譚曉勇， 方 丹， 吳劍波， 羅 茂△

(1西南醫(yī)科大學(xué)藥物研究中心， 四川 瀘州 646000； 2宣漢縣人民醫(yī)院藥學(xué)部， 四川 達(dá)州 635000)

miR-21對(duì)血管內(nèi)皮功能及血管生成調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展*

譚曉勇1, 2， 方 丹1▲， 吳劍波1， 羅 茂1△

(1西南醫(yī)科大學(xué)藥物研究中心， 四川 瀘州 646000；2宣漢縣人民醫(yī)院藥學(xué)部， 四川 達(dá)州 635000)

微小RNA-21； 血管內(nèi)皮細(xì)胞； 血管生成； 心血管疾病

血管內(nèi)皮細(xì)胞作為血管的內(nèi)襯，一方面參與構(gòu)成血管的通透性屏障，調(diào)節(jié)液體、氣體及生物大分子物質(zhì)的選擇性通透；另一方面可分泌大量血管活性因子，參與對(duì)凝血與抗凝功能、纖溶系統(tǒng)和炎癥發(fā)生發(fā)展等的調(diào)控，與血管功能和循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定密切相關(guān)。研究表明，血管內(nèi)皮細(xì)胞功能激活是血管生成的先決條件[1]。血管內(nèi)皮細(xì)胞在多種細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下增殖遷移，為血管管腔形成提供內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量的積累。血管生成因子與內(nèi)皮細(xì)胞受體結(jié)合可激活內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)相關(guān)的信號(hào)通路，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞小管形成以及細(xì)胞外基質(zhì)的重構(gòu)，參與調(diào)節(jié)血管生成。此外，血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能損傷是高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病及血栓形成等心血管疾病的關(guān)鍵步驟[2-4]。因此，研究血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的變化及其機(jī)制對(duì)預(yù)防、診斷和治療多種心血管疾病有重大意義。

微小RNA(microRNA，miRNA，miR)是一類內(nèi)源性的非編碼小分子RNA，長度約為19～25個(gè)堿基，它的功能主要是通過與靶基因mRNA的3’端非翻譯區(qū)(3’-untranslated region，3’-UTR)相結(jié)合，降解靶基因或者抑制其翻譯，產(chǎn)生負(fù)性調(diào)控的作用，從而廣泛參與調(diào)節(jié)多種生命體活動(dòng)[2-4]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在糖尿病、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化等多種心血管疾病中扮演著重要的角色，已經(jīng)成為新一代心血管疾病的特異性標(biāo)志物[5]。miR-21是近幾年研究最廣泛的miRNA之一，它主要通過調(diào)控平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移及凋亡等成為重要的血管生成調(diào)節(jié)因子。本文綜述了與血管內(nèi)皮細(xì)胞功能調(diào)節(jié)相關(guān)miRNA的發(fā)現(xiàn)及研究現(xiàn)狀，特別是miR-21及其靶基因在血管內(nèi)皮功能調(diào)節(jié)中的作用，明確了miR-21與血管生成的關(guān)系，展望了miR-21成為臨床心血管疾病的預(yù)防、診斷和治療新靶點(diǎn)的潛力。

1 內(nèi)皮功能調(diào)節(jié)相關(guān)miRNA的發(fā)現(xiàn)和研究現(xiàn)狀

目前，約有超過500種人源miRNA被發(fā)現(xiàn)識(shí)別，越來越多的證據(jù)表明miRNA存在不同的表達(dá)譜，在包括糖尿病和高血壓等疾病的病理生理過程中扮演著重要的角色，而miRNA所介導(dǎo)的心血管效應(yīng)主要是通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞等血管壁細(xì)胞的功能來實(shí)現(xiàn)的。

研究表明，在血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移的過程中，miRNA調(diào)節(jié)扮演著重要的角色。血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移受多種細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)，主要包括血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、血管生成素1(angiopoietin-1，Ang-1)和成纖維細(xì)胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)等內(nèi)皮細(xì)胞增殖促進(jìn)因子，以及凝血酶敏感蛋白1(thrombin sensitive protein-1，TSP-1)、血管內(nèi)皮抑素 (endostatin，ES)和血管抑素(angiostatin，AS)等內(nèi)皮細(xì)胞增殖抑制因子。而上述調(diào)節(jié)因子部分已證實(shí)是miRNA的上游調(diào)控因子或下游靶基因。例如，Soufi-Zomorrod等[6]研究發(fā)現(xiàn)，miR-129-1和miR-133能靶向抑制血管內(nèi)皮生長因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2)和成纖維細(xì)胞生長因子受體1(fibroblast growth factor receptor 1，F(xiàn)GF1)的表達(dá)，進(jìn)而抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)的增殖遷移和細(xì)胞活力，發(fā)揮抗血管生成的作用。同時(shí)，Yang等[7]研究表明，高糖能減少猴視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞RF/6A中miR-126的表達(dá)，而增加VEGF-A及磷脂酰肌醇3-激酶調(diào)節(jié)亞基2(phosphatidylinositol 3-kinase regulatory subunit 2,PIK3R2)的表達(dá)；進(jìn)一步研究表明，上調(diào)miR-126能通過阻斷 VEGF/PI3K/AKT信號(hào)通路，抑制高糖誘導(dǎo)的RF/6A細(xì)胞的增殖遷移。更有趣的是有文獻(xiàn)報(bào)道稱miR-221/222在血管平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中的作用截然相反，一方面，miR-221/222能促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖遷移，抑制其凋亡；而另一方面，miR-221/222能抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖遷移，促進(jìn)其凋亡。有研究表明，小鼠心肌梗死后，miR-130a表達(dá)下調(diào)，miR-130a能靶向抑制PTEN的表達(dá)，從而激活PI3K/Akt信號(hào)通路，促進(jìn)HUVECs的增殖遷移，在心肌梗死后的心臟保護(hù)以及血管重構(gòu)中發(fā)揮著重要的作用。Wang等[8]研究揭示，間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡中miR-210高表達(dá)，高表達(dá)的miR-210能夠靶向下調(diào)EFNA3基因的表達(dá)，促進(jìn)HUVECs的增殖遷移及小管形成，進(jìn)而促進(jìn)血管生成。

炎癥是宿主抵抗外來感染和損傷的重要形式，而miRNA作為能調(diào)控基因表達(dá)的上游調(diào)控因子在內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮了重要的作用。Tang等[9]研究表明基因敲除的ApoE-/-糖尿病小鼠的主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中miR-126表達(dá)明顯減少，而高遷移率族盒蛋白1(high mobility group box protein 1，HMGB1)的表達(dá)上調(diào)，并伴有明顯的炎癥反應(yīng)；進(jìn)一步研究顯示，miR-126能夠靶向下調(diào)HMGB1的表達(dá)，進(jìn)而降低下游腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)的表達(dá)，促進(jìn)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)和AKT的磷酸化，發(fā)揮抗炎的作用。Ye等[10]研究揭示miR-146a能通過阻斷微血管內(nèi)皮細(xì)胞(microvascular endothelial cells，MECs)中TLR4/NF-κB信號(hào)通路以及抑制TNF-α的表達(dá)，減少M(fèi)ECs中炎癥的發(fā)生。

血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡是動(dòng)脈粥樣硬化、肺動(dòng)脈高壓及糖尿病大血管病變等心血管疾病的早期事件。此外，內(nèi)皮細(xì)胞凋亡常伴隨著TNF-α、ROS和血管緊張素II(angiotensin II，Ang II)等的異常表達(dá)。研究顯示，miRNA與上述生成因子密切相關(guān)，提示miRNA可能參與調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。Luo等[11]研究表明，Ang II能夠誘導(dǎo)HUVECs凋亡，并伴隨著miR-590-5p的下調(diào)，而miR-590-5p的下調(diào)能進(jìn)一步導(dǎo)致氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)和ROS表達(dá)增加，從而促進(jìn)HUVECs的凋亡。部分研究發(fā)現(xiàn)，低表達(dá)的miR-365能抑制ox-LDL誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，提示通過抑制miR-365的表達(dá)來治療動(dòng)脈粥樣硬化將成為可能。血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老主要是其增殖和凋亡失衡的結(jié)果，是心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素之一。沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶1(silent information regulator 2 homolog 1，Sirt1)是一種NAD+依賴的高度保守的蛋白去乙?；?。研究發(fā)現(xiàn)，Sirt1能參與eNOS的去乙酰化作用，在細(xì)胞壽命的調(diào)節(jié)中具有必不可少的作用。例如，Menghini等[12]的研究結(jié)果表明miR-217能抑制Sirt1的轉(zhuǎn)錄翻譯過程，進(jìn)而影響eNOS的表達(dá)，參與調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞的衰老。

2 血管內(nèi)皮細(xì)胞miR-21簡介

研究表明，人miR-21編碼基因定位于17q23.2，跨膜蛋白49(transmembrane protein-49，TMEM-49)基因的第10個(gè)內(nèi)含子上，由72個(gè)核苷酸經(jīng)莖環(huán)剪切加工成只包含22個(gè)核苷酸的成熟RNA小分子，人miR-21的保守序列為5’-UAGCUUAUCAGACUGAUGUUGA-3’。研究表明，miR-21的生成受上游轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的調(diào)節(jié)，主要包括核轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1(activator protein-1，AP-1)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)和轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)等。調(diào)控因子在轉(zhuǎn)錄前和轉(zhuǎn)錄后均可以調(diào)控miR-21的表達(dá)，而這些轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子往往在內(nèi)皮功能障礙時(shí)異常表達(dá)，暗示著miR-21可能在血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定中起著重要的作用。研究miR-21在內(nèi)皮細(xì)胞功能調(diào)節(jié)中的作用機(jī)制，關(guān)鍵在于準(zhǔn)確找到它的靶基因。目前，主要利用miRBase、miRanda、TargetScan6.2和PicTar等在線軟件對(duì)miR-21潛在的靶基因進(jìn)行預(yù)測，然后通過雙螢光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)鑒別驗(yàn)證其與靶基因結(jié)合的結(jié)構(gòu)學(xué)特征，RT-qPCR和Western blot鑒別驗(yàn)證功能學(xué)特點(diǎn)。盡管現(xiàn)階段已經(jīng)預(yù)測出約210種miR-21可能直接調(diào)控的靶基因，但得到證實(shí)的靶基因并不多，并且現(xiàn)有大多數(shù)研究主要集中于腫瘤方面，關(guān)于心血管系統(tǒng)尤其是調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能方面的研究還比較少，有待進(jìn)一步的深入探索和研究。

越來越多的證據(jù)表明，miR-21是血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移的一個(gè)重要調(diào)節(jié)因子，然而，有關(guān)其作用的報(bào)道卻存在著爭議。Jiang等[13]研究表明，VEGF能上調(diào)miR-21的表達(dá)，而miR-21過表達(dá)能顯著增強(qiáng)VEGF誘導(dǎo)的HUVECs增殖遷移；同時(shí)，Guduric-Fuchs等[14]的研究也發(fā)現(xiàn)，下調(diào)miR-21的表達(dá)能抑制視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖遷移和小管形成。然而Sabatel等[15]研究表明miR-21過表達(dá)能通過靶向下調(diào)Ras同族體基因家族成員B(Ras homolog gene family member B， RhoB)的表達(dá)，進(jìn)而抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移；Jin等[16]證實(shí)了RhoB是miR-21在內(nèi)皮細(xì)胞中的直接靶標(biāo)，并且miR-21能靶向下調(diào)RhoB的表達(dá)，從而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，抑制其增殖遷移等。而導(dǎo)致這一矛盾結(jié)論的原因可能是細(xì)胞種類以及miR-21靶基因選擇的不同。

miR-21部分靶基因也被證實(shí)參與調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞增殖遷移。Li等[17]利用雙螢光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證明了AP-1是miR-21的直接靶標(biāo)，而miR-21能靶向上調(diào)AP-1的表達(dá)，抑制VEGF誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞的增殖遷移，提示，通過調(diào)控細(xì)胞內(nèi)miR-21的表達(dá)治療增生性血管疾病將成為可能。同時(shí)，Wang等[18]研究表明，原肌球蛋白1(tropomyosin 1，TPM1)是miR-21在動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞中的靶基因，miR-21能通過調(diào)節(jié)TPM1的表達(dá)參與抑制動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的增殖遷移，參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程。

已發(fā)現(xiàn)miR-21通過部分靶基因參與調(diào)控二甲雙胍的作用機(jī)制。Luo等[19]研究發(fā)現(xiàn)，miR-21能與第PTEN和SMAD7的mRNA 3’-UTR互補(bǔ)結(jié)合，抑制miR-21的表達(dá)，靶向上調(diào)PTEN和SMAD7的表達(dá)，進(jìn)而抑制AKT、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白SMAD2/3的磷酸化，抑制HUVECs的增殖遷移，參與二甲雙胍損傷內(nèi)皮細(xì)胞功能的過程。

內(nèi)皮細(xì)胞凋亡是內(nèi)皮功能障礙的主要表現(xiàn)形式之一。研究表明，miR-21能通過調(diào)控其相關(guān)靶基因調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。例如，Ge等[20]研究揭示，外傷性損傷大鼠大腦后，miR-21-5p表達(dá)上調(diào)，研究進(jìn)一步顯示，利用劃痕損傷腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞(brain microvascular endothelial cells，BMVECs)后，miR-21-5p能通過激活A(yù)KT信號(hào)通路抑制BMVECs凋亡，以及阻斷核因子κB(nuclear factor κB，NF-κB)信號(hào)通路抑制炎癥的發(fā)生，從而減弱劃痕對(duì)內(nèi)皮屏障的損傷，保護(hù)血腦屏障。Wei等[21]研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB能顯著上調(diào)氧化應(yīng)激損傷的心肌細(xì)胞中miR-21的表達(dá)，且證明了程序性細(xì)胞凋亡因子4(programmed cell death 4，PDCD4)是miR-21的直接靶標(biāo)，進(jìn)一步研究顯示，miR-21能靶向下調(diào)PDCD4的表達(dá)，抑制心肌細(xì)胞凋亡，減輕ROS誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷。Weber等[22]利用低密度陣相實(shí)驗(yàn)和RT-qPCR證實(shí)了在剪切應(yīng)力的作用下，HUVECs中miR-21、miR-155、miR-19a、miR-126和miR-27b等13種miRNA的表達(dá)均上調(diào)，其中miR-21上調(diào)趨勢最為明顯，miR-21過表達(dá)能抑制HUVECs凋亡，這一過程和增加內(nèi)皮細(xì)胞中eNOS磷酸化及NO的表達(dá)有著密切的關(guān)聯(lián)。

血管老化是多種心血管疾病的促進(jìn)因素，而內(nèi)皮細(xì)胞衰老在血管老化中發(fā)揮著重要的作用，因此，探究內(nèi)皮細(xì)胞衰老的具體分子機(jī)制是研究血管老化復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的重要方向。Dellago等[23]發(fā)現(xiàn)衰老的HUVECs中miR-21、miR-23、miR-23b、miR-24、miR-221和miR-222等12種miRNA表達(dá)上調(diào)，上調(diào)的miR-21能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長抑制，從而促進(jìn)細(xì)胞衰老。Zhu等[24]研究也證實(shí)了miR-21能通過抑制Hmga2 的表達(dá)促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells，EPCs)的衰老。表1列出了已經(jīng)證實(shí)的部分與血管細(xì)胞功能相關(guān)的miR-21的靶基因。

表1 與內(nèi)皮功能調(diào)節(jié)相關(guān)的miR-21靶基因

3 miR-21與血管生成

廣義的血管生成是指生命體在生理和病理狀態(tài)下形成新的血管和血管網(wǎng)的過程，主要包括血管發(fā)生、血管生成和動(dòng)脈形成，是一個(gè)涉及了多種血管細(xì)胞和細(xì)胞因子的過程，而miR-21就是其中的一種細(xì)胞因子。血管發(fā)生是指在創(chuàng)傷、炎癥等情況下，EPCs分化成成熟的血管內(nèi)皮細(xì)胞并聚集于損傷部位，形成新生血管的過程。近幾年研究表明，miR-21廣泛參與調(diào)節(jié)EPCs的增殖、凋亡和衰老等，在血管發(fā)生中扮演著重要的角色。Zuo等[27]研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈粥樣硬化病人的EPCs中miR-21高表達(dá)，并且EPCs的增殖能力顯著減弱，將miR-21基因敲除后，低氧誘導(dǎo)的EPCs的生長抑制效應(yīng)被廢除；進(jìn)一步研究顯示，miR-21通過靶向下調(diào)E3蛋白泛素連接酶WWP1的表達(dá)，進(jìn)而激活TGF-β信號(hào)通路，抑制EPCs的增殖。Zeng等[28]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病病人的循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞中miR-21表達(dá)上調(diào)，而抑制miR-21的表達(dá)后，高糖誘導(dǎo)的EPCs的生殖毒性顯著增加，促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞凋亡，這可能與miR-21靶向抑制死亡結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白的表達(dá)有關(guān)。同時(shí)，Zhu等[24]研究表明，miR-21能通過靶向抑制 Hmga2的表達(dá)，促進(jìn)EPCs的衰老。

血管生成是機(jī)體在已有微血管基礎(chǔ)上通過血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和分化以出芽的方式萌生的血管分支。內(nèi)皮細(xì)胞的激活和增殖遷移是血管生成的關(guān)鍵，調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞激活，促進(jìn)血管生成是目前治療部分缺血性心血管疾病的一種新方法和新思路。Yang等[29]研究發(fā)現(xiàn)，miR-21能夠通過靶向下調(diào)心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞中PTEN的表達(dá)，促進(jìn)其增殖遷移，以及增加VEGF的表達(dá)，促進(jìn)血管生成，減少大鼠急性心肌梗塞面積，保護(hù)心臟。同時(shí)，Jiang等[13]證實(shí)了，miR-21能通過AKT和ERK信號(hào)通路增加VEGF誘導(dǎo)的HUVECs的增殖遷移和小管形成，從而促進(jìn)血管生成。Xu等[30]研究揭示，miR-21在腎臟缺血再灌注損傷中扮演著雙重角色，一方面通過靶向調(diào)控PDCD4和缺氧誘導(dǎo)因子調(diào)控細(xì)胞凋亡以及促進(jìn)血管生成起到保護(hù)腎臟的作用；另一方面，長期過表達(dá)miR-21能導(dǎo)致腎間質(zhì)纖維化，從而進(jìn)一步加重器官的損傷。有文獻(xiàn)報(bào)道稱，低氧誘導(dǎo)因子1α(hypo-xia-inducible factor-1α， HIF-1α)能夠顯著上調(diào)HUVECs中VEGF-1和miR-21的表達(dá)，而miR-21的上調(diào)能通過靶向調(diào)控TSP-1的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)HIF-1α誘導(dǎo)的血管生成。最新研究表明，雷帕霉素[26]、豆蔻明[13]和異氟烷[31]等臨床藥物均能通過調(diào)控HUVECs內(nèi)miR-21的表達(dá)，影響其增殖、遷移能力，參與調(diào)節(jié)血管生成。

動(dòng)脈形成則主要包括了血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞的增殖、遷移、凋亡以及血管重構(gòu)等步驟。Hutcheson等[32]利用冠狀動(dòng)脈結(jié)扎手術(shù)建立了心肌缺血模型后，發(fā)現(xiàn)SD大鼠在第9天時(shí)，冠狀動(dòng)脈側(cè)支血管形成成熟，而代謝綜合征JCR大鼠卻沒有明顯的冠狀動(dòng)脈側(cè)支血管管腔形成，進(jìn)一步研究表明，低氧誘導(dǎo)的JCR大鼠平滑肌中miR-21的表達(dá)明顯高于SD大鼠，miR-21調(diào)控的冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖作用顯著增加，導(dǎo)致血管管腔鋪展障礙，從而導(dǎo)致JCR大鼠冠狀動(dòng)脈側(cè)支血管形成障礙。同時(shí)，Yang等[33]也發(fā)現(xiàn),miR-21在慢性低氧誘導(dǎo)的肺血管重構(gòu)中扮演著重要的角色，其機(jī)制可能和miR-21調(diào)控人肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(human pulmonary artery smooth muscle cells，PASMCs)中增殖細(xì)胞核抗原和細(xì)胞周期蛋白D1等的表達(dá)進(jìn)而調(diào)節(jié)PASMCs的表型改變有關(guān)。

4 展望

隨著miR-21參與調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的分子機(jī)制和信號(hào)通路的逐步揭示及研究的不斷進(jìn)展，越來越多的證據(jù)表明，miR-21廣泛參與血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)，在維持血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定中扮演著重要的角色，使得miR-21成為潛在的血管內(nèi)皮細(xì)胞功能調(diào)節(jié)的標(biāo)志物，將可用于臨床動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病及心力衰竭等諸多心血管疾病的診斷、治療和療效評(píng)估。目前，關(guān)于miR-21參與調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展過程的機(jī)制研究已經(jīng)比較詳盡，然而關(guān)于miR-21通過影響血管內(nèi)皮細(xì)胞功能參與調(diào)控心血管疾病病理過程的研究還有待進(jìn)一步完善，這使得更加廣泛和深入的研究血管內(nèi)皮功能相關(guān)miR-21的上游調(diào)控因子以及下游靶基因，全面了解血管內(nèi)皮細(xì)胞功能相關(guān)miR-21調(diào)控網(wǎng)絡(luò)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。研究顯示，在大多數(shù)心血管疾病中，PTEN、PDCD4、AKT和VEGF等細(xì)胞因子均異常表達(dá)。假設(shè)miR-21能糾正上述基因表達(dá)，那么利用miRNA基因治療手段上調(diào)或抑制miR-21表達(dá)，糾正血管細(xì)胞中異常表達(dá)的細(xì)胞因子，通過基因手段治療糖尿病、心肌缺血、動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病將成為可能。例如，Yang等[34]研究表明，鹽酸曲美他嗪能夠通過上調(diào)H9C2細(xì)胞miR-21的表達(dá)，靶向抑制PTEN的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)AKT的磷酸化，減少Bcl-2/Bax比率以及caspase-3的活化，抑制細(xì)胞凋亡，從而保護(hù)心臟功能。Li等[35]研究表明，miR-21能通過靶向調(diào)控 mt-Cytb的翻譯過程，降低自發(fā)性高血壓大鼠的血壓以及心臟肥厚。

隨著對(duì)血管內(nèi)皮miR-21的發(fā)現(xiàn)及miR-21與其靶基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制研究的成熟，為徹底揭示血管內(nèi)皮miR-21參與調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能的分子機(jī)制提供有力支持，深入研究血管內(nèi)皮細(xì)胞miR-21的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，勢必將成為未來研究內(nèi)皮細(xì)胞功能調(diào)節(jié)的重要方向，血管內(nèi)皮功能相關(guān)miR-21也將成為未來心血管類疾病臨床早期診斷、治療、預(yù)后及療效評(píng)估等多個(gè)環(huán)節(jié)的功能研究及基因治療藥物研發(fā)中的重要標(biāo)志物和靶點(diǎn)。

[1] Friis T, Engel AM, Bendiksen CD, et al. Influence of levamisole and other angiogenesis inhibitors on angiogenesis and endothelial cell morphologyinvitro[J]. Cancers (Basel), 2013, 5(3):762-785.

[2] 張文宇， 王 輝， 李玉媚， 等. miRNA-24對(duì)內(nèi)皮型一氧化氮合酶表達(dá)調(diào)節(jié)及血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖的影響[J]. 中國病理生理雜志, 2014, 30(8):1415-1420.

[3] 鄭志偉， 勞海燕， 余細(xì)勇， 等. 冠心病患者血漿循環(huán)miR-126的表達(dá)及其對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響[J]. 中國病理生理雜志, 2011, 27(12):2313-2317.

[4] 譚曉勇， 羅 茂， 盧培林， 等. miR-30c調(diào)控PAI-1對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞活力和遷移的影響[J]. 中國病理生理雜志, 2016, 32(12):2199-2204.

[5] Wu JH, Wang YH, Wang W, et al. MiR-18b suppresses high-glucose-induced proliferation in HRECs by targeting IGF-1/IGF1R signaling pathways[J]. Int J Biochem Cell Biol, 2016, 73:41-52.

[6] Soufi-Zomorrod M, Hajifathali A, Kouhkan F, et al. MicroRNAs modulating angiogenesis: miR-129-1 and miR-133 act as angio-miR in HUVECs[J]. Tumour Biol, 2016, 37(7):9527-9534.

[7] Yang WZ, Yang J, Xue LP, et al. MiR-126 overexpression inhibits high glucose-induced migration and tube formation of rhesus macaque choroid-retinal endothelial cells by obstructing VEGFA and PIK3R2[J]. J Diabetes Complications, 2017, 31(4):653-663..

[8] Wang N, Chen C, Yang D, et al. Mesenchymal stem cells-derived extracellular vesicles, via miR-210, improve infarcted cardiac function by promotion of angiogenesis[J]. Biochim Biophys Acta, 2017, 1863(8):2085-2092.

[9] Tang ST, Wang F, Shao M, et al. MicroRNA-126 suppresses inflammation in endothelial cells under hyperglycemic condition by targeting HMGB1[J]. Vascul Pharmacol, 2017, 88:48-55.

[10] Ye EA, Steinle JJ. miR-146a attenuates inflammatory pathways mediated by TLR4/NF-κB and TNFα to protect primary human retinal microvascular endothelial cells grown in high glucose[J]. Mediators Inflamm, 2016, 2016:3958453.

[11] Luo P, Zhang WF, Qian ZX, et al. MiR-590-5p-meidated LOX-1 upregulation promotes angiotensin II-induced endothelial cell apoptosis[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2016, 471(4):402-408.

[12] Menghini R, Casagrande V, Cardellini M, et al. MicroRNA 217 modulates endothelial cell senescence via silent information regulator 1[J]. Circulation, 2009, 120(15):1524-1532.

[13] Jiang FS, Tian SS, Lu JJ， et al. Cardamonin regulates miR-21 expression and suppresses angiogenesis induced by vascular endothelial growth factor[J]. Biomed Res Int, 2015, 2015：501581.

[14] Guduric-Fuchs J, O’Connor A, Cullen A, et al. Deep sequencing reveals predominant expression of miR-21 amongst the small non-coding RNAs in retinal microvascular endothelial cells[J]. J Cell Biochem, 2012, 113(6):2098-2111.

[15] Sabatel C, Malvaux L, Bovy N, et al. MicroRNA-21 exhibits antiangiogenic function by targeting RhoB expression in endothelial cells[J]. PLoS One, 2011, 6(2):e16979.

[16] Jin C, Zhao Y, Yu L. MicroRNA-21 mediates the rapamycin-induced suppression of endothelial proliferation and migration[J]. FEBS Lett, 2013, 587(4):378-385.

[17] Li Y, Yan L, Zhang W, et al. MicroRNA-21 inhibits platelet-derived growth factor-induced human aortic vascular smooth muscle cell proliferation and migration through targeting activator protein-1[J]. Am J Transl Res, 2014, 6(5):507-516.

[18] Wang M, Li W, Chang GQ, et al. MicroRNA-21 regulates vascular smooth muscle cell function via targeting tropomyosin 1 in arteriosclerosis obliterans of lower extremities[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2011, 31(9):2044-2053.

[19] Luo M, Tan X, Mu L, et al. MiRNA-21 mediates the antiangiogenic activity of metformin through targeting PTEN and SMAD7 expression and PI3K/AKT pathway[J]. Sci Rep, 2017, 7:43427.

[20] Ge X, Huang S, Gao H, et al. miR-21-5p alleviates lea-kage of injured brain microvascular endothelial barrierinvitrothrough suppressing inflammation and apoptosis[J]. Brain Res, 2016, 1650:31-40.

[21] Wei C, Li L, Kim IK, et al. NF-κB mediated miR-21 regulation in cardiomyocytes apoptosis under oxidative stress[J]. Free Radic Res， 2014, 48(3):282-291.

[22] Weber M, Baker MB, Moore JP, et al. MiR-21 is induced in endothelial cells by shear stress and modulates apoptosis and eNOS activity[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2010, 393(4):643-648.

[23] Dellago H, Preschitz-Kammerhofer B, Terlecki-Zaniewicz L, et al. High levels of oncomiR-21 contribute to the senescence-induced growth arrest in normal human cells and its knock-down increases the replicative lifespan[J]. Aging Cell, 2013, 12(3):446-458.

[24] Zhu S, Deng S, Ma Q, et al. MicroRNA-10A* and microRNA-21 modulate endothelial progenitor cell senescence via suppressing high-mobility group A2[J]. Circ Res, 2013, 112(1):152-164.

[25] Seeger T, Fischer A, Muhly-Reinholz M, et al. Long-term inhibition of miR-21 leads to reduction of obesity in db/db mice[J]. Obesity (Silver Spring), 2014, 22(11):2352-2360.

[26] Zhou J, Wang KC, Wu W, et al. MicroRNA-21 targets peroxisome proliferators-activated receptor-α in an autoregulatory loop to modulate flow-induced endothelial inflammation[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2011, 108(25):10355-10360.

[27] Zuo K, Li M, Zhang X, et al. MiR-21 suppresses endothelial progenitor cell proliferation by activating the TGF-β signaling pathway via downregulation of WWP1[J]. Int J Clin Exp Pathol, 2015, 8(1):414-422.

[28] Zeng J, Xiong Y, Li G, et al. MiR-21 is overexpressed in response to high glucose and protects endothelial cells from apoptosis[J]. Exp Clin Endocrinol Diabetes, 2013, 121(7):425-430.

[29] Yang F, Liu W, Yan X, et al. Effects of miR-21 on cardiac microvascular endothelial cells after acute myocardial infarction in rats: role of phosphatase and tensin homolog (PTEN)/vascular endothelial growth factor (VEGF) signal pathway[J]. Med Sci Monit, 2016, 22:3562-3575.

[30] Xu X, Kriegel AJ, Liu Y, et al. Delayed ischemic preconditioning contributes to renal protection by upregulation of miR-21[J]. Kidney Int, 2012, 82(11):1167-1175.

[31] Olson JM, Yan Y, Bai X, et al. Up-regulation of microRNA-21 mediates isoflurane-induced protection of cardiomyocytes[J]. Anesthesiology, 2015, 122(4):795-805.

[32] Hutcheson R, Chaplin J, Hutcheson B, et al. miR-21 normalizes vascular smooth muscle proliferation and improves coronary collateral growth in metabolic syndrome[J]. FASEB J, 2014, 28(9):4088-4099.

[33] Yang S, Banerjee S, Freitas Ad, et al. miR-21 regulates chronic hypoxia-induced pulmonary vascular remodeling[J]. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2012, 302(6):L521-L529.

[34] Yang Q, Yang K, Li AY. Trimetazidine protects against hypoxia-reperfusion-induced cardiomyocyte apoptosis by increasing microRNA-21 expression[J]. Int J Clin Exp Pathol, 2015, 8(4):3735-3741.

[35] Li H, Zhang X, Wang F, et al. MicroRNA-21 lowers blood pressure in spontaneous hypertensive rats by upregulating mitochondrial translation[J]. Circulation, 2016, 134(10):734-751.

Advances on studies of miR-21 in vascular endothelial function and angiogenesis

TAN Xiao-yong1, 2, FANG Dan1, WU Jian-bo1, LUO Mao1

(1DrugDiscoveryResearchCenter,SouthwestMedicalUniversity,Luzhou646000,China;2DepartmentofPharmacy,XuanhanCountyPeople’sHospital,Dazhou635000,China.E-mail:luomao20050908@163.com)

MicroRNAs (miRNAs) are a class of non-coding, endogenous, single-stranded small RNA molecules composed of 19～25 nucleotides. miRNAs are widely involved in the process of human life activities. Recent studies have shown that part of miRNAs regulate the vascular endothelial function and angiogenesis. High expression of miRNA-21 is found to play important roles in the cell proliferation, cell apoptosis, cell growth and death of vascular endothelial cells. This review will focus on the recent progress related to miRNAs in vascular endothelial function and angiogenesis, providing a new insight in cardiovascular disease prevention, clinical diagnosis, prognosis and target therapeutics.

MicroRNA-21; Vascular endothelial cells; Angiogenesis; Cardiovascular disease

1000- 4718(2017)12- 2299- 06

2017- 05- 15

2017- 08- 07

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No. 81570263)；四川省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目(No. 16ZA0178)；瀘州市科技局資助項(xiàng)目(No.2016LZXNYD-J24；No.2016-R-70(11/24);No.2016-R-70(8/24)

△ 通訊作者：Tel：0830-3161673；E-mail: luomao20050908@163.com

▲ 并列第1作者

R543; R363

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2017.12.031

(責(zé)任編輯： 陳妙玲， 余小慧)