微小RNA-155與心血管疾病關系的研究進展

王揚，鐘江華

中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院心血管內科，海口570208

盡管現代醫療水平持續進步，但心血管疾病（CVD）仍是全球病死率攀升的一個主要原因［1］。據統計，自2015 年以來，心血管疾病致死人數約占全球總死亡人數的1/3。世界衛生組織預估，未來10年內將有2 000 多萬人死于心血管疾病［2］。當前，關于心血管疾病的病因、微觀細胞分子機制的學說百家爭鳴。越來越多研究顯示，微小RNA-155（miR-155）與心血管系統疾病密切相關，并且對早期預防、診療、降低相關心血管事件死亡風險等有重要意義。因此，了解miR-155 潛在的分子和細胞機制可能有助于預防心血管疾病。現就miR-155 與心血管疾病關系的研究進展綜述如下。

1 miR-155的生物學特性和結構基礎

miRNAs 是一類單鏈的、保守的非編碼小RNA，其長度為20～25 個核苷酸，主要通過與編碼mRNA蛋白的3'非翻譯區（3'UTR）內的互補序列結合調節人體基因表達［3］。非編碼RNA（ncRNAs）主要包括miRNA、lncRNA 和環狀 RNA。而 miRNA 的生成涉及轉錄、剪接、輸出和靶結合等多個步驟。第一步，轉錄合成pri-miRNA 大結構；第二步，經Dicer 酶切加工形成前miRNA。隨后，這種雙鏈結合物解鏈，其中成熟鏈載入RNA 誘導的沉默復合物中。最后，與靶mRNA 結合完成互補作用，從而發揮多種生物學效應。胞外miRNA可由不同的載體運輸，并與argonaute-2 等多種特異性蛋白結合以保持自身在血液的穩定性。

miR-155 最初在Burkitt 淋巴瘤患者中被發現，并由21 號染色體上的B 細胞整合簇（BIC）轉錄而來。越來越多的證據表明，miR-155 是一種重要的多功能調節因子，單個miRNA 能下調諸多靶基因表達，從而使單個miRNA 能調控諸如造血分化、免疫、炎癥、病毒感染和心血管疾病等多種復雜的病理生理過程［4］。從心臟吸收或釋放的miRNA 將靶向數百個信使核糖核酸（mRNA），從而調節與心臟病相關的龐大生物信號網絡。這包括與凋亡、有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號、轉化生長因子β（TGF-β）信號途徑和細胞因子—細胞因子受體等相關的途徑［5］，通過影響血管形成、心肌細胞工作、脂質代謝、心律調節等，導致心血管疾病發生［6］。

2 miR-155與動脈粥樣硬化的關系

動脈粥樣硬化形成過程復雜，涉及脂質紊亂、炎癥細胞和泡沫細胞浸潤、內皮損害、斑塊形成等多個環節，可引發缺血性心臟病、高血壓、腦血管意外等嚴重后果，增加了社會、家庭、醫療負擔，甚至危及患者生命健康。動脈粥樣硬化是一種和脂質密切聯系的慢性炎癥性疾病，其中低密度脂蛋白（LDL）和白細胞的作用尤為突出。髓過氧化物酶（MPO）是炎癥細胞積聚的重要指標，可刺激活性氧（ROS）的形成，將滲出的LDL 轉化為氧化的低密度脂蛋白（Ox-LDL）。OxLDL 是一種有效的促動脈粥樣硬化因子，能刺激血管平滑肌細胞中Krüppel 樣因子5（KLF5）表達，進而影響內皮細胞和平滑肌細胞。而KLF5是一種含鋅指的轉錄因子，亦是AngⅡ信號轉導的靶點，過度表達可使血管平滑肌細胞分泌富含miR-155 的外顯體，miR-155 被受體內皮細胞攝取后，通過抑制TJ 蛋白表達，破壞內皮屏障及緊密連接，引起血管內皮通透性增加和動脈粥樣硬化的進展［7］。

在高脂飲食小鼠模型中，中性粒細胞衍生微泡（NMVs）聚集于紊亂血流的動脈易發區，通過傳遞miR-155，促進RELA-NF-κB亞單位的表達，抑制NF-κB 負性調節因子Bcl-6，參與血管炎癥和動脈粥樣硬化發展。該實驗還在動脈粥樣硬化斑塊中檢測到NMVs［8］。另外，有數據還表明通過抑制 miR-155，可增加ATG5 的表達，有助于內皮細胞小管形成和遷移，從而調節自噬水平防止內皮細胞氧化損傷［9］。另有研究發現，miR-155-/-小鼠的內皮細胞（ECs）比野生型有更好的血管生成能力，且miR-155 可抑制ECs 的直接靶點血管緊張素Ⅱ受體1 型（AGTR1），從而發揮內源性抗血管生成作用。另外，在動脈粥樣硬化不同階段，miR-155分別通過集落刺激因子-1受體（CSF-1R）介導的巨噬細胞增殖，轉錄抑制因子Bcl-6介導的凋亡細胞吞噬，對動脈粥樣硬化產生早期抑制、晚期促進的效果。因此，抑制miR-155 可能有利于預防、治療晚期動脈粥樣硬化［10］。

3 miR-155與冠心病的關系

缺血再灌注損傷（IRI）指在急性心肌梗死、腦卒中等嚴重缺血事件發生后血液循環再通的過程，往往伴隨炎癥后遺癥。研究發現，短時間的左前降支（LAD）結扎和再灌注后，miR-155-/-組心肌壞死面積相對較小，且炎癥細胞募集與活性氧（ROS）的生成較少，實驗發現miR-155 可通過調節微血管中白細胞的募集和細胞因子信號轉導抑制因子1（SOCS-1）依賴性ROS 的產生，從而加重IRI 的炎癥反應、組織損傷。因此，miR-155 可能是IRI 的治療靶點之一［11］。

研究顯示，巨噬細胞和心臟成纖維細胞之間的相互作用促進了心臟重塑，脂多糖（LPS）或血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）激活的巨噬細胞可產生富集miR-155 外泌體，并轉染至心臟成纖維細胞中后，通過下調Sevenless-1（Sos1），進一步抑制心肌成纖維細胞增殖而加劇炎癥反應。Sos1是一種雙鳥嘌呤核苷酸交換因子，可通過Grb2-Sos1 復合物、激活Ras-GTP狀態和ERK 磷酸化等途徑調整細胞生長增殖。在心肌梗死早期，心肌成纖維細胞增殖可預防心肌破裂，提高存活率，促進心臟修復。研究發現，敲除miR-155 能降低急性心肌梗死（AMI）后心臟破裂的發生率［12］。

盡早抑制心肌細胞凋亡，對搶救心肌細胞和治療缺血性心臟病尤為關鍵。研究認為miR-155作為一種新的促凋亡miRNA，在心肌梗死小鼠心臟和H2O2誘導的新生大鼠心室肌細胞（NRVMs）損傷中動態升高，使用反義抑制劑寡核苷酸（AMO-155）抑制 miR-155 后，可上調 miR-155 的關鍵靶物 QKI，最終縮小心肌梗死面積，改善心功能。而QKI 是一種RNA 結合蛋白，屬于信號轉導和RNA 激活因子（STAR）家族，通過下調和滅活下游促凋亡轉錄因子FoxO1，最終抑制缺血/再灌注誘導的心肌細胞凋亡。該實驗闡明了miR-155 抑制劑介導的QKI 上調作用可能是缺血性心臟病治療的新思路［13］。

炎癥還在心肌梗死（MI）的交感神經重構中起重要作用。MI 與M1 巨噬細胞極化、炎癥反應和細胞因子信號傳導抑制因子1（SOCS1）的表達有關，這與交感神經重塑標志物（神經生長因子、酪氨酸羥化酶和生長相關蛋白43）的表達增加同步。miR-155能通過SOCS1/NF-κB 通路，減少M1 巨噬細胞極化和炎癥反應，從而抑制神經生長因子NGF 的表達，進而減少MI 誘導的交感神經重塑和室性心律失常（VAs）［14］。同樣，過度內質網應激（ERS）是心肌梗死誘導心肌細胞凋亡的主要病理機制，具體機制是激活C/EBP 同源蛋白（CHOP）和Caspase-12，并借助IRE1、PERK 和ATF6 三種主要的內質網應激傳感器以啟動未折疊蛋白反應（UPR），促進心肌細胞凋亡。其 中 ，PERK 通 過 活 化 ATF4 刺 激 CHOP，調 節GADD34、Bcl-2 蛋白家族成員的表達，促進細胞凋亡［15］。 因 此 ，抑 制 miR-155 可 減 輕 內 質 網 應 激（ERS）誘導的心肌細胞凋亡，并且改善心肌梗死后的心功能不全［16］。此外，有學者認為miR-155 具有抗新生血管但促進動脈生成的功能。據一項單因素分析結果顯示，中國多民族冠心病患者的循環miR-155 水平與冠狀動脈狹窄程度呈負相關［17］。長期處于缺氧環境下，VEGF/ERK 信號會持續激活，導致miR-155高表達，下調HIF-1α和抑制E2F2轉錄因子，提高內皮細胞（EC）血管生成能力。因此，miR-155可能有助于改善缺血性心臟病的血管生成［18］。

4 miR-155與高血壓的關系

高血壓是最常見的慢性病之一，未經治療的高血壓會損害多個器官，是罹患心肌梗死、腦卒中甚至心血管死亡的首要原因。高血壓存在多種病理生理基礎，如內皮完整性損害、血管平滑肌功能障礙、交感神經激活、氧化應激和腎素—血管緊張素—醛固酮通路作用等。一氧化氮（NO）是一種血管擴張劑，miR-155 通過結合mRNA 的3'端未翻譯區域而直接降低eNOS 的表達，誘發高血壓和動脈粥樣硬化。此外，miR-155 能抑制血管緊張素Ⅱ誘導的血管平滑肌細胞增殖和 AT1R 表達［19］。miR-155 又可通過RANK/RANKL/OPG 途徑影響血壓，OPG 屬于腫瘤壞死因子超家族，是可溶性蛋白受體，OPG 能阻斷RANK/RANKL 相互作用，保護血管內皮和血管平滑肌細胞［20］。

HUANG 等［21］通過數據分析顯示，與健康人相比，高血壓患者miR-155 表達更高，且miR-155 表達分別與入組患者的收縮壓、舒張壓呈正相關，同時與24 h 平均收縮壓、平均舒張壓和左心室肥厚（LVH）呈正相關，可見miR-155 有作為高血壓或高血壓性左室肥厚的診斷或預后生物標志物的潛在價值。

此外，還有報道稱，拮抗miR-155 不僅可提升細胞周期調節因子p27（miR-155 的直接靶點）和α-平滑肌肌動蛋白在胸主動脈中膜表達，還能降低收縮壓和舒張壓，降低高血壓大鼠模型血管中膜厚度［22］。

5 miR-155與心房顫動（AF）的關系

AF是臨床最常見的慢性心律失常，其發病率隨年齡增加而逐年攀升。同時，AF通常伴隨諸多并發癥，如腦卒中、心功能衰竭、急性心肌梗死等，有相當程度的致殘率和致死風險，后果嚴重。解剖結構異常和電重構、鈣離子失調、嚴重炎癥、自主神經功能紊亂、miRNA 及其靶基因核苷酸水平的變化等，均有可能觸發 AF［6］。

miRNA 不僅是房顫生物標志物，還有選擇性靶向治療的功能，如腺病毒轉染上調miRNA 和/或拮抗劑下調miRNA 治療AF 患者，鞏固導管消融后的電性肺靜脈口隔離或纖維化區域碎片化，防止心房顫動消融后心臟電性和纖維化重塑。在AF 患者中miR-155 升高。并且，miR-155 水平與左心房大小、AF持續時間正相關并且獨立。miR-155可能通過重要離子通道基因直接干擾心律失常的進展，包括分別編碼心臟 L 型Ca2+通道（ICaL）α1c 和瞬時外向鉀電流（Ito1）組分CACNA1C 和KCNA4，但其具體機制有待進一步闡明［23］。同時，血漿miR-155 水平被證實與 LAD 及 CRP、BNP、IL-6 水平密切相關，在 AF 復發的病理過程中起重要作用。因此，miR-155 可用于預測復律后房顫復發，是AF患者的有效預警指標和干預目標［24］。

6 miR-155與心力衰竭（HF）的關系

HF 作為心血管疾病的主要表現形式，是一類全球性疾病［25-26］。有研究表明，miR-155 在 HF 患者的冠狀靜脈竇中上調［5］。不僅如此，在敗血癥性心功能不全患者血漿中，miR-155 表達亦高于對照組，表明其具有潛在的臨床相關性［27］。

炎癥既是HF 的原因亦是其結果，同時是HF 的共同病理生物學特征［28］。抑制miR-155，在一定程度上能降低小鼠柯薩奇B3 病毒或自身免疫性心肌炎的心肌炎癥和壞死。同樣，miR-155 通過抑制心臟中的PU.1 和SOCS1，促進T 細胞和單核細胞的激活。此外，miR-155 可增強心臟中的NO/cGMP 信號，惡化小鼠和人類心臟的敗血性休克［29］。WANG等［30］發現，在長期的左心室輔助裝置（LVAD）支持下，檢測的19 個心臟miRNA 中只有miR-155 表達上調，且miR-155 被證明在炎癥和側支動脈形成之間的軸上起重要作用，可能是LVAD 患者發生不良新生血管的機制之一，是治療干預的潛在靶位。

miR-155 還間接參與了心肌肥大的調節。Ogn屬于分泌性細胞外基質（ECM）成分，是人類心臟質量的關鍵調節因子之一，可預測慢性HF 結局。miR-155 轉錄后抑制H9c2 心肌母細胞Ogn 蛋白表達。然而在體外miR-155 并不直接誘導H9c2 心肌細胞肥大，而是通過抑制Ogn 誘導細胞形態從梭形向圓形轉變［31］。

7 miR-155 與放射性心血管疾病（RT-CVD）的關系

放療（RT）可在多層面誘導CVD 的發生。在分子水平上，內皮細胞的輻射和隨后的氧化應激均會引起內皮功能障礙，被認為是RT-CVD 有關的動脈粥樣硬化初始環節。研究發現，2 Gy RT 照射2 h 可降低 miR-155 表達，而在 24 h，miR-155 高表達。在接受RT 的患者中，RT 誘導的miRNA 水平變化可能與動脈粥樣硬化的進展及隨后心血管疾病的發展有關。顯然，輻射能調節CVD 發展相關病理生理過程中的重要調節因子 miR-155 水平［32］。miR-155 高表達通過直接靶向Chelterin 組分端粒重復結合因子-1，促進端粒脆性并改變中期染色體結構，這或許是RT-CVD發病機理之一［33］。

綜上所述，miR-155 作為miRNA 家族中重要的表型之一，在心臟發育成熟、心血管疾病的預測、發展、轉歸等事件中發揮重要作用。目前，關于miR-155 與心血管疾病方面的研究已有初步的雛形與進展，其與心血管疾病存在密切聯系。但有關miR-155 對心臟作用機制的認識，及如何高效、安全、特異性靶向治療心血管疾病仍需進一步探索。