miRNA在急性冠脈綜合征診療中的研究進展

黃夢君，周亞萍 綜述，伏建峰△ 審校

1.新疆醫科大學研究生院,新疆烏魯木齊 830000；2.新疆軍區總醫院臨床檢驗診斷中心，新疆烏魯木齊 830000

急性冠脈綜合征(ACS)是一種以心肌組織缺血引起冠狀動脈斑塊破裂、血栓形成為特點的常見的心臟急癥。世界衛生組織統計數據顯示，2019年全球約有890萬人死于ACS，占全球死亡人數的16%[1]。ACS包括不穩定心絞痛(UA)、ST段抬高型心肌梗死(STEMI)及非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)[2]。第四版《心肌梗死通用定義》建議，在胸痛癥狀出現后3 h內及時進行血運重建治療以挽救缺血的心肌，降低最終病死率[2]。因此，早期、快速、有效的診斷是臨床處置ACS的關鍵環節。

目前，心肌肌鈣蛋白T(cTnT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)是臨床上診斷心肌梗死的常用標志物，但其在靈敏度和特異度方面存在不同程度的局限性。資料顯示，在非ACS(如嚴重感染、腎衰竭和充血性心力衰竭)患者中也可觀察到cTnT、CK-MB水平不同程度升高[1]。cTnT水平在胸痛癥狀發生3～4 h后開始升高，CK-MB水平則在心肌損傷發生后4～6 h開始升高。高敏肌鈣蛋白的靈敏度雖有所提高，但也常伴隨著假陽性結果的可能性，尤其是在頻繁發生心肌梗死合并癥的老年人群中[1]。臨床資料顯示，對疑似ACS患者早期診斷并進行風險分層和治療，對患者的預后至關重要。因此，探尋ACS早期診斷生物標志物一直是臨床檢驗診斷學關注的焦點和亟待解決的難點。

微小核糖核酸(miRNA)是一類由20～25個核苷酸組成的內源性非編碼單鏈RNA，通過轉錄后調控其靶基因在多個信號通路中的水平發揮著關鍵作用[1]，參與細胞增殖、分化和凋亡，是多種疾病潛在的生物標志物。在心血管系統中，miRNA的變化極為敏感，有可能是反映其病理生理變化的新型生物標志物。

1 miRNA概述

LEE等[3]在1993年研究秀麗線蟲的lin-14時，意外發現了miRNA。miRNA的主要功能是微調基因表達，控制組織發育和調節細胞因子的產生[4]。在細胞核中，miRNA基因被RNA聚合酶Ⅱ轉錄成了初級miRNA(pri-miRNA)；pri-miRNA被核糖核酸酶(RNases)Ⅲ切割產生成熟的miRNA[4]。成熟的miRNA與目標mRNA的3′端非翻譯區的不完全互補結合可抑制翻譯；而與目標mRNA翻譯區的完全互補結合則會降解該mRNA[4]。細胞分泌的miRNA由細胞外載體Argonaute2蛋白、核磷蛋白、脂蛋白等靶向運輸，進而參與機體病理生理過程；或者包裹在細胞外囊泡中轉移到受體細胞內，改變其基因表達[4]。在運輸或轉移的過程中，miRNA與Argonaute2蛋白等結合形成高度穩定的復合物，保護miRNA不被RNase降解，使得miRNA在血液循環中穩定表達[4]。miRNA作為細胞與組織間交流的橋梁，對心血管系統的正常生理過程和功能維持至關重要，可能在ACS早期診斷、治療等方面具有潛在的生物標志物作用。

2 miRNA與ACS的病理過程

在ACS的病理過程中，脂代謝紊亂、內皮功能受損、動脈粥樣斑塊形成、斑塊急性破裂導致心肌缺血以及出現再灌注損傷等均有miRNA參與。這一過程涉及多種細胞，包括參與斑塊起始、生長和破裂的巨噬細胞，參與構成動脈壁的血管內皮細胞(ECs)和血管平滑肌細胞(VSMCs)，梗死后的成纖維細胞等。

2.1miRNA與脂質代謝 脂質及脂蛋白代謝紊亂是動脈粥樣硬化的高危因素。在血液循環中，低密度脂蛋白(LDL)與極低密度脂蛋白(VLDL)可以通過內皮細胞聚集在動脈壁中，促進粥樣硬化斑塊的形成。miRNA可以通過調節肝臟LDL受體(LDLR)的表達和VLDL的產生進而控制血漿LDL、VLDL水平。DONG等[5]證實在高膽固醇血癥小鼠模型中，miR-483-5p可通過抑制前蛋白轉化酶枯草溶菌素9(PCSK9)的表達，影響膽固醇穩態，增加肝細胞LDLR的表達，從而降低血漿膽固醇和LDL水平及心血管事件的發生率。同時有研究指出，miR-30c通過抑制肝臟中微粒體甘油三酯轉運蛋白(MTP)的表達，從而抑制VLDL的產生，減緩動脈粥樣硬化進程[6]。

高密度脂蛋白(HDL)參與了膽固醇的反向運輸，將過剩的膽固醇由外周組織轉送至肝臟進行處理與加工。有研究表明，外泌體源性miR-33a-5p、miR-144抑制劑，使得三磷酸腺苷結合盒轉運體A1(ABCA1)與載脂蛋白AI(ApoAI)介導的膽固醇流出增加，減少了VSMCs和巨噬細胞中的膽固醇累積[7-8]，影響循環HDL水平，進而減緩了小鼠的動脈粥樣硬化進程。上述研究表明，miRNA參與VLDL、LDL和HDL代謝，在動脈粥樣硬化過程中起一定的作用，影響ACS的發生、發展。

2.2miRNA與ECs受損 ACS患者ECs受損，導致斑塊侵蝕和血栓形成，這是ACS形成和發展的關鍵因素。ECs通過細胞-細胞連接形成選擇性屏障。CAO等[9]研究發現，ACS患者的血清中miR-101表達明顯升高，miR-101通過抑制血管內皮鈣黏蛋白5(CDH5)表達，破壞了ECs和細胞連接的完整性，造成其屏障功能障礙，促進ECs凋亡并抑制其遷移。急性心肌梗死(AMI)會導致內皮損傷以及全身ECs活化，促使血管壁通透性增加、白細胞黏附、內皮細胞增殖、過氧化和血栓形成。AMI患者入院時miR-126表達顯著上調[10]，有研究發現，在凋亡和活化的ECs中，miR-126介導血清趨化因子CXC基元配體12(CXCL12)產生，從而促進循環祖細胞動員和內皮修復[11]。此外，XUE等[10]研究表明miR-126可以反映AMI患者的ECs損傷程度和缺血心肌中的血管再生能力。

miRNA的炎癥誘導表達作用也有助于調節ECs的炎性反應。ARDERIU等[12]研究表明，ACS患者血清miR-145表達顯著下調，miR-145表達與血清中內皮損傷生物標志物、促炎細胞因子的水平呈負相關。與此同時，該研究通過給缺血小鼠注射含有miR-145表達下調的脂肪干細胞實驗證實，miR-145可抑制缺血性肌肉中血管形成。以上研究均證實，miRNA影響ECs凋亡、增殖及遷移，從而調控ACS的進展過程。

2.3miRNA與粥樣硬化斑塊形成及破裂 VSMCs是動脈粥樣硬化性斑塊纖維帽的重要組成部分，在穩定斑塊上起重要作用。在動脈粥樣硬化的初期階段，由于損傷或其他條件的刺激，VSMCs的表型由收縮型變為合成型，表型的改變促進了VSMCs增殖，不規則增殖的VSMCs從動脈內壁向內膜間隙遷移，進而促進斑塊的形成[13]。有學者證實，在已敲除載脂蛋白E基因的小鼠體內，miR-520c-3p模擬物可促使斑塊中膠原蛋白水平降低，調節VSMCs轉錄因子p65(RelA)的表達，進而促使動脈粥樣硬化斑塊縮小[13]。同時有研究顯示，miR-520c-3p、miR-377-3p可靶向不同的信號路徑分子，進而阻礙VSMCs向合成型轉化，降低收縮相關蛋白的表達，達到抑制動脈粥樣硬化斑塊形成的目的[13-14]。

易破裂動脈粥樣硬化斑塊的成因有炎癥細胞水平增加、纖維帽中平滑肌細胞數量減少和斑塊內脂質核心面積增加。HE等[15]研究發現，巨噬細胞中缺乏miR-21會導致動脈粥樣硬化、斑塊內脂質核心面積增加和血管炎癥的加速進展。miR-21的表達下降還可以抑制VSMCs增殖，加速細胞凋亡，導致缺血損傷時血管重塑受損和纖維帽變薄，破壞動脈粥樣硬化斑塊的穩定性[15]。此外，有研究證實主動脈中miR-29b-3p的表達與斑塊纖維化程度呈正相關，miR-29在血管系統中可以調節動脈瘤的形成，抑制VSMCs和主動脈組織中的基質蛋白沉積[16]，從而導致組織纖維化，使斑塊脆性增加，更易發生破裂。以上研究提示，miRNA參與VSMCs凋亡、增殖及遷移過程，破壞動脈粥樣硬化斑塊的穩定性，從而影響ACS的病程發展。

2.4miRNA與心肌細胞凋亡、壞死 在AMI病程中，心肌細胞死亡的主要原因是細胞的凋亡和壞死。AMI患者體內三磷酸腺苷明顯減少，可介導B細胞淋巴瘤2(BCL-2)蛋白家族啟動，促使線粒體壞死，細胞膜通透性降低，抑制細胞的修復功能，最終導致細胞器功能障礙和細胞膜破裂。研究表明miR-19b直接抑制促凋亡蛋白BCL-2樣蛋白11(Bim)表達[17]，miR-27a可抑制BCL2/腺病毒E1B相互作用蛋白3(BNIP3)表達[18]，從而抑制心肌細胞凋亡。

磷脂酰肌醇-3-激酶和蛋白激酶B(PI3k/AKT)通路在調控細胞存活和抑制細胞程序性死亡方面發揮重要作用。XING等[19]發現，miR-26a-5p以磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)為靶點，啟動PI3k/AKT信號通路，減少心肌梗死中的血管炎癥和細胞凋亡。在AMI病理過程中，細胞壞死、凋亡相關的生物通路由細胞外刺激物激活細胞表面受體觸發。壞死性凋亡激活的核心成分是受體相互作用蛋白激酶1(RIPK1)、受體相互作用蛋白激酶3(RIPK3)和混合譜系激酶結構域樣激酶(MLKL)組成的信號復合物。SHIN等[20]研究證實，miR-105通過直接下調受體相互作用蛋白激酶(RIPK)可達到預防壞死性凋亡的目的。此外，WANG等[21]研究顯示，外泌體源性miR-92a可促使外泌體囊泡與其受體結合，直接靶向轉化生長因子-β(TGF-β)受體后信息分子(SMAD7)，抑制TGF-β信號傳導，促進成纖維細胞的活化。以上研究均證實，在ACS的發生、發展進程中，miRNA存在顯著的差異性變化，miRNA調控心肌細胞凋亡、壞死、炎性反應及纖維化等過程，影響ACS的病情發展。

3 miRNA在ACS診斷中的研究進展

miRNA作為理想的ACS診斷生物標志物具有以下優勢：(1)分布廣泛，取材方便；(2)miRNA的表達具有組織和疾病特異性；(3)在循環中穩定存在。

研究報道，miR-1、miR-133、miR-208a/b和miR-499表達在ACS患者中明顯升高，包括其中最初cTnT陰性的患者也是如此[22]。其中miR-1可能是心源性休克患者心臟損傷的潛在標志物，miR-133b可以明顯區分STEMI患者和非STEMI患者。miR-208對AMI的診斷效能明顯優于常規生物標志物，且miR-208與AMI的長期預后有關，其在預測院內主要心臟不良事件(MACE)和接受初級冠狀動脈介入治療STEMI患者的預后方面優于cTnT[22]。miR-499的水平梯度與心肌損傷的程度有關，即心肌損傷越嚴重，循環中miR-499的水平越高[23]。研究證實，AMI患者在缺血發作后1 h可檢測到miR-122表達的升高和miR-22-5p表達的降低，二者聯合檢測可提高診斷靈敏度至98.6%[24]。另有研究報道，miR-21-5p、miR-30a-3p、miR-30a-5p、miR-155-5p、miR-216a、miR-217與AMI后左心室功能障礙和心力衰竭的發生有關，可以預測左心室重塑的風險[25]。

以上研究表明，miRNA可以作為ACS早期診斷及預后評估的新型生物標志物。然而，miRNA的應用仍不同程度地存在一些問題。例如，高效、標準化的miRNA提取和純化方法尚未建立。故miRNA在ACS診斷中的臨床應用有待進一步探索與挖掘。

4 miRNA在ACS治療中的研究進展

miRNA對于ACS的治療具有以下優勢：(1)單個miRNA可以同時調節多種細胞和多個生物信號通路；(2)序列短小，可以快速且高效地設計、合成具有高親和力和特異性的模擬物或抑制劑；(3)miRNA不會引起免疫排斥等不良反應。

CHENG等[8]給敲除LDLR基因的雄性小鼠靜脈注射miR-144抑制劑，增加循環血HDL水平，促進膽固醇反向運輸，在動脈粥樣硬化的進展和消退模型中重塑了HDL顆粒。LI等[26]提前24 h給小鼠注射miR-21，然后進行缺血再灌注處理，與對照組相比，實驗組小鼠的心肌梗死面積顯著縮小。同時，SUN等[27]構建了一種載體使得miR-133通過靜脈在小鼠心肌梗死區域集聚，減少了對心功能的損害、縮小了心肌梗死面積，抑制心肌細胞凋亡、炎癥和氧化應激，進而保護心臟。TAN等[28]研究發現，在結扎血管后立即靜脈注射miR-145，可以減少心肌缺血再灌注損傷。此外，QIAO等[29]證實miR-24通過抑制細胞凋亡、纖維化和激活血管生成等過程，改善心功能不全。目前，雖然miRNA抑制劑/模擬物的藥理學開發取得了很大進展。然而，就其臨床應用而言，尚需解決給藥時機和給藥方式等主要問題，才能為心臟重塑提供新的治療靶點。miRNA作為ACS靶向治療的潛在工具，為了進一步確定其臨床診斷和治療價值，也尚需大量的動物實驗和臨床試驗，但這無疑是今后研究的新方向。

5 展 望

miRNA的相關研究為ACS的早期診斷和治療帶來了新的思路和廣闊的應用前景，但仍有許多因素影響和制約其臨床推廣。首先，循環中大多數miRNA的表達很低，目前缺少高效、標準化的miRNA提取和純化方法。其次，與cTnT等生物標志物檢測相比，qPCR和微陣列技術相對耗時。此外，大量的研究是在動物模型上進行的，樣本量普遍較小，必須采用更大的隊列樣本，并且需要對miRNA的檢測方法和參考值進行標準化處理，miRNA才有可能發展成為ACS的生物標志物。

綜上所述，miRNA在ACS的發生和發展中發揮著重要的作用，是診斷和治療ACS的潛在有效生物標志物。同時，miRNA也為研究ACS的發病機制提供了新的研究方向。miRNA在ACS領域的研究尚處于起步階段，盡管動物研究顯示出較好的結果，但在將研究轉化為臨床實踐之前，仍有一些實際困難和技術難題需要解決。當這些難題得到解決，miRNA在ACS診斷與治療中的應用將具有廣闊的前景。