李晶晶(綜述)，樊光輝，何亞雄(審校)

(廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,武漢 430000)

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)的高致死率及其對其他疾病預后的影響，使攻克冠心病成為一個重要的醫(yī)學課題，與冠心病最直接關聯(lián)的便是動脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)。關于As的發(fā)病機制有多種學說，目前學者們多支持“內(nèi)皮損傷反應學說”，認為As是以內(nèi)皮損傷為前驅因素，具有慢性炎性反應特征的病理過程。當血管內(nèi)膜損傷后，激活的炎性細胞分泌活性氧和氧化脂蛋白誘導泡沫細胞形成和血管內(nèi)皮細胞凋亡，脂質(zhì)沉積及結締組織纖維化堆積，導致出現(xiàn)以斑塊生長、侵蝕、破裂等為主要特征的病理變化[1]。近年來對微RNA(microRNA,miRNA)的研究表明，細胞特異性的miRNA在心血管疾病中發(fā)揮著重要的作用，并對As相關因子的表達起重要的調(diào)節(jié)作用，現(xiàn)就相關問題予以綜述。

1 miRNA

1.1miRNA的歷史研究 最初，miRNA被認為僅參與蠕蟲的發(fā)育階段。10年前，miRNA仍被認為是大型哺乳類動物進化中的一種保守的非編碼小分子RNA，近年來相關研究發(fā)現(xiàn)miRNA亦參與人類生物學，并在蛋白質(zhì)翻譯水平上影響基因的表達，進而參與到廣泛的生物過程，已有相關實驗證實miRNA在癌癥演變中扮演重要角色，至此miRNA得到更進一步的認識，并在更廣泛的領域得到重視及研究。2005年起，有研究者開始了miRNA對心臟生物學意義的研究觀察，發(fā)現(xiàn)miRNA在心血管生理病理過程中扮演重要角色，其可作用于多種心血管疾病的遺傳調(diào)節(jié)，如心肌重構、心功能不全、心律失常、心肌缺血、心肌纖維化、動脈粥樣硬化過程等[2-3]。

1.2miRNA的組成與作用機制 miRNA是內(nèi)源性RNA序列，由19～25個核苷酸(平均22個核苷酸)序列組成，其編碼基因存在于蛋白和非蛋白基因的內(nèi)含子區(qū)及非編碼蛋白基因轉錄而成的RNA外顯子區(qū)。在細胞核內(nèi)miRNA在自身的啟動子和調(diào)節(jié)元件作用下，以編碼miRNA的DNA為模版，轉錄出長約1 kb的初級轉錄前體，初級轉錄前體具有5′帽子結構、莖環(huán)結構和3′多聚腺苷酸尾，并在RNA聚合酶的作用下形成70～100堿基對的發(fā)夾結構的前體miRNA，前體miRNA從細胞核轉運至細胞質(zhì)中，經(jīng)切割后成為19～23個核苷酸的成熟的miRNA雙鏈。雙鏈中的一條單鏈miRNA可選擇性結合到RNA誘導沉默復合體，引導RNA誘導沉默復合體到特定的靶信使RNA(messenger RNA，mRNA)，與靶基因mRNA的3′-非編碼區(qū)結合后，破壞或阻止mRNA的翻譯，在轉錄后水平調(diào)控基因表達，實現(xiàn)對目標蛋白質(zhì)的調(diào)整。另一條單鏈miRNA以胞外體和微泡等形式從細胞中釋放，與結合蛋白結合，形成蛋白復合物，作為壞死細胞產(chǎn)物或活性成分參與體內(nèi)相關反應[4-5]。

2 miRNA在As中的作用機制

miRNA對As的影響主要表現(xiàn)在，異常表達的miRNA被細胞釋放，被血管細胞攝取，通過調(diào)控血管內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞和巨噬細胞的功能，參與As和心血管疾病病理生理過程[6]。

2.1miRNA與炎癥 炎癥在血管病變中起著至關重要的作用，并貫穿于As的全程，識別炎癥信號通路的負調(diào)控相關的miRNA可能為心血管疾病治療提供新的治療靶點。

2.1.1miRNA與趨化因子 趨化因子是激活炎癥的始動因子，通過細胞內(nèi)的信號途徑激活炎性細胞，進而引起與As相關的炎性反應。巨噬細胞中的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)被氧化低密度脂蛋白、炎癥趨化因子和血管緊張素Ⅱ所激活，在缺乏PI3K的p110γ巨噬細胞中，炎性細胞的激活顯著減弱或者消失[7]。miR-19a通過影響PI3K的表達，從而調(diào)控趨化因子，實驗證明，兩者間具有正相關性，并同時存在反饋環(huán)[8]。

2.1.2miRNA與炎性細胞 細胞炎性反應是As的主要事件。Zhu等[9]研究顯示，在缺失載脂蛋白E基因造模的動脈硬化小鼠和冠心病患者血清中的miR-155水平較對照組顯著上升，其可能與miR-155參與炎性反應和絲裂原激活蛋白激酶信號通路相關，miR-155通過靶向絲裂原激活蛋白激酶10的表達，抑制缺失載脂蛋白E小鼠炎性因子的表達，實現(xiàn)轉錄后調(diào)控，減緩炎性反應，有助于預防As的發(fā)生和發(fā)展。相反，巨噬細胞源性的miR-342-5p通過抑制蛋白激酶B1酶的介導，抑制miR-155的表達，增強炎性刺激巨噬細胞的表達，最終加速As的發(fā)展。其他參與炎癥重要階段、促進血管內(nèi)皮細胞炎性反應的miRNA還有miR-21、miR-31、miR-155、miR-17-3P、miR-221、miR-222、miR-146a、miR-147、miR-99b、miR-152、miR-126和miR-10a等。

2.2miRNA與血管重構 循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境在高血壓、高血脂、高血糖等危險因素長期作用下，血流動力學發(fā)生改變，在不同部位血管壁接受的壓力不同，血管內(nèi)皮細胞形態(tài)、分化狀態(tài)、排列等產(chǎn)生了適應性改變，終致血管重構、內(nèi)皮損傷。有體外功能研究發(fā)現(xiàn)，miRNA是內(nèi)皮細胞基因表達和實現(xiàn)功能的關鍵。miR-34a、miR-217、miR-200、miR-146C、miR-181a、miR-130a、miR-210、miR-424、miR-221和miR-222分別具有調(diào)節(jié)細胞應激、促血管生成、抗血管生成的作用[10]。

2.2.1miRNA與內(nèi)皮細胞 髓系特異性miR-223的表達可促進祖細胞的增殖、粒細胞的分化及活化，miR-146的表達可在炎癥前水平抑制核轉錄因子κβ因子的表達[11]，其共同作用下，誘導內(nèi)皮祖細胞從骨髓動員、歸巢于動脈血管內(nèi)膜病變部位，修復內(nèi)皮細胞功能，增殖、分化后轉變?yōu)閮?nèi)皮細胞，實現(xiàn)病變處的再內(nèi)皮化，促進血管新生。相反，miR-221可靶向p21小GTP酶活化激酶1，調(diào)節(jié)MEK/ERK信號通路，影響細胞骨架重構、細胞遷移、細胞凋亡和細胞轉化等過程，抑制內(nèi)皮祖細胞的增殖，達到抑制As發(fā)生、發(fā)展的作用[12]。

2.2.2miRNA與血管平滑肌 血管平滑肌細胞中的miRNA參與調(diào)節(jié)血管平滑肌細胞增殖、分化、遷移、凋亡等過程，從而影響As病灶的轉歸。研究結果示，miR-638主要通過調(diào)節(jié)孤核受體1/D型周期蛋白途徑中的關鍵分子，下調(diào)孤核受體1，抑制血小板衍生生長因子誘導D1型周期蛋白的表達，從而調(diào)節(jié)人體的異常血管平滑肌細胞增殖和遷移[13]。亦有載脂蛋白E基因通過影響miR-221/222的表達，抑制血管平滑肌細胞的增殖及調(diào)節(jié)p27蛋白的分泌[14]，從而減緩或阻止As的發(fā)展。

2.3miRNA與脂質(zhì)沉積 機體通過復雜的機制保持膽固醇水平，其合成、吸收、分泌異常可致血漿中膽固醇過量，導致其堆積于動脈壁，影響As形成及發(fā)展。具有調(diào)控脂質(zhì)代謝作用的miRNA有miR-467b、miR-27B、miR-106、miR-33、miR-122、miR-613、miR-663、miR-302A和miR-168等[15]。

2.3.1miRNA與載脂蛋白 載脂蛋白是脂質(zhì)運輸過程中的重要載體，載脂蛋白水平的異常是As的危險因素之一。紐約大學進行了初級肝X核受體配體刺激的小鼠腹腔巨噬細胞的miRNA表達譜芯片分析。報告顯示，初級肝X核受體配體增加巨噬細胞和小鼠肝臟中的miR-144的表達。過度表達的miR-144能降低巨噬細胞中腺苷三磷酸結合和轉運蛋白A1表達，可減弱載脂蛋白A1運載膽固醇外流。相反，抑制小鼠體內(nèi)miR-144的表達，增加腺苷三磷酸結合和轉運蛋白A1和血漿高密度脂蛋白水平。因此，miR-144有雙向調(diào)節(jié)巨噬細胞的膽固醇流出和高密度脂蛋白在肝臟的生物合成的作用[16]。

2.3.2miRNA與脂蛋白 血清脂蛋白是診斷心血管疾病患者脂代謝的重要指標之一。其中高密度脂蛋白具有抗As作用，對載脂蛋白E基因缺失小鼠的實驗研究顯示，miR-33缺陷可提高高密度脂蛋白水平，影響膽固醇從巨噬細胞流出，防止As的發(fā)展[17]。由此可見，miR-33可控制細胞內(nèi)膽固醇排出和脂肪酸的降解，而反miR-33寡核苷酸治療，可提高高密度脂蛋白水平，促進膽固醇逆向轉運和As的消退[18]。

2.3.3miRNA參與脂質(zhì)氧化 氧自由基帶來的脂質(zhì)過氧化，嚴重影響細胞的功能，促進As斑塊形成，在As病灶中含有高濃度的氧化磷脂，刺激單核細胞黏附到內(nèi)皮細胞上，誘導內(nèi)皮細胞炎性基因、血管內(nèi)皮生長因子的表達，促進血管生成反應，可能造成As斑塊的發(fā)展和斑塊不穩(wěn)定。miR-663在參與調(diào)控內(nèi)皮細胞的應激反應及脂質(zhì)氧化的相關因子中扮演重要角色，通過上調(diào)激活轉錄因子4的表達，達到減少As病灶中氧化磷脂的水平，減緩As程度的目的[19-20]。

2.4miRNA與結締組織纖維化 內(nèi)皮損傷，反復炎性反應后，促進細胞合成、分泌膠原蛋白、彈性蛋白和蛋白多糖，形成纖維基質(zhì)，漸致As。調(diào)控這一過程，將大大減低纖維化致As的程度，相關miRNA主要有miR-145、miR-199B。其中血管平滑肌細胞特異性過表達的miR-145可限制As斑塊的形態(tài)和細胞組成，減少纖維帽區(qū)中壞死核心區(qū)域，顯著增加斑塊膠原蛋白的含量，改變斑塊穩(wěn)定性與斑塊破裂之間的平衡[21]。而miR-199B則與其作用相反，可促進纖維化，減緩As的消退[22]。

2.5其他相關作用 miRNA在黏附因子、血小板聚集、維持斑塊穩(wěn)定、氧化應激、細胞凋亡等As相關因素中也有著重要作用，如miR-217和miR-34a可調(diào)控內(nèi)皮細胞的衰老[23]；基質(zhì)金屬蛋白酶可降解細胞外基質(zhì)，影響粥樣斑塊的穩(wěn)定性[24]。

3 展 望

在全球范圍內(nèi)心血管疾病發(fā)病率越來越高的今天，風險預測有十分重要的研究與應用前景。面對已發(fā)現(xiàn)的100種不同的冠狀動脈粥樣硬化易患性位點，使基因檢測識別無癥狀個體患病風險成為可能，并可為提早預防提供依據(jù)。隨著核糖核酸化學的快速發(fā)展，通過檢測血液中miRNA的表達譜，可提供對As疾病的診斷及預后的相關信息，亦可使用改進的RNA堿基和合成人工的反義miRNA或抗體對其進行操縱，成為未來控制心血管疾病中新的治療工具；也將在心血管疾病一級和二級預防中起到至關重要的作用，給人類As風險預測及個體化治療帶來福音。

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