李俊艷，周 俊，劉 麗

(1.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院 ，鄭州450042； 2.武漢科技大學 醫(yī)學院 ，武漢430065 )

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Myocardin與相關(guān)疾病研究進展

李俊艷1，周 俊2，劉 麗1

(1.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學院 ，鄭州450042； 2.武漢科技大學 醫(yī)學院 ，武漢430065 )

心肌素(MYOCD)是心肌和平滑肌細胞(SMC)分化過程中一個強有力的轉(zhuǎn)錄共激活因子，這一作用是通過其與血清效應(yīng)因子(serum response factor，SRF)以及目的基因順式作用元件CArG 盒共同結(jié)合形成三元復(fù)合物而實現(xiàn)的。近年來研究發(fā)現(xiàn)，MYOCD基因表達的異常和許多疾病的發(fā)生相關(guān)，如心力衰竭、腫瘤、血管疾病，以及糖尿病等。本文就MYOCD的分子結(jié)構(gòu)、表達調(diào)控及其與相關(guān)疾病的研究進展作一綜述。

Myocardin；轉(zhuǎn)錄；疾病；進展

心肌素(myocardin，MYOCD)是促心肌和平滑肌細胞分化的一個強有力的轉(zhuǎn)錄共激活因子，有效地調(diào)控心肌和平滑肌細胞的增殖、分化和凋亡。近年來研究發(fā)現(xiàn)，許多疾病的發(fā)生與MYOCD基因表達異常有關(guān)，如心力衰竭、腫瘤、血管疾病，以及糖尿病等。本文就MYOCD的分子結(jié)構(gòu)、表達調(diào)控，及與相關(guān)疾病之間的關(guān)系作一綜述。

1 Myocardin的分子結(jié)構(gòu)及表達調(diào)控

位于平滑肌細胞(smooth muscle cells，SMC)標志基因啟動子上的CArG序列在調(diào)控SMC轉(zhuǎn)錄中起著關(guān)鍵的作用。這一作用的實現(xiàn)依賴于血清效應(yīng)因子(serum response factor，SRF)與CArG盒的結(jié)合，從而激活SMC標志基因的轉(zhuǎn)錄表達。2001年，Wang等從小鼠心臟cDNA文庫中分離、克隆得到一個新的SRF的輔助激活因子，即MYOCD ，其在胚胎及成年心肌和SMC中特異表達，是心臟和SMC發(fā)育及分化過程中不可或缺的輔助因子[1]。

人類MYOCD基因位于17號染色體，DNA片段全長約92 kb，mRNA長約9.5 kb，有13個外顯子。MYOCD屬于SAP結(jié)構(gòu)域核蛋白家族，由935個氨基酸組成，可排列成螺旋-連接-螺旋結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)可與DNA結(jié)合并發(fā)揮作用。目前已知， MYOCD是通過其谷氨酰胺富含結(jié)構(gòu)域功能區(qū)與SRF結(jié)合，再與CArG 盒共同形成MYOCD-SRF-CArG三元復(fù)合物，激活心肌和平滑肌特異性基因的啟動子[2]。因此，MYOCD在SMC發(fā)育和分化中有著至關(guān)重要的作用，而其C端的激活結(jié)構(gòu)域(transactivation domain，TAD)是發(fā)揮這一作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，TAD的缺失可使MYOCD喪失轉(zhuǎn)錄活性。MYOCD相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子MRTF-A和MRTF-B具有與MYOCD相似的結(jié)構(gòu)特征和轉(zhuǎn)錄激活功能，在組織和器官中廣泛表達。通常將MYOCD、MRTF-A和MRTF-B統(tǒng)稱為Myocardin相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子家族。MYOCD家族的發(fā)現(xiàn)為探索細胞生長、分化、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及許多仍未闡明的機制開辟了新的研究領(lǐng)域，也是目前研究的前沿和熱點。

2 Myocardin與相關(guān)疾病

2.1 Myocardin與心血管疾病 MYOCD自發(fā)現(xiàn)以來便成為心血管疾病研究的熱點因子，心肌細胞的轉(zhuǎn)錄過程由MYOCD與SRF綁定后啟動，因此它是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最關(guān)鍵的促心肌細胞分化因子，在心肌細胞存活以及心臟功能的維持方面起到至關(guān)重要的作用。心功能衰竭，是一種常見的臨床疾病，其發(fā)生是由各種原因?qū)е滦募〔荒苡行У貙⒀簭男呐K射出，而引起全身各組織器官的淤血，以及器官功能的失調(diào)。心衰常見的發(fā)病原因包括缺血性心臟病和擴張性心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM)等。早在2003年，Torrado M首次發(fā)現(xiàn)了DCM心肌組織中MYOCD的mRNA水平增高[3]。此后，Park C等[4]又發(fā)現(xiàn)肥厚性心肌病、原發(fā)性高血壓患者的心肌組織中MYOCD的mRNA表達水平也增高。Kontaraki JE等研究發(fā)現(xiàn)[5]，小豬體內(nèi)強制表達MYOCD基因后，不僅使心室的舒張功能降低，還影響了心肌細胞的電生理活動。突變MYOCD基因5’端啟動子區(qū)域，使其表達下調(diào)后，可使肥厚性心肌病者左心室功能有所恢復(fù)。Torrado M等[6]在阿霉素誘導(dǎo)心衰的大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，通過短發(fā)夾RNA技術(shù)沉默MYOCD后，使心衰基因的表達下調(diào)，從而減輕了心功能受損的程度。Ca2+超載以及Ca2+信號通路的激活可誘導(dǎo)心肌肥厚的發(fā)生，早已得到證實。最近有研究表明，MYOCD在這一過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[7]。大量的臨床研究和實驗均證實：在多種心臟疾病中MYOCD的表達量增高，而抑制或降低其表達后使心室功能有一定的恢復(fù)。因此，降低MYOCD的表達水平可以作為心肌肥厚和心功能衰竭等疾病潛在的治療靶點。

MYOCD在血管性疾病中發(fā)揮了怎樣的作用，Shen J等[8]應(yīng)用不同的動物實驗發(fā)現(xiàn)，當發(fā)生血管損傷時，血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cells，VSMC)中MYOCD的 mRNA表達降低，MYOCD可以抑制血管內(nèi)膜的損傷作用。另外，動脈粥樣硬化和高血壓動物模型的VSMC中MYOCD的表達量亦減少。Pfisterer L等[9]在靜脈曲張病例中發(fā)現(xiàn)，靜脈VSMC中MYOCD的mRNA表達水平也是降低的。硼替佐米，是一種蛋白酶抑制劑，可使MYOCD表達量增高。有趣的是，在實驗中用硼替佐米治療小鼠靜脈曲張，可以減少SMC的增殖和遷移，從而起到治療作用。目前，關(guān)于MYOCD在其他血管性疾病中作用的研究仍在進行，如外周動脈性疾病、動脈瘤、移植動脈病等。以上研究結(jié)果為MYOCD作為血管性疾病的治療方向提供了強有力的證據(jù)支持。

2.2 Myocardin與腫瘤 新近研究表明，MYOCD在一些腫瘤生長中起負生長調(diào)控機制，可能是腫瘤的抑制基因之一。有研究證明，子宮平滑肌肉瘤組織中MYOCD表達降低[10]。在體外，強制表達MYOCD可明顯抑制子宮平滑肌肉瘤細胞的生長，這一作用是部分通過MYOCD-SRF-CArG三元復(fù)合物，激活生長抑制劑-P21而實現(xiàn)的。Chen F等[11]檢測到鼻咽癌細胞中MYOCD表達減少，并證實MYOCD的失活與其啟動子的甲基化作用密切相關(guān)。在實驗中，使用DNA甲基化抑制劑5-氮雜胞苷，增加MYOCD的表達量后，對鼻咽癌細胞的惡性生物學行為有明顯的抑制作用。MYOCD對有些腫瘤的抑制作用可能是間接的。Maspin基因是一種抑癌基因，在許多腫瘤細胞中表達減少。LIAO XH等[12]在乳腺癌細胞中強制表達Maspin后，可促使乳腺癌細胞的凋亡，而目前已知，Maspin的表達是由MYOCD所轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)的。因此推測，在乳腺癌的發(fā)生機制中，MYOCD發(fā)揮了潛在的作用。最近，Xiang Y等[13]對MYOCD在乳腺癌發(fā)病機制中所扮演的角色進行了更深一步的探究。結(jié)果證實，在體外MYOCD可以抑制乳腺癌細胞(MCF-7)的生長，促進其凋亡，且這種抑制作用是通過雌激素受體(ERα)而實現(xiàn)的。以上結(jié)果表明，MYOCD在多種惡性腫瘤中的表達量是降低的。

出乎意料的是，Perot G等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在腹膜后平滑肌肉瘤(retroperitoneal leiomyosarcomas，LMS)組織中MYOCD的表達卻是增高的。血管平滑肌肉瘤，是起源于平滑肌的一種惡性腫瘤，其平滑肌細胞表型轉(zhuǎn)換發(fā)生異常，具體的分子機制目前尚未明確。但不難推測，其發(fā)生與MYOCD功能失調(diào)之間有一定聯(lián)系，當然，這需要更進一步的研究來證實。MYOCD在相關(guān)腫瘤中的作用將會不斷被揭示，以期為腫瘤的治療提供新的思路。

2.3 Myocardin與糖尿病 2型糖尿病在全球范圍內(nèi)正呈現(xiàn)逐年增高的趨勢，中國成人的發(fā)病率已居世界首位。該病的表現(xiàn)之一是患者體內(nèi)晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products,RAGE)的水平急劇增高，而這一改變與血管炎癥和鈣化的發(fā)生密切相關(guān)。有研究證明，RAGE的異常增多會抑制MYOCD和平滑肌細胞收縮型基因的表達，使平滑肌細胞向成骨型表型轉(zhuǎn)化，而此表型正是促使外周動脈發(fā)生硬化的重要因素[15]。除了血管并發(fā)癥以外，糖尿病患者還會出現(xiàn)性功能障礙，如男性患者會出現(xiàn)勃起功能障礙。He SH等[16]在糖尿病動物模型中檢測到其陰莖海綿體中MYOCD表達量降低，MYOCD的強制表達能使糖尿病大鼠的勃起功能恢復(fù)正常。為闡明機制，研究中發(fā)現(xiàn)，在此功能恢復(fù)過程中大鼠陰莖海綿體內(nèi)平滑肌細胞的表型發(fā)生了變化，即由增殖型轉(zhuǎn)化為收縮型。

最近有研究表明，在人類間充質(zhì)干細胞中，MYOCD協(xié)同胰島β細胞特異性轉(zhuǎn)錄因子pdx-1，共同激活胰島素的表達，這一研究將為1型糖尿病的治療提供新的思路和方向[17]。此外，糖尿病的其他并發(fā)癥，如動脈粥樣硬化、視網(wǎng)膜血管病變、外周動脈疾病的發(fā)生是否與MYOCD相關(guān)，正成為目前的研究熱點。

2.4 Myocardin與其他疾病 肝星狀細胞轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細胞，使其數(shù)目大量增加，是肝纖維化發(fā)生的重要原因。而Shimada H等[18]發(fā)現(xiàn)，MYOCD可誘導(dǎo)動物出現(xiàn)肝纖維化。值得一提的是，在實驗中利用MYOCD siRNA，可顯著減少肌成纖維細胞的數(shù)量，阻止肝纖維化的發(fā)生。由此提示，MYOCD可能成為治療肝纖維化的新靶向。另外，Sisson 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，SRF/MYOCD通路在肺纖維化病理過程中的作用至關(guān)重要，抑制這一通路可增加成纖維細胞的凋亡，從而可使肺纖維化的程度減輕，起到治療的作用。目前，還有大量有關(guān)MYOCD與疾病的研究正在進行中。

3 結(jié)語

過去，有關(guān)MYOCD的研究主要集中在其對平滑肌細胞表型分化狀態(tài)的影響。隨著研究的不斷深入，人們對MYOCD的調(diào)控作用有了新的認識。MYOCD通過與其他蛋白的相互作用，或自身表達量的改變以及其潛在的效應(yīng)，在疾病中發(fā)揮了一定的作用。因此，不難預(yù)測，MYOCD將成為某些疾病診斷的標志物或治療的靶向。有關(guān)MYOCD試劑(抗體)的研發(fā)，可誘導(dǎo)MYOCD表達的動物模型的研究，將成為后續(xù)努力的方向。在此過程中，MYOCD這個重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，在正常和疾病狀態(tài)下所發(fā)揮的作用機制，以及其潛在的治療前景將不斷地被揭示。

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[責任編校：李宜培]

2016-05-31

李俊艷(1983-)，女，河南省鞏義市人，碩士，講師，從事生理學教學及科研工作。

R 331.3+1

A

1008-9276(2016)06-0567-03