MicroRNA在高血壓誘導(dǎo)腦卒中的臨床研究

李吉博,蔣佩琴

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)深圳醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,廣東深圳 518106

高血壓是腦卒中發(fā)病最重要而獨(dú)立的危險(xiǎn)因素，以體循環(huán)動(dòng)脈壓升高為其主要臨床表現(xiàn)，相關(guān)學(xué)者的研究證實(shí)77%的腦卒中患者有高血壓史[1]。具體機(jī)制是血壓長(zhǎng)期保持較高的水平使血流減緩，血液在血管內(nèi)流動(dòng)的方式由層流變?yōu)橥牧?，血流阻力增大，損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，脂質(zhì)物在血管壁上沉積，管壁增厚、管腔狹窄，引起頭部血管供血障礙。其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，其中高血壓是比較常見的一個(gè)危險(xiǎn)因素，與疾病的發(fā)生和發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。miRNA作為抑制靶基因轉(zhuǎn)錄后翻譯的一種非編碼RNA，通過與靶基因MRA 3、非編碼區(qū)（3、-UTR）互補(bǔ)配對(duì)，促使靶基因降解或抑制其翻譯，調(diào)節(jié)器官發(fā)育、細(xì)胞分化、增殖、凋亡、代謝等[2-3]。異常表達(dá)的miRNA參與高血壓和腦卒中的疾病過程[4]。因此，該文從miRNA的表達(dá)情況、與腦卒中的關(guān)系以及治療中的作用3個(gè)方面進(jìn)行了綜述，如下報(bào)道。

1 miRNA的表達(dá)情況

miRNA(長(zhǎng)度18 22 bp)是一種抑制靶基因轉(zhuǎn)錄后翻譯的非編碼小RNA。其功能廣泛，如參與細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖和分化、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞凋亡等。血管再生能夠修復(fù)受損的內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cells,EPCs）是構(gòu)成血管壁內(nèi)膜層的重要成分，亦稱為成血管細(xì)胞（angioblast）,即可合成多重生物活性物質(zhì)，又可參與血管平滑肌的運(yùn)動(dòng)。在血壓調(diào)控機(jī)制中起重要作用，與多種心血管疾病的發(fā)生相關(guān)，并在很大程度上緩解腦卒中的嚴(yán)重程度。目前國(guó)內(nèi)外研究都表明，以上這些病理過程均有miRNA的參與調(diào)控，而且在腦卒中發(fā)生過程中，miRNA表達(dá)水平會(huì)發(fā)生改變[5-7]。

有學(xué)者在文獻(xiàn)報(bào)道中，選擇缺血性腦卒中患者20例為研究對(duì)象，通過對(duì)血液樣本進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)的miRNA共161種，其中miRNAs低表達(dá)20例，占12.42%，而其余141例均為高表達(dá)，占87.59%。還有一些研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs存在于動(dòng)物的血液和腦組織中，比 如miR-451、miR-320、miR-191、miR-185、miR-106b、miR-103、miR-23a、miR-19b、miR-16、let-7c以及l(fā)et-7a等[8]。同時(shí)，在大鼠大腦中腦動(dòng)脈栓塞模型中，通過對(duì)大鼠血漿和腦組織在缺血再灌注24 h、48 h后114種miRNAs的表達(dá)情況進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)腦組織在缺血24 h后，檢測(cè)到的miRNA共108種，其中腦組織特異性miRNAs共35種，血漿中的miR-107和miR-103表達(dá)明顯下降，而miR-292-5p、miR-290以及miR-19b表達(dá)量則明顯增加，而48 h后，檢測(cè)到腦組織中的miRNAs為83種，其中腦組織特異性miRNAs僅有7種。

2 miRNA與腦卒中的關(guān)系

2.1 miRNA與高血脂

通常情況下，高血壓患者發(fā)病后，容易出現(xiàn)高血脂，使腦卒中的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加。臨床研究資料表明，高血脂使紅細(xì)胞變形能力降低，循環(huán)白細(xì)胞自發(fā)活化率升高，使血管內(nèi)皮細(xì)胞（VEC）釋放OX-LDL，增加ET釋放引起血管通透性增加，血壓升高改變內(nèi)皮細(xì)胞的表型和功能，血管舒張功能下降，炎癥因子釋放，脂質(zhì)物沉積，動(dòng)脈血管粥樣硬化，血管內(nèi)皮功能紊亂，激活凝血，隨著血管壁內(nèi)血流方式改變血小板聚集，腦血管供血不足，腦組織缺血缺氧加重，導(dǎo)致腦卒中發(fā)生中[9]。目前發(fā)現(xiàn)對(duì)高血脂進(jìn)行調(diào)節(jié)的miRNA有很多，其中miR-33、miR-27等參與了脂質(zhì)生化過程，miR-122、miR-370等主要在脂質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中起作用，比較常見的miR-128、miR-144、miR-370、miR-613、miR-618、miR-758等也參與了細(xì)胞或機(jī)體脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)。最早發(fā)現(xiàn)miR-14可調(diào)節(jié)果蠅體內(nèi)脂質(zhì)代謝。miR-33能夠調(diào)節(jié)膽固醇的流出及高密度脂蛋白的生物合成。

2.2 miRNA與動(dòng)脈粥樣硬化

動(dòng)脈粥樣硬化時(shí)動(dòng)脈粥樣斑塊使血管狹窄甚至阻塞，形成慢性炎癥反應(yīng)，也是腦卒中發(fā)生的一個(gè)重要病理基礎(chǔ)。有研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈粥樣硬化能夠使毛細(xì)血管外周阻力增加，對(duì)小動(dòng)脈出現(xiàn)透明樣變起到一定的促進(jìn)作用[10]，miR-125可以通過調(diào)節(jié)氧化醇連接蛋白-9減少單核吞噬細(xì)胞分泌腫瘤壞死因子，減少脂質(zhì)吸收，從而阻止樣硬化發(fā)生。通過對(duì)血漿中的miR-125水平進(jìn)行檢測(cè)，可以對(duì)急性腦缺血是否出現(xiàn)出血性轉(zhuǎn)化進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。

2.3 miRNA與血管再生

血管再生可使腦卒中患者中血管再次疏通恢復(fù)血供，減少病灶范圍。在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)的miRNAs較多，包括miR-146a、miR-34a、miR-217、miR-145、miR-378、miR-296、miR-222、miR-221、miR-210、miR-130、miR-126、miR-125、miR-21、miR-16以及miR-15等。有研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮障礙導(dǎo)致血管舒縮狀態(tài)異常、凝血及纖溶失衡、血管平滑肌細(xì)胞功能異常（細(xì)胞增殖、遷延、膠原沉積、細(xì)胞外基質(zhì)合成加速）、炎性因子釋放，引起血壓異常升高[11]。miRNA通過調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞增殖、分化、表型轉(zhuǎn)換參與高血壓的發(fā)生發(fā)展[12-13]。對(duì)高血脂和動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生和發(fā)展產(chǎn)生一定的影響，其中miR-146和miR-125能夠?qū)ρ軆?nèi)皮功能的特異性進(jìn)行調(diào)控，并且與血管再生有著密不可分的聯(lián)系[14]。miR-146a可以延緩內(nèi)皮細(xì)胞衰老，抑制OX-LDL的脂質(zhì)沉積及炎癥因子釋放。miR-222抑制新生內(nèi)膜中的血管平滑肌增值，保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞。

2.4 miRNA與高血壓

我國(guó)為心血管病高發(fā)地區(qū)，高血壓占絕大部分，其中50%~60%的腦卒中和40%~50%的心肌梗死均與高血壓有關(guān)。我國(guó)高血壓有低知曉率、低治療率、低控制率，這是腦卒中發(fā)病率居高不下的主要原因。預(yù)防先行，患者依從性差間斷測(cè)量血壓、不按時(shí)服藥、運(yùn)動(dòng)飲食控制欠佳，而防治的關(guān)鍵在于對(duì)其發(fā)病機(jī)制的研究，做到“三早”（早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早診斷），更重要的在于預(yù)防。高血壓的發(fā)病機(jī)制至今尚不十分明確，主要有神經(jīng)、血管、激素及腎臟機(jī)制，目前主流學(xué)說腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)被激活、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷致功能異常等。高血壓的靶器官損害表現(xiàn)之一心室重構(gòu)，其嚴(yán)重并發(fā)癥心律失常、心衰。微小RNA（MicroRNA,miRNA）可能參與了多種心血管疾病的發(fā)生發(fā)展過程，miRNA-217、miRNA-130、miRNA-296、miRNA-191、miRNA-455、miRNA-34a、miRNA-125等都可能調(diào)控血管的形態(tài)與功能從而或多或少參與原發(fā)性高血壓（essential hypertension,EH）的發(fā)病機(jī)制，miRNA與心血管疾病的研究主要是在冠心病、心力衰竭、心律失常等方面，關(guān)于miRNA與EH的研究還處于初期階段。miRNA作為重要調(diào)節(jié)因子，通過不同通路參與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展過程；如miRNA-222通過轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子信號(hào)的（TGF-β1、β1）參與心肌纖維化發(fā)生過程，而miRNA-455的表達(dá)則會(huì)減少心肌纖維化。近年來人體體液當(dāng)中發(fā)現(xiàn)循環(huán)miRNA（circulating miRNA）的表達(dá)，并參與相關(guān)疾病的表達(dá)，這為我們進(jìn)一步深入研究miRNA與心血管疾病發(fā)病機(jī)制的帶來了可靠途徑。

高血壓作為腦卒中的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，使內(nèi)皮依賴性舒張功能受損，血管內(nèi)皮功能、結(jié)構(gòu)改變。而血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷后釋放血管活性物質(zhì)如5-羥色胺等，破壞自身體系平衡，使一氧化氮合成與釋放減少，致使血管張力調(diào)節(jié)紊亂，血管壁結(jié)構(gòu)改變，引起血壓升高[15]。高血壓患者血液中miR-29的表達(dá)升高[16-17]，但其升高可以通過減少血管內(nèi)皮損傷、血管平滑肌結(jié)構(gòu)改變等來改善高血壓[18]。miRNA在細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化、新陳代謝、生物合成中起著重要作用[19]，并參與多種生理病例過程以及心血管疾病發(fā)展過程中[20]。miRNA參與了高血壓發(fā)病的復(fù)雜病理過程。miR-21促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達(dá)以增加血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性，破壞血管內(nèi)皮屏障功能升高高血壓[21]。有文獻(xiàn)報(bào)道，成年大鼠的高血壓形成與主動(dòng)脈的miR-155以及miR-1有關(guān)，其中miR-155能夠?qū)ρ芫o張素Ⅱ1型受體基因（AGTR1）進(jìn)行抑制，并且miR-155與該基因3'UTR區(qū)上結(jié)合位點(diǎn)具有單核苷酸多態(tài)性（SNPs），這一位點(diǎn)的SNPs在一定程度上與高血壓的發(fā)生有著密不可分的聯(lián)系。前期我們研究發(fā)現(xiàn)ACE2通路與高血壓性腦卒中發(fā)生有關(guān)，是miRNA-296-5p的靶基因。研究表明circRNA富含miRNA結(jié)合位點(diǎn)，與多種疾病發(fā)生、發(fā)展過程密切相關(guān)，同時(shí)circRNA具有自身獨(dú)特的穩(wěn)定性，可作為疾病的診斷標(biāo)志物。通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)miRNA-296-5p參與多種circRNA和相關(guān)基因的調(diào)控，將二者聯(lián)合診斷，對(duì)高血壓的診斷發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

3 miRNA在腦卒中治療中的價(jià)值

miRNA在生物體內(nèi)不僅是一個(gè)代謝產(chǎn)物，也是機(jī)體不同發(fā)育時(shí)期有編碼有目的的一個(gè)重要調(diào)控分子，可以對(duì)生物體的基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，并且參與生物體的生化反應(yīng)調(diào)節(jié)和生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老以及死亡等病理生理過程[22]。miRNA在缺血性腦卒中患者的發(fā)生和發(fā)展中，其水平變化具有動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，并且可以對(duì)神經(jīng)發(fā)育、炎癥反應(yīng)以及血管發(fā)生等各個(gè)方面進(jìn)行調(diào)控。因?yàn)閙iRNA的表達(dá)圖譜能夠?qū)⒛X卒中的發(fā)生、發(fā)展以及其他病理生理變化充分反映出來，所以在腦卒中的臨床診斷中，可以將miRNA作為一個(gè)預(yù)測(cè)工具，并且為臨床治療腦卒中提供新的空間、思路以及依據(jù)。Kamalesh Chakravarty[23]等在文獻(xiàn)中報(bào)道，在對(duì)腦缺血損傷進(jìn)行診斷時(shí)，通過檢測(cè)特定的miRNA水平能夠作為敏感性和特異性的一個(gè)指標(biāo)，比如在炎癥反應(yīng)中，干擾素-β和TNF-α能夠?qū)奘杉?xì)胞表達(dá)miR-155起到一定的誘導(dǎo)作用，并且腦缺血損傷后，會(huì)明顯下調(diào)血液和腦組織中的miR-155表達(dá)水平。miRNA的表達(dá)圖譜和表達(dá)水平的時(shí)空特異性比較明顯，隨著腦卒中患者病情的變化，患者的生理病理學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制也存在著一定的區(qū)別。同時(shí)，通過對(duì)具有調(diào)控功能的miRNA及其靶基因進(jìn)行尋找，能夠充分體現(xiàn)miRNA的重要性，有助于找到更為有效的治療靶點(diǎn)，在基因水平上調(diào)控關(guān)鍵的信號(hào)通路，從而為腦卒中的臨床診斷和治療提供新的方向[24]。

4 結(jié)束語

綜上所述，腦卒中的發(fā)生和發(fā)展與高血壓、高血脂以及動(dòng)脈粥樣硬化等諸多因素有關(guān)，miRNA是比較重要的一個(gè)調(diào)控因子，而血管再生能夠?qū)κ軗p的內(nèi)皮祖細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)，因miRNA的廣泛作用，其在腦卒中致病和修復(fù)中發(fā)揮的功能也越來越受到人們關(guān)注，通過進(jìn)一步深入研究，有助于提高臨床診斷和治療水平。