劉湘玉　楊劍文

腦血管病是當今世界嚴重影響人類生活質量及威脅人類生命的疾病，它是指各種原因導致的腦血管性疾病的總稱，包括腦卒中、腦血管性癡呆、顱內血管畸形、顱內異常血管網病等。微小RNA(microRNA, miR)是機體自身合成的一類長約20～25個核苷酸的單鏈非編碼RNA分子，它通過分解或抑制靶RNA，從而調控轉錄后基因的表達。據(jù)統(tǒng)計，約1%的人類已知基因可能編碼miRNAs，而miRNAs可能調控人類基因組中1%～30%的基因，由于其強大、特異的基因調控能力，現(xiàn)已廣泛應用于基因功能的基礎研究和人類疾病模型的研究，包括藥物靶標的篩選、候選藥物的潛在副作用分析、基因治療的測試和功能缺失篩選等。迄今為止，沒有有效的工具來控制與腦血管病相關的病理生理過程，因此miRNAs被認為是未來腦血管病治療的一個非常有前途的目標。

1　microRNAs

microRNA是在1993年由Lee等[1]首次在線蟲中將其發(fā)現(xiàn)，當時命名為Lin-4。后來研究者們又陸續(xù)報道了從線蟲、果蠅、斑馬魚、人類等發(fā)現(xiàn)了類似Lin4的微小RNA分子[2],并將其命名為microRNA，繼而成為生物醫(yī)學領域的重大發(fā)現(xiàn)之一。經過大量的實驗證明，microRNA家族廣泛的存在于生物體，在皮膚、腦、肺、腫瘤、骨髓、脾等組織器官中均有其存在的痕跡，并發(fā)現(xiàn)其參與神經系統(tǒng)疾病、心血管疾病、造血障礙、炎癥反應等諸多疾病的發(fā)生機制、診治及預后[3-6]。microRNA有一個龐大的家族，擁有成千上萬的家庭成員。

2　microRNAs的結構和分布

microRNAs的結構呈莖環(huán)狀，它高表達于神經細胞、惡性腫瘤細胞、B淋巴細胞、肺，在肝細胞、視網膜細胞、骨骼肌細胞、脾、造血前體細胞等均有存在的痕跡，暗示它在上述細胞的增殖、分化、發(fā)育、代謝及死亡的過程中有著不可估量的作用，調節(jié)其水平，對相關疾病的診療及預后有很大意義

3　microRNAs的生物學特性

microRNAs廣泛存在于真核生物及病毒中，成熟的 miRNA的5′端有一磷酸基團,3′端為羥基,使其與其他類型的RNA相鑒別。其生物學特性表現(xiàn)為(1)它不編碼蛋白質，自身不具備開放閱讀框架，廣泛存在于真核生物中；(2)它的總長度相差無幾，但其3′端可有1-2個堿基的長度變化[7]。 除此之外，它還具有高度保守性(即各種miRNA都能在其他種系中找到同源體)、時序表達差異性(即在生物的發(fā)育的各個階段有不同的miRNA表達)和組織表達特異性(即在不同組織中有不同類型的miRNA表達)等特征。

4　microRNA在腦血管疾病中的研究進展

4.1microRNA與缺血性腦卒中

缺血性腦卒中是由于各種誘因引起腦血管狹窄或完全阻塞而導致缺血區(qū)的低氧狀態(tài)、葡萄糖饑餓、自由基蓄積，在臨床上表現(xiàn)為一過性或永久性的腦功能障礙。它是中老年人常見的腦血管病，其發(fā)病率及病死率隨人口老齡化逐年攀升，現(xiàn)患病率為110～180/10萬，年死亡率約為80～412/10萬，目前我國缺血性腦卒中患者500余萬人，其病死率約40%，致殘率高達80%，已成為我國城市和農村人口的第一位致殘和死亡原因。因此，對缺血性腦卒中的防治勢在必行。

然而，在臨床試驗中缺血性腦卒中的治療對于發(fā)病后對缺血區(qū)的血運重建，對炎癥反應、自由基蓄積、興奮性氨基酸毒性、鈣超載、細胞毒性等的控制作用顯得尤為重要。經過大量研究表明，miR-126 、miR-17～92基因簇、miR-130a、miR-296、miR-210、miR-21、MiR-31、miR-378、miR-27b、miR-429、miR-221/222、miR-34a，miR-217、Let-7家族、miR-10a、miR-320、miR-424、miR-143/145、miR-26a等均有促進血管新生，重建缺血區(qū)血液循環(huán)的作用[8-10]。韓濱等[11]研究發(fā)現(xiàn)，miR-24、-124、-132和-194靶向AChE可能具有調節(jié)缺血性腦卒中患者體內炎癥的功能。Zeng等[12-13]分別檢測了不同亞型(包括大動脈粥樣硬化性腦卒中、心源性腦卒中，血管腔隙性腦卒中 )的急性缺血性腦卒中3、7、14 d的的血清miR-210水平，表明不同亞型的缺血性腦卒中患者的血清miR-210水平沒有明顯差異，而血清miR-210水平卻與患者的預后有明顯的相關性，血清miR-210水平越高，預后越好。在多年后也表明miR-210在低氧狀態(tài)下會表達上調，從而加強缺氧后受損血管的自我修復能力，而在急性缺血性腦卒中患者血液及腦組織中的miR-210水平均明顯下降，提示大腦缺血缺氧后受損血管的自身修復能力明顯下降。

有研究也發(fā)現(xiàn)，急性缺血性腦卒中患者外周血miR-210、miR-145、miR-21、miR-223、miR-497、miR-15a等水平均明顯升高，并與相關炎性指標如IL-10和TNF-α/IL-10等均呈正相關，提示部分成熟 miRNA 表達增加可促使機體炎性反應[14]。Jia等[15]對146例急性缺血性腦卒中患者和96例無腦卒中病史、心肌梗死或周圍血管疾病的對照者分別檢查了9個先前報道的腦卒中相關miRNA(miR-21，-23a、-29b，124，145，210，221，223，146-483-5p)水平，結果顯示血清miR-145水平顯著升高，而miR-23a、 -221的表達水平卻下降。血清miR-145水平與超敏C反應蛋白、白細胞介素6均呈正相關 ，進一步表明miR-145促進炎癥反應。Li等[16]研究表明，缺血性腦卒中患者miR-145的水平與對照組相比無顯著差異，而缺血組與對照組相比miR-146a和miR-185的水平，卻明顯下降，這進一步明確得出miR-146a水平只是在缺血的急性階段下降，而在其他階段均表現(xiàn)為升高；對于miR-185而言則不同，它在急性與非急性期均表現(xiàn)為下降。與此同時，也證明了miR-146a與miR-185是與炎癥相關的miRNAs。

在動物實驗中同樣也有相關報道，如Liu等[17]研究發(fā)現(xiàn)miR-335通過調節(jié)低氧誘導因子1α的表達來降低小鼠腦缺血模型和大鼠腦缺血模型的細胞死亡。Ouyang等[18]發(fā)現(xiàn)對小鼠側腦室注射miR-181阻斷劑能有效減少腦梗死面積，保護缺血半暗帶。基礎治療也已經證明側腦室注射let7f 阻斷劑對小鼠腦缺血再灌注損傷具有保護作用[19]。Caballero Garrido等證明在雄性小鼠腦缺血再灌注后靜注miR-155抑制劑能減輕腦組織損傷，提高雄性小鼠功能恢復[20]。

與此同時還有陸續(xù)報道，Yang等[21]證明 miR-107,-128b和-153水平在缺血性腦卒中患者中顯著升高。Sepramaniam等[22]則在另一項研究中表明在急性缺血性腦卒中1～7 d miR-125b-2*, -27a*, -422a, -488和-627水平會顯著升高。Tan等[23]收集18～49歲的缺血性腦卒中患者，發(fā)病時間2～24個月，沒有或只有最小的危險因素，收集其血液發(fā)現(xiàn)miR-25*, -34b, -483-5p, -498水平均下調。

4.2microRNA與出血性腦卒中

出血性腦卒中又稱腦出血，是指非外傷性腦實質內出血，發(fā)病率為每年60～80/10萬，在我國約占全部腦卒中的20%～30%。雖然腦出血發(fā)病率低于腦梗死，但其致死率卻明顯高于后者，急性期病死率為30%～40%。盡管國內針對腦出血與miRNA的研究不多，但國外最新研究表明腦出血與miRNA的表達異常相關。

在臨床試驗中Guo等[24]研究發(fā)現(xiàn)miR-27a、-365、-50和-34c-3p水平在腦出血患者中顯著升高，加重腦出血后腦水腫的發(fā)生、發(fā)展等。Wang等[25]研究表明腦出血患者血清miR-130a水平會上升，它加重腦出血患者的神經功能缺損、減少血腦屏障的破壞，而抑制miR-130a水平，將減少患者的腦水腫；同時證明miR-130a水平與患者血腫周圍水腫體積呈正相關，是評估患者預后的一種生物標記物。Zhu等[26]表明miR-126、-46a、-let-7a和-26a水平與對照組相比，腦出血患者顯著降低，表明miR-126、-46a、-let-7a和-26a水平對腦出血患者起神經保護作用。

在動物模型中Yuan等[27]在大鼠側腦室注射miR-367，模擬體內miR-367水平顯著升高，會出現(xiàn)對NF-κB、IL-6、TNF-α等炎癥因子的明顯抑制現(xiàn)象，并與此同時改善腦功能及神經系統(tǒng)癥狀；同樣的，Kim等[28]也驗證了miR-let7c具有與上述Yuan等實驗相同的神經保護作用。2015年Yang 等證明過表達miR-223會減輕腦水腫，同樣也抑制腦出血患者的炎癥反應。Müller，Stylli等[29-31]研究證明miR-30a 、miR-143、miR-451等均可能是蛛網膜下腔出血的有意義的標志物。Xu等[32]在小鼠腦出血模型中利用糖皮質激素通過靶向miR-155 /SoCS-1通路抑制炎癥反應。

4.3microRNA與腦底異常血管網病

腦底異常血管網又稱煙霧病，是頸內動脈虹吸部及大腦前動脈、大腦中動脈起始部嚴重狹窄或閉塞，軟腦膜動脈、穿通動脈等小血管代償增生形成腦底異常血管網為特征的一種腦血管疾病。而microRNA與腦底異常血管網病又有著怎樣的交集呢？Zhao等[33]通過對49例煙霧病患者和110例不同類型的腦血管病(煙霧病除外)患者進行PCR檢測let-7家族水平，證明煙霧病患者血清Let-7c表達明顯增加，并驗證其作用靶點可能為3'UTR of RNF213。因此，let-7c可能為煙霧病診斷的潛在生物標志物。根據(jù)基因芯片分析兩混合血清標本MMD患者和對照組發(fā)現(xiàn)了94個差異表達的血清miRNAs，其中50個上調和44個下調的miRNAs。在1個獨立的MMD隊列實時PCR證實血清miR-106b、miR-130a、miR-126、miR-140-3p、miR-320d、miR-29c、miR-let-7i等50個miRNAs增加超過對照組2倍，血清miR-125a-3p、-3648、-125-3p、-4299、-3198、-1224-5p、-3156、-1469、-1182、-557、-3149等44個miRNAs顯著下調(與對照組比較，小于2倍)[34]。microRNA與腦底異常血管網病國內外的報道相對較少，有待進一步深入。

5　microRNA治療應用的策略

目前microRNA在腦血管疾病尤其是在腦卒中這一領域研究已經很深入，并且將其作為腦血管疾病的靶位點已經成為熱點，現(xiàn)針對其的治療策略無非兩種方向：其一，通過抗miRNA技術降低其高表達例如miR-181a、miR-200c等，在缺血性腦卒中后表達異常升高，加重缺血后神經損傷、腦梗死面積、炎癥反應等，利用抗miRNA技術(包括反義核苷酸抑制劑法和miRNA誘餌打靶法)抑制miRNA，從而減少卒中損傷；其二，通過miRNA模擬技術增高其表達：一些microRNA對神經系統(tǒng)表現(xiàn)為明顯的保護作用，將其過表達可以達到相關的治療作用。當然，以上的治療現(xiàn)在還僅限于相關動物的研究，還未真正應用于臨床，相信隨著科技的發(fā)展，對microRNA研究的進一步深入，未來有希望將microRNA應用于臨床，為腦血管病患者減少許多痛苦。

6　展　望

隨著科學事業(yè)的蓬勃發(fā)展，近年來對microRNA的研究已經取得重大突破，microRNA的成員不斷被發(fā)現(xiàn)，microRNA家族不斷在壯大，其生物學功能也進一步被闡明，但是microRNA的研究還有許多值得探討的地方，如microRNA的靶基因的尋找、microRNAs之間的相關性、microRNA與疾病發(fā)生、發(fā)展之間的作用機制等仍是microRNA研究領域的重點與難點。但是相信隨著對microRNA的不斷深入，總有一天microRNA會運用于基因治療、基因沉默及基因表達的調控上，為腦血管病的患者帶來福音。

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