血小板microRNA-155與動脈粥樣硬化的研究進展

作者單位:650032 昆明,成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院心內(nèi)科(李文琴,楊麗霞)；昆明醫(yī)科大學成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院臨床學院(李文琴)

李文琴,楊麗霞

[關(guān)鍵詞]血小板； microRNA-155；動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)是一類以脂質(zhì)和炎癥性細胞在血管壁內(nèi)膜沉積為特征的血管壁慢性炎癥性、血栓性疾病[1]。慢性炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)代謝異常、斑塊不穩(wěn)定、血小板活化和凝血系統(tǒng)失衡是相互作用、相互關(guān)聯(lián)的的反饋調(diào)節(jié)通路,在AS發(fā)生及發(fā)展過程中均起重要作用。另外,經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)(PCI)后局部血管壁損傷和斑塊破裂,可引發(fā)血小板級聯(lián)式激活而繼發(fā)血栓。在這一系列病理生理過程中,血小板起著核心作用。

miRNA存在于包括血液在內(nèi)的各種生物體液內(nèi),并可作為良好的潛在診斷標記物、預(yù)后標志物和治療靶標[2]。近年,miRNAs對AS發(fā)生、發(fā)展的調(diào)節(jié)作用逐漸得以闡明,參與調(diào)控血管壁炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)代謝、不穩(wěn)定斑塊破裂、血小板活化、血栓形成等病理生理過程[3]。而mir-155被認為與炎癥相關(guān),參與調(diào)控與AS相關(guān)的血管壁炎性反應(yīng)及輔助性T細胞分化,是參與AS發(fā)生、發(fā)展的最關(guān)鍵分子之一。

1miRNA的生物學基礎(chǔ)

miRNAs是一類在真核生物廣泛分布,長約21~23個核苷酸時序性、高度保守性和組織特異性的非編碼小分子RNA。miRNAs的合成,首先是從RNA聚合酶Ⅱ在細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄生成含有幾千個堿基對的原始miRNAs(primary miRNAs,pri-miRNAs)開始,此步的關(guān)鍵是pri-miRNAs將特定區(qū)域折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。然后,pri-miRNAs經(jīng)過細胞核內(nèi)RNA內(nèi)切酶ⅢDrosha與結(jié)合蛋白DGCR8共同作用,形成一個長約65~75個核苷酸的莖環(huán)結(jié)構(gòu),即前體miRNAs(precursor miRNAs,pre-miRNAs)。接著,pre-miRNAs被RAS相關(guān)核蛋白GTP酶依賴的核穿膜蛋白Exportin5識別并轉(zhuǎn)運出細胞核。在細胞質(zhì)中,pre-miRNAs在RNA內(nèi)切酶Dicer與反轉(zhuǎn)錄結(jié)合蛋白TRBP復(fù)合物的作用下剪切成一種含兩個3'袢狀結(jié)構(gòu)的小片段雙鏈miRNA 復(fù)合體,它由成熟miRNA和互補鏈dsRNA組成。最后,雙鏈miRNA 復(fù)合體很快被一種尚未明確的解螺旋酶松解,互補鏈dsRNA被降解,成為成熟的miRNA單鏈,該成熟單鏈與RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RISC)一起結(jié)合到靶基因mRNAs的3'非翻譯區(qū)(3'UTR),通過降低靶mRNA穩(wěn)定性或(和)抑制mRNA翻譯調(diào)控蛋白質(zhì)編碼基因。在轉(zhuǎn)錄后水平沉默特定基因,從而對基因表達起精細調(diào)控作用,參與調(diào)控細胞生長、分化、增殖、凋亡和遷移等作用[4]。

2血小板與血小板miRNA

2.1血小板血小板是從骨髓巨核細胞釋放入血的直徑1~4 μm的無細胞核的胞質(zhì)碎片,參與維持止血平衡和保護血管完整性。與此相反,不受控制的血小板活化與多種疾病有關(guān),血小板通過與單核細胞、血管內(nèi)皮細胞、嗜中性粒細胞等相互作用,在AS,增生性、閉塞性或血栓性心血管疾病,炎癥和部分癌癥等疾病中發(fā)揮重要作用[4-5]。大量研究表明,血管內(nèi)皮損傷、粥樣斑塊形成、斑塊破裂等過程均有血小板的活化和聚集。血小板還是重要的炎癥介質(zhì),活化的血小板、白細胞和內(nèi)皮細胞之間相互作用,導(dǎo)致泡沫細胞形成和發(fā)育,加速AS進展。

2.2血小板miRNA血小板上有大量的miRNA存在,已證明血小板表達超過492種miRNA[6]。血小板無核且不具備自己的基因組DNA,但含有來源于巨核細胞的mRNA,仍能合成蛋白質(zhì)和介導(dǎo)miRNA成熟。首先,能將mRNA翻譯為與止血和炎癥相關(guān)的蛋白質(zhì)[7]。其次,Landry等[8]已證明,人類血小板含有來源于巨核細胞胞質(zhì)的Dicer、TRBP2和Ago2等物質(zhì),能促使pre-miRNA轉(zhuǎn)化為成熟的miRNA。2008年Bruchova等[9]首次報道人類血小板有miRNA存在的證據(jù),且首次描述了人類血小板miRNA表達失調(diào)可能與血液系統(tǒng)疾病有關(guān)。而血小板miRNA通過改變基因在疾病治療方面的臨床價值,正在逐步被深入廣泛研究。

3血小板miRNA-155與動脈粥樣硬化的關(guān)系

3.1miRNA-155與動脈粥樣硬化mir-155是由位于21號染色體的BIC基因外顯子編碼而成的一個多功能microRNA[10]。最初由Metzler等[11]發(fā)現(xiàn)在B淋巴細胞相關(guān)性腫瘤中表達上調(diào),隨后研究證實,mir-155在血細胞生成、炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)、癌癥和心血管疾病等過程中均發(fā)揮重要作用[12]。然而,mir-155對動脈粥樣硬化的作用一直存在爭議。

mir-155是在動脈粥樣硬化斑塊和促炎巨噬細胞特異性表達的多靶點分子,參與調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、血管平滑肌細胞、不同的白細胞亞群和血小板。Zhu等[13]研究發(fā)現(xiàn),在載脂蛋白敲除(ApoE-/-)或高脂血癥小鼠模型中,mir-155有抑制炎癥、防止AS的功能。同時,mir-155在急性冠脈綜合征患者的外周血單核細胞中表達減少了60%[14]。提示mir-155可能是一種保護性的miRNA,起到抗炎、預(yù)防AS的作用。

與此相反,近來有研究指出,mir-155是一類致炎性miRNA。Tian等[15]用實時熒光定量方法發(fā)現(xiàn),在動脈粥樣硬化ApoE-/-)小鼠的血漿和巨噬細胞內(nèi),miR-155的表達水平明顯上升,并證明了氧化低密度脂蛋白(oxLDL)誘導(dǎo)巨噬細胞內(nèi)miR-155表達增加。Du等[16]發(fā)現(xiàn),miR-155表達水平降低,削弱AS ApoE-/-小鼠的病情。Nazari等[17]發(fā)現(xiàn),在人和小鼠AS病變處miR-155表達上調(diào),且miR-155僅表達于巨噬細胞和平滑肌細胞病損局部。然而,冠心病患者的循環(huán)miR-155表達下調(diào)[18]。但miR-155在AS早期和晚期的作用似乎不同[19],而具體機制尚未得到定論。這似乎限制了miR-155目前在AS患者診療中的應(yīng)用價值。

3.2血小板miR-155與動脈粥樣硬化血小板被證明參與AS發(fā)生、發(fā)展的多個環(huán)節(jié)。然而,與AS密切相關(guān)的miR-155在血小板上的表達情況如何呢？Tian等[15]發(fā)現(xiàn),當CD34+造血干細胞向巨核細胞譜系分化過程中,miRNA-155表達水平顯著降低。Romania等[20]所做的體外實驗和O'connell等[21]所做的體內(nèi)實驗得出相似的結(jié)論,即過表達miR-155抑制造血干細胞分化為巨核細胞。Qian等[22]研究發(fā)現(xiàn),原發(fā)性免疫性血小板減少癥(ITP)患者miR-155有所增加,miR-155水平與血小板計數(shù)呈負相關(guān)；ITP患者接受治療后,miR-155水平下降。AS患者隨著病情演變,循環(huán)血小板數(shù)量先減少后又恢復(fù)正常,是否可推測miR-155表達水平隨著循環(huán)血小板數(shù)量的變化而呈現(xiàn)負相關(guān)趨勢,但這些推斷目前還缺乏相關(guān)的研究進行論證。

4展望

從基因水平診斷、治療AS是當今生物醫(yī)學研究的熱點。以往研究大多趨向于把miR-155看做是AS保護因子,具有抗炎和對抗AS作用。近年,隨著人們對miR-155不斷深入研究,發(fā)現(xiàn)它在AS發(fā)生、發(fā)展過程中表現(xiàn)出致炎效應(yīng)。有學者認為,miR-155在AS發(fā)生、發(fā)展不同時期表現(xiàn)出不同的作用,導(dǎo)致這一對立結(jié)果的出現(xiàn),但具體分子機制需進一步闡明。目前相互矛盾的結(jié)論一定程度上限制了miR-155在疾病診療中的應(yīng)用價值。血小板是AS發(fā)生、發(fā)展過程中起核心作用的分子之一,且發(fā)現(xiàn)血小板有一定水平的miR-155表達并與AS表現(xiàn)出一定相關(guān)性。推測血小板miR-155可作為AS診療新靶點。但血小板mirNA-155在AS患者的表達水平,與AS的相關(guān)性及相互作用機制研究還較少。目前對miRNA的很多功能、對應(yīng)靶點及其發(fā)揮作用的具體分子機制等研究還不是很清楚,尤其與血小板相關(guān)的miRNA的研究甚少。雖已有一些血小板miRNA被明確與AS密切相關(guān),但還處在一個早期研究階段,這將是未來對血小板miRNA病理生理狀態(tài)下各種分子機制研究的一個熱點。

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(收稿日期:2014-12-19)

文章編號1004-0188(2015)04-0453-03

doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2015.04.046

中圖分類號R 543.5

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