在2001年這種小分子基因在《science》雜志中被統(tǒng)稱為microRNA(微小核糖核酸)。隨著科技的發(fā)展，研究表明mirRNA在人體內(nèi)高度表達(dá)，可有多種組織、細(xì)胞分泌，廣泛存在于組織、細(xì)胞和各種體液當(dāng)中，其分泌的途徑主要有以下幾種：(1)由受損的組織細(xì)胞破裂而釋放；(2)通過外泌體的胞吞-胞吐而釋放；(3)與RNA結(jié)合蛋白結(jié)合后從細(xì)胞內(nèi)分泌入循環(huán)系統(tǒng)[2]。

2 mirRNA作用機(jī)制

目前研究發(fā)現(xiàn)mirRNA在機(jī)體中可以通過多種機(jī)制作用于人體，改善人體的病理生理狀態(tài)。血管內(nèi)慢性炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)時(shí)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化形成的主要因素，研究表明沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶類1(silent mating type information regulation 2 homolog-1, SIRT1)能夠通過下調(diào)相關(guān)靶分子而抑制細(xì)胞的氧化應(yīng)激，減輕炎癥反應(yīng)[3]。李貞貞[4]等通過對(duì)小鼠進(jìn)行高脂飲食造模后發(fā)現(xiàn)，造模小鼠體內(nèi)的mir-29c的表達(dá)水平明顯上調(diào)，且腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的mRNA的表達(dá)量、活性氧及煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶水平明顯增高；然后再進(jìn)一步通過人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)染miR-29c mimic細(xì)胞中SIRT1的表達(dá)量明顯下調(diào)，而TNF-α、活性氧、NADPH氧化酶水平依舊明顯升高；因此，推論mir-29c可能通過下調(diào)SIRT1的表達(dá)水平，從而加重血管內(nèi)的炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激最終導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的形成與進(jìn)展。王曉燕[5]等通過檢測(cè)對(duì)比急性心肌梗死(AMI)患者與健康人群的血清，發(fā)現(xiàn)AMI患者血清中mir-374的表達(dá)水平明顯高于健康人群，且進(jìn)一步對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行心肌梗死造模后檢測(cè)其mir-374、IL-10mRNA和心臟心肌纖維化的程度，發(fā)現(xiàn)mir-374促進(jìn)心肌纖維化的機(jī)制可能通過抑制IL-10mRNA的表達(dá)水平，促進(jìn)核因子激活B細(xì)胞的k-輕鏈(NF-kB)的激活，使得心肌細(xì)胞的炎癥反應(yīng)加重，最終導(dǎo)致心肌纖維化的進(jìn)展。同樣，目前研究發(fā)現(xiàn)mirRNA能夠?qū)π难芗膊‘a(chǎn)生作用的還有mir-1[6]、mir-21-5p[7]、mir-78[8]、mir-199a-5p和mir199a-3p[9]等。通過調(diào)控mirRNA的表達(dá)量達(dá)到干預(yù)機(jī)體生理病理的作用，是目前疾病治療途徑的新研究熱門。

3 MirRNA潛在的生物標(biāo)志物

通過對(duì)mirRNA的深入研究，研究者們發(fā)現(xiàn)mir-RNA不僅能夠作為治療疾病的干預(yù)措施，而且還可以作為疾病診斷的潛在生物標(biāo)志物[10-12]。mir-21與mir214基因在人的心血管系統(tǒng)中高度表達(dá)，且在心臟心室重構(gòu)中發(fā)揮著重要的角色。余信強(qiáng)[13]等研究發(fā)現(xiàn)缺血性心肌病(ICM)患者中血清mir-21與mir-214的表達(dá)量遠(yuǎn)高于正常人群，且兩者的表達(dá)量與N末端B型腦鈉肽原(NT-proBNP)、左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室舒張末期內(nèi)徑(LVEDd)及左心室收縮末期容積(LVESV)成正比，與左心室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)成反比。并進(jìn)一步采用ROC曲線評(píng)估兩者對(duì)ICM的診斷價(jià)值，發(fā)現(xiàn)mir-21與mir-214兩者聯(lián)合對(duì)ICM的診斷具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此推論mir-21與mir-214聯(lián)合可能作為ICM的潛在生物標(biāo)志物。唐冬娟[14]等通過對(duì)90例胸痛患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)mir133a作為一類來源于心肌細(xì)胞的RNA，其不僅與動(dòng)脈粥樣硬化病變的嚴(yán)重程度和預(yù)后有關(guān)，而且也可能作為心肌梗死的生物標(biāo)志物。從基因表達(dá)的水平上診治疾病，不僅能夠有效的救治患者，改善患者的預(yù)后，也能夠有效地減少疾病的發(fā)病率，對(duì)保護(hù)國民的生命健康有著重要的作用。

4 中醫(yī)研究

祖國醫(yī)學(xué)在在歷史的沉淀中已經(jīng)形成一套完整的系統(tǒng)理論和方法，隨著當(dāng)代科學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展，如何將中醫(yī)學(xué)與西醫(yī)學(xué)有效的結(jié)合對(duì)防治疾病具有極其重要的意義。MirRNA作為一種可調(diào)控的小分子基因，可在中西醫(yī)結(jié)合發(fā)展中充當(dāng)這重要的角色。

4.1 中醫(yī)辯證

辨證論治是中醫(yī)理論的一大特點(diǎn)，但由于醫(yī)者師承及經(jīng)驗(yàn)的不同，對(duì)同一疾病的辯證分型可能會(huì)有不同的見解，如何規(guī)避這種差異，實(shí)現(xiàn)一致的診斷，對(duì)患者的治療及中醫(yī)的發(fā)展具有極其重要的意義。研究證明同種疾病中不同證型mirRNA的表達(dá)水平不同，蔡云飛[15]在對(duì)高血壓病血淤證型中mirRNA的表達(dá)量進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，血瘀組較非血瘀組和正常組的mirRNA的類別具有明顯的差異，且在血瘀證中各組血瘀證型具有其特異性表達(dá)的mirRNA：氣滯血瘀組特有的mirRNA有8條，氣滯血淤組有11條，寒凝血瘀和熱結(jié)血瘀分別具有6條；并且各種證型中有著多條相關(guān)的mirRNA的上調(diào)和下調(diào)。同樣，在另一項(xiàng)慢性心力衰竭的研究中，陳漢裕[16]證明了mirRNA可作為疾病診斷的生物標(biāo)志物，其同樣也發(fā)現(xiàn)在不同的中醫(yī)證型中某類mirRNA的表達(dá)水平有明顯的差異，例如在慢性心力衰竭的中醫(yī)辨型中，has-mir-21-5p、has-mir-139-5p可以分別作為氣陰虛血瘀水停證、氣陽虛血瘀水停證的生物診斷標(biāo)志物，而has-mir-214-3p-R-1則可以作為兩大證型間區(qū)分的客觀依據(jù)。此外，在其他系統(tǒng)中不同證型中的mirRNA也不同。蘇婷[17]在研究不同證型特應(yīng)性皮炎發(fā)病機(jī)制研究中通過實(shí)時(shí)熒光定量對(duì)不同證型的mirRNA-146a和mirRNA-203a進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在濕熱蘊(yùn)膚證患者皮屑中的mirRNA-146a及血虛風(fēng)燥證中mirRNA-203a的表達(dá)水平明顯增高。

4.2 中藥

中藥對(duì)疾病的干預(yù)機(jī)制是多途徑、多靶點(diǎn)，研究中藥對(duì)疾病的干預(yù)途徑及靶點(diǎn)對(duì)中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展具有極其重要的作用。研究表明，中藥能夠通過干預(yù)mir-RNA的表達(dá)水平來作用于疾病。動(dòng)脈血管的慢性炎癥是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的重要因素，血管內(nèi)皮細(xì)胞作為炎癥產(chǎn)生部位，它的修復(fù)與增殖對(duì)延緩動(dòng)脈斑塊的形成具有重要的作用。Mir-126能夠在內(nèi)皮細(xì)胞中高表達(dá)，能夠產(chǎn)于內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)與增殖。研究表明，化痰祛瘀方能夠通過上調(diào)mir-126的表達(dá)水平，降低GRS16、CXCL12、CXCR4、VCAM-1的表達(dá)量而達(dá)到促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的修復(fù)，抑制動(dòng)脈斑塊的形成與發(fā)展[18]。Mir133a作為心肌組織的特異性mirRNA，其能夠抑制心肌細(xì)胞的凋亡起到保護(hù)作用。在一項(xiàng)關(guān)于芪參益氣湯的研究中發(fā)現(xiàn)，芪參益氣湯能夠通過上調(diào)mir133a的表達(dá)量而降低Bcl-2、Caspase-9蛋白的表達(dá)水平，進(jìn)而抑制心肌細(xì)胞的凋亡，明顯改善心功能[19]。人參皂苷Rb1是中藥人參中最重要的活性藥理通道之一，能夠廣泛的保護(hù)心機(jī)細(xì)胞。Yang等人研究表明人參皂苷Rb1可靶向上調(diào)mir21的表達(dá)水平及其靶基因程序性細(xì)胞死亡蛋白4，從而保護(hù)因氧葡萄糖剝奪損傷的心肌細(xì)胞，改善心臟功能[20]。

4.3 針灸

經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)作為祖國醫(yī)學(xué)中的獨(dú)特理念，在中醫(yī)診療的過程中起到極其重要的作用。經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)不僅是反映人體正常生理機(jī)能和病理狀態(tài)的變化，還可以通過經(jīng)絡(luò)診斷各種疾病，并應(yīng)用指導(dǎo)臨床的實(shí)踐。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明對(duì)特定穴位進(jìn)行針刺，刺激局部神經(jīng)細(xì)胞，促進(jìn)細(xì)胞的神經(jīng)遞質(zhì)及信號(hào)分子的釋放，通過血液循環(huán)等方式作用于相應(yīng)的受體發(fā)揮調(diào)節(jié)功能[21]，最終達(dá)到緩解和治療疾病的功效。基于這種神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)模式[22]，研究者通過大量研究表明mirRNA在這種調(diào)節(jié)模式中充當(dāng)著重要的角色。在心肌細(xì)胞缺血性壞死過程中，高表達(dá)的miRNA-133-5p和miRNA-133-3p能夠有效的抑制心肌細(xì)胞凋亡，盧繼東[23]通過對(duì)心肌缺血的大鼠模型進(jìn)行電針實(shí)驗(yàn)，通過選取“內(nèi)關(guān)”、“關(guān)元”、雙側(cè)“足三里”穴組成“標(biāo)本配穴”，干預(yù)22天后取出心臟并且進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)mir-133-5p和miRNA-133-3p，研究發(fā)現(xiàn)電針這幾種穴位能夠有效的上調(diào)miRNA-133-5p和miRNA-133-3p的表達(dá)水平，明顯地抑制心肌細(xì)胞的凋亡。當(dāng)心肌梗塞發(fā)生時(shí)，心肌組織由于長(zhǎng)期的缺血缺氧可引起大面積心肌細(xì)胞凋亡和壞死，為保持良好心臟的形態(tài)及恢復(fù)心臟功能，心肌纖維化則成為心臟功能預(yù)后的重要環(huán)節(jié)，但過度的心肌纖維化將引起心室壁硬化。因此，適當(dāng)?shù)目刂菩募±w維化的程度對(duì)心梗預(yù)后具有極其重要的意義。研究表明，通過對(duì)模型大鼠雙側(cè)內(nèi)關(guān)穴進(jìn)行電針預(yù)處理，能夠有效的下調(diào)mir29a基因的表達(dá)并且降低COL3A的表達(dá)水平而達(dá)到發(fā)揮抗纖維化的作用[24]。但對(duì)心肌梗塞干預(yù)時(shí)段未能進(jìn)一步研究，因此，研究在哪個(gè)階段對(duì)心肌纖維化進(jìn)行干預(yù)將成為未來治療心肌梗塞預(yù)后的主攻方向。

5 小結(jié)與展望

MirRNA來源廣泛，可分布在各種組織、細(xì)胞和體液中，具有調(diào)控機(jī)體內(nèi)分泌代謝和疾病生物標(biāo)志物的潛在功用。現(xiàn)代研究已經(jīng)證明在中醫(yī)學(xué)不同證型中mirRNA的表達(dá)水平不同，且中醫(yī)藥能夠通過干預(yù)mirRNA的表達(dá)水平而起到對(duì)疾病的防治作用。因此，在基于mirRNA水平的研究可作為中西醫(yī)相融合的交點(diǎn)，能夠成為中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的新方向。