MicroRNA在高血壓誘導腦卒中的臨床研究

李吉博,蔣佩琴

中國科學院大學深圳醫(yī)院重癥醫(yī)學科,廣東深圳 518106

高血壓是腦卒中發(fā)病最重要而獨立的危險因素，以體循環(huán)動脈壓升高為其主要臨床表現(xiàn)，相關(guān)學者的研究證實77%的腦卒中患者有高血壓史[1]。具體機制是血壓長期保持較高的水平使血流減緩，血液在血管內(nèi)流動的方式由層流變?yōu)橥牧鳎髯枇υ龃螅瑩p傷血管內(nèi)皮細胞，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)病機制復雜，其中高血壓是比較常見的一個危險因素，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）互補配對，促使靶基因降解或抑制其翻譯，調(diào)節(jié)器官發(fā)育、細胞分化、增殖、凋亡、代謝等[2-3]。異常表達的miRNA參與高血壓和腦卒中的疾病過程[4]。因此，該文從miRNA的表達情況、與腦卒中的關(guān)系以及治療中的作用3個方面進行了綜述，如下報道。

1 miRNA的表達情況

miRNA(長度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，如參與細胞周期、細胞增殖和分化、細胞信號轉(zhuǎn)導和細胞凋亡等。血管再生能夠修復受損的內(nèi)皮祖細胞（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動。在血壓調(diào)控機制中起重要作用，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重程度。目前國內(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表達水平會發(fā)生改變[5-7]。

有學者在文獻報道中，選擇缺血性腦卒中患者20例為研究對象，通過對血液樣本進行檢測，發(fā)現(xiàn)的miRNA共161種，其中miRNAs低表達20例，占12.42%，而其余141例均為高表達，占87.59%。還有一些研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs存在于動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，在大鼠大腦中腦動脈栓塞模型中，通過對大鼠血漿和腦組織在缺血再灌注24 h、48 h后114種miRNAs的表達情況進行觀察，發(fā)現(xiàn)腦組織在缺血24 h后，檢測到的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表達明顯下降，而miR-292-5p、miR-290以及miR-19b表達量則明顯增加，而48 h后，檢測到腦組織中的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)生風險增加。臨床研究資料表明，高血脂使紅細胞變形能力降低，循環(huán)白細胞自發(fā)活化率升高，使血管內(nèi)皮細胞（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，導致腦卒中發(fā)生中[9]。目前發(fā)現(xiàn)對高血脂進行調(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等也參與了細胞或機體脂質(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與動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化時動脈粥樣斑塊使血管狹窄甚至阻塞，形成慢性炎癥反應，也是腦卒中發(fā)生的一個重要病理基礎。有研究發(fā)現(xiàn)，動脈粥樣硬化能夠使毛細血管外周阻力增加，對小動脈出現(xiàn)透明樣變起到一定的促進作用[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。通過對血漿中的miR-125水平進行檢測，可以對急性腦缺血是否出現(xiàn)出血性轉(zhuǎn)化進行有效預測。

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血供，減少病灶范圍。在血管內(nèi)皮細胞中表達的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)皮障礙導致血管舒縮狀態(tài)異常、凝血及纖溶失衡、血管平滑肌細胞功能異常（細胞增殖、遷延、膠原沉積、細胞外基質(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]。對高血脂和動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，保護血管內(nèi)皮細胞。

2.4 miRNA與高血壓

我國為心血管病高發(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。預防先行，患者依從性差間斷測量血壓、不按時服藥、運動飲食控制欠佳，而防治的關(guān)鍵在于對其發(fā)病機制的研究，做到“三早”（早預防、早發(fā)現(xiàn)、早診斷），更重要的在于預防。高血壓的發(fā)病機制至今尚不十分明確，主要有神經(jīng)、血管、激素及腎臟機制，目前主流學說腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)被激活、血管內(nèi)皮細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)化生長因子信號的（TGF-β1、β1）參與心肌纖維化發(fā)生過程，而miRNA-455的表達則會減少心肌纖維化。近年來人體體液當中發(fā)現(xiàn)循環(huán)miRNA（circulating miRNA）的表達，并參與相關(guān)疾病的表達，這為我們進一步深入研究miRNA與心血管疾病發(fā)病機制的帶來了可靠途徑。

高血壓作為腦卒中的一個重要危險因素，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在細胞增殖、細胞分化、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)病的復雜病理過程。miR-21促進基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達以增加血管內(nèi)皮細胞通透性，破壞血管內(nèi)皮屏障功能升高高血壓[21]。有文獻報道，成年大鼠的高血壓形成與主動脈的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）進行抑制，并且miR-155與該基因3'UTR區(qū)上結(jié)合位點具有單核苷酸多態(tài)性（SNPs），這一位點的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，與多種疾病發(fā)生、發(fā)展過程密切相關(guān)，同時circRNA具有自身獨特的穩(wěn)定性，可作為疾病的診斷標志物。通過生物信息學分析發(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，對高血壓的診斷發(fā)展將產(chǎn)生深遠影響。

3 miRNA在腦卒中治療中的價值

miRNA在生物體內(nèi)不僅是一個代謝產(chǎn)物，也是機體不同發(fā)育時期有編碼有目的的一個重要調(diào)控分子，可以對生物體的基因表達進行調(diào)控，并且參與生物體的生化反應調(diào)節(jié)和生長、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，其水平變化具有動態(tài)性的特點，并且可以對神經(jīng)發(fā)育、炎癥反應以及血管發(fā)生等各個方面進行調(diào)控。因為miRNA的表達圖譜能夠?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作為一個預測工具，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]等在文獻中報道，在對腦缺血損傷進行診斷時，通過檢測特定的miRNA水平能夠作為敏感性和特異性的一個指標，比如在炎癥反應中，干擾素-β和TNF-α能夠?qū)奘杉毎磉_miR-155起到一定的誘導作用，并且腦缺血損傷后，會明顯下調(diào)血液和腦組織中的miR-155表達水平。miRNA的表達圖譜和表達水平的時空特異性比較明顯，隨著腦卒中患者病情的變化，患者的生理病理學調(diào)節(jié)機制也存在著一定的區(qū)別。同時，通過對具有調(diào)控功能的miRNA及其靶基因進行尋找，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，在基因水平上調(diào)控關(guān)鍵的信號通路，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、高血脂以及動脈粥樣硬化等諸多因素有關(guān)，miRNA是比較重要的一個調(diào)控因子，而血管再生能夠?qū)κ軗p的內(nèi)皮祖細胞進行修復，因miRNA的廣泛作用，其在腦卒中致病和修復中發(fā)揮的功能也越來越受到人們關(guān)注，通過進一步深入研究，有助于提高臨床診斷和治療水平。