經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)擴大了冠心病(coronary artery disease，CAD)治療領(lǐng)域，但在不斷解決問題的同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。最初的單純球囊血管成形術(shù)因冠狀動脈的彈性回縮而具有較高的再次介入率[1]。金屬裸支架(bare-metal stents，BMS)植入后血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)異常增殖和遷移引起新生內(nèi)膜過度增生[2]，由此導(dǎo)致較高概率的支架內(nèi)再狹窄(in-stent restenosis，ISR)及1年內(nèi)再次血運重建[3]。藥物洗脫支架(drug-eluting stents，DES)能夠釋放抗增殖藥物，抑制細胞增殖和新生內(nèi)膜增生，預(yù)防再狹窄，降低PCI術(shù)后靶病變血運重建率[4-5]，然而，又帶來了晚期支架內(nèi)血栓等問題[6]。這主要與支架上抗增殖藥物的非選擇性作用有關(guān)，其在高效抑制VSMCs增殖和遷移的同時也具有抑制血管再內(nèi)皮化等相關(guān)副作用[7]。PCI術(shù)后血管損傷修復(fù)是個復(fù)雜的過程，諸多細胞參與其中，尤其是VSMCs和內(nèi)皮細胞(endothelial cells，ECs)扮演著重要角色[8]。人類所有的基因中只有約2%負責蛋白質(zhì)的產(chǎn)生，而那些從所謂的“非編碼”基因組區(qū)域轉(zhuǎn)錄而來的RNA被稱為非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)。miRNA是ncRNA中重要的一種，大量研究表明，其能夠調(diào)控包括參與血管重塑的基因在內(nèi)的大量基因的表達[9]。中醫(yī)藥具有多器官、多途徑、多靶點調(diào)節(jié)的作用特點，而miRNA調(diào)控機體病理生理過程同樣具有多種機制，通過中醫(yī)藥調(diào)控miRNA水平具有巨大的治療潛力。本研究綜述VSMCs及ECs中miRNA在血管重塑過程中的分子機制中的作用以及中醫(yī)藥對其干預(yù)作用。

1 VSMCs miRNA概述

成年動物中VSMCs主要表現(xiàn)為收縮和合成兩種表型，在各種刺激下會發(fā)生轉(zhuǎn)換，具有巨大的可塑性。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，miRNA參與調(diào)控了VSMCs的表型轉(zhuǎn)換，其功能失調(diào)與PCI術(shù)后ISR等多種血管阻塞性疾病有關(guān)[10]。在血管重塑期間，VSMCs從收縮表型轉(zhuǎn)換到合成表型，大量的VSMCs在內(nèi)膜中積累，并向中心積聚[11]。目前相關(guān)研究已證實了幾種miRNA在VSMCs表型轉(zhuǎn)換中的調(diào)控作用。

1.1 抑制VSMCs增殖的miRNA miRNA是重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，許多miRNA已經(jīng)被證實參與調(diào)控多種疾病相關(guān)基因的表達。其中，miR-143和miR-145是血管發(fā)育和血管疾病中VSMCs表型轉(zhuǎn)換的主要調(diào)節(jié)因子[12]。Elia等[13]研究表明，miR-145和miR-143基因簇會導(dǎo)致小鼠VSMCs不完全分化，在模型小鼠增殖的VSMCs中水平明顯較低。其他研究也表明，過表達miR-145抑制了大鼠受損頸動脈中的VSMCs增殖和新生內(nèi)膜形成[14]。多項研究均表明，miR-145/miR-143簇通過對多種靶基因的調(diào)控維持VSMCs的收縮表型。如miR-145通過抑制Kruppel樣因子5(Kruppel-like factor 5，KLF-5)調(diào)節(jié)VSMCs分化標志物，導(dǎo)致細胞增殖和遷移顯著減少[14]。Quintavalle等[15]發(fā)現(xiàn)miR-145和miR-143直接以PKC-ε、PDGF受體α(PDGF-Rα)和肌成束蛋白(Fascin)為靶標控制VSMCs小體形成。Cordes等[12]報道Kruppel樣因子4(Kruppel-like factor 4，KLF-4)和ELK-1(ETS癌基因家族成員)也分別是miR-145和miR-143的靶基因。此外，血液中miR-143的水平能夠預(yù)測外周動脈閉塞性疾病或CAD病人的支架內(nèi)再狹窄[16-17]，這些臨床證據(jù)進一步證明miR-143/miR-145簇是新生內(nèi)膜形成的分子機制中的重要一環(huán)。

除miR-145和miR-143外，miR-22也在VSMCs分化中起關(guān)鍵作用。在最近的一項研究中，Yang等[18]表明miR-22在受損的股動脈中水平下調(diào)，其主要靶向調(diào)控甲基CpG結(jié)合蛋白2(MECP2)、組蛋白去乙?；?(HDAC4)和親嗜性病毒整合位點1蛋白同源物(EVI1)的3'UTR區(qū)；通過功能獲得或功能喪失體內(nèi)實驗，證明過表達miR-22抑制了VSMCs增殖以及損傷股動脈中的新生內(nèi)膜形成，低表達則得到了相反的結(jié)果。

Torella等[10]在球囊損傷的大鼠頸動脈中觀察到miR-133水平較對照組明顯降低。腺病毒介導(dǎo)的miR-133過表達減少了球囊損傷后的新生內(nèi)膜形成，低表達結(jié)果也從反面加以證實；進一步實驗發(fā)現(xiàn)miR-133主要通過靶向調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子Sp-1和Moesin，抑制VSMCs的增殖和遷移。臨床研究也表明介入術(shù)后低miR-133a濃度水平預(yù)示了更高的ISR靶病變血運重建率[19]。

調(diào)節(jié)VSMCs生理功能和血管再狹窄的其他重要miRNA還包括miR-195。研究表明miR-195通過靶向調(diào)控Cdc42、細胞周期蛋白D1和成纖維細胞生長因子1(fibroblast growth factor 1，F(xiàn)GF1)抑制VSMCs的增殖、遷移和促炎生物標志物的表達，而氧化低密度脂蛋白(oxLDL)能夠降低miR-195水平[20]。此外，miR-195過表達能夠抑制大鼠頸動脈損傷后內(nèi)膜增厚[20]。外周動脈疾病病人行支架植入術(shù)后，循環(huán)miR-195水平被證明是其2年后靶血管血運重建的獨立預(yù)測因子[21]。

相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，其他miRNA參與調(diào)節(jié)VSMCs的表型轉(zhuǎn)換。miR-23b通過直接調(diào)節(jié)尿激酶型纖溶酶原激活物(urokinase-type plasminogen activator，uPA)，SMAD家族成員3(SMAD3)和FoxO4來抑制VSMCs的增殖和遷移，過表達miR-23b可顯著降低損傷誘導(dǎo)的新生內(nèi)膜形成[22]。miR-125a-5p水平在增殖的VSMCs中較低，其負向調(diào)節(jié)血小板衍生生長因子-BB(platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB)介導(dǎo)細胞的遷移和生長[23]。據(jù)報道，miR-663通過靶向調(diào)控JunB和肌球蛋白輕鏈9(MLC9)負調(diào)節(jié)VSMCs的遷移及其分化標記基因在人體中的表達。此外，miR-663的過表達減少了小鼠頸動脈結(jié)扎引起的血管損傷后新生內(nèi)膜病變的形成[24]。

1.2 促進VSMCs增殖的miRNA Ji等[25]實驗表明,miR-21通過直接靶向調(diào)控VSMCs的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子磷酸酶與張力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog，PTEN)促進VSMCs增殖，進一步研究表明，向受損動脈遞送抗miR-21的反義寡核苷酸可以抑制大鼠的新生內(nèi)膜形成。相關(guān)動物實驗構(gòu)建ISR模型，最終結(jié)果也都證明了miR-21在調(diào)節(jié)血管對損傷反應(yīng)中的重要性。McDonald等[26]研究表明miR-21基因消融減少了小鼠血管支架植入后血管炎癥和重塑。Wang等[27]使用抗miR-21涂層支架測試了局部遞送miR-21抑制劑對損傷動脈的影響，結(jié)果表明這種方法能夠顯著降低ISR而不影響再內(nèi)皮化。He等[17]報道，經(jīng)過血管造影結(jié)果判定的再狹窄病人與對照組相比，miR-21循環(huán)水平明顯升高，證明miR-21在人體中也起到重要的調(diào)節(jié)作用。

血管再狹窄中上調(diào)的miRNA還包括miR-221和miR-222[28]。這兩種miRNA都能夠促進VSMCs的增殖，其作用部分是通過抑制靶基因p27(Kip1)和p57(Kip2)來實現(xiàn)的。敲低miR-221和miR-222抑制了大鼠血管成形術(shù)后頸動脈的新生內(nèi)膜增生[28]。最近還有研究報道，糖尿病小鼠動脈和VSMCs中miR-221和miR-222的水平增加，抑制這兩種miRNA能阻止糖尿病動脈損傷后VSMCs異常增殖[29]。

miR-31的表達水平在損傷的大鼠頸動脈中顯著增加[30]。大型腫瘤抑制因子2(large tumor suppressor homolog 2，LATS2)通過多種機制抑制細胞生長，而miR-31通過下調(diào)LATS2促進VSMCs增殖[30]。此外，miR-31通過下調(diào)E1A激活基因阻遏子(cellular repressor of E1A-stimulated genes，CREG)水平，促進人VSMCs轉(zhuǎn)向合成表型[31]。有研究表明，miR-146a通過靶向KLF4正調(diào)節(jié)VSMCs的合成表型，過表達miR-146a增加VSMCs增殖，而抑制其在受損大鼠頸動脈中的表達能減少新生內(nèi)膜增生[32]。Sun等[33]評估了miR-206在VSMCs表型轉(zhuǎn)換中的作用，研究表明其在受損血管壁的增殖性VSMCs中的表達顯著增加；相反，慢病毒介導(dǎo)的miR-206抑制減少了球囊損傷后的新生內(nèi)膜形成。miR-181b通過激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路促進VSMCs的增殖和遷移，抑制內(nèi)源性miR-181b水平能夠抑制血管成形術(shù)后大鼠頸動脈的新生內(nèi)膜增生[34]。

2 ECs miRNA概述

內(nèi)皮功能對維持血管生理機能和改善支架植入術(shù)后遠期預(yù)后至關(guān)重要。PCI術(shù)植入支架后會導(dǎo)致血液剪切應(yīng)力改變，而ECs能調(diào)節(jié)血管對剪切應(yīng)力變化的反應(yīng)，并且支架術(shù)后腔內(nèi)單層ECs的快速再生對于預(yù)防再狹窄和支架內(nèi)血栓具有重要意義[35]。ECs中表達最高的miRNA是miR-126，其在炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮功能障礙中扮演了重要角色，缺失會影響受損動脈中的ECs再生，并導(dǎo)致小鼠血管完整性喪失和血管新生減少[36]。miR-126通過抑制蛋白SPRED-1和PIK3R激酶以及炎性細胞因子血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)調(diào)節(jié)ECs中兩種主要信號通路-血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)通路和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)通路[36]。miR-126也調(diào)節(jié)ECs對脂質(zhì)的反應(yīng)，并通過調(diào)節(jié)ECs周轉(zhuǎn)來發(fā)揮保護作用[37]。此外，其通過調(diào)控活化的白細胞黏附分子(ALCAM)和SetD5來阻止白細胞的黏附，減少單核細胞向被ox-LDL損傷的ECs聚集，以此抑制PI3K/蘇氨酸蛋白激酶(Akt)/核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB)通路的激活[38-39]。盡管其生物學功能尚未完全闡明，但低水平的miR-126與急性心肌梗死、心力衰竭以及CAD等多種心血管疾病有關(guān)[40]。

miR-17/92a簇是CAD中的另一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，無論是在缺血和血管損傷的大鼠、小鼠模型中，還是在冠狀動脈搭橋手術(shù)后處于運動恢復(fù)期間的病人中都能看到其水平上調(diào)[41]。miR-92a具有負向調(diào)控血管內(nèi)皮生長的功能；抑制其表達會導(dǎo)致ECs增殖和遷移增加，并促進血管內(nèi)皮修復(fù)[42]。相關(guān)研究表明，其通過調(diào)控整合素-A5(integrin-A5，ITGA5)減少血管成形術(shù)模型大鼠的再狹窄[41]。在股動脈損傷模型小鼠中，抑制miR-92a能加速損傷血管再內(nèi)皮化，預(yù)防新生內(nèi)膜過度增生，這與其被抑制導(dǎo)致的ITGA5和沉默信息調(diào)節(jié)因子1(SIRT1)表達水平增加有關(guān)[43]。miR-92a在動脈粥樣硬化易感區(qū)域分離的ECs中的表達更高，可能是由于其通過微調(diào)KLF-2和KLF-4發(fā)揮部分促動脈粥樣硬化作用[44]。同時，miR-92a還有調(diào)節(jié)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的作用，eNOS負責產(chǎn)生的NO具有抗動脈粥樣硬化特性，進一步證實了其在該過程中的關(guān)鍵作用[45]。

miR-221/222也是參與調(diào)節(jié)ECs產(chǎn)生NO的重要miRNA之一[46]，其在ECs和VSMCs中發(fā)揮著明顯不同的特異性調(diào)節(jié)機制，對ECs的作用主要是抑制增殖和遷移，這種機制在血管病理生理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[47]。有研究表明，miR-222參與了細胞間交流，其通過內(nèi)皮細胞外泌體的轉(zhuǎn)運來遠程調(diào)節(jié)細胞內(nèi)黏附分子1(intracellular adhesion molecule 1，ICAM-1)的表達[48]。最近的臨床研究觀察到阿托伐他汀能下調(diào)CAD病人內(nèi)皮祖細胞中miR-221/222的表達，并且與低密度脂蛋白(LDL)水平正相關(guān)，表明其參與了他汀類藥物降脂機制[49]。另外，miR-221/222還通過多種途徑參與了ECs凋亡、促動脈粥樣硬化以及血管新生等病理過程的調(diào)控[50]。

miR-21在發(fā)育、炎癥和心血管疾病等過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[51]。在ECs中，miR-21通過靶向調(diào)控PTEN、SMAD7、Ⅰ型和Ⅴ型膠原以及蛋白多糖的表達調(diào)控血管新生[52]。此外，miR-21的表達受到單向和振蕩剪切力的調(diào)節(jié)，并根據(jù)具體刺激的不同，其作用可表現(xiàn)為促進eNOS磷酸化、NO產(chǎn)生或者抑制過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPAR-α)表達[53-54]。最近，有研究小組的結(jié)果表明高水平的miR-16通過抑制RhoGDIα并降低NO生物利用度，造成后肢缺血模型小鼠內(nèi)皮修復(fù)不良，甚至加重血管損傷反應(yīng)[55]。miR-16通過調(diào)控VEGF、VEGF受體-2(VEGFR2)和成纖維細胞生長因子受體-1(FGFR1)來抑制體外ECs的增殖和遷移，同時還會損害體循環(huán)中促血管新生細胞的功能[56]。因miR-16水平與再狹窄風險呈正相關(guān)，許多研究者也將其視為肢體血管嚴重狹窄病人預(yù)后的可能生物標志物[57]。

3 中醫(yī)藥對VSMCs、ECs中miRNA的干預(yù)作用

miRNA主要參與調(diào)節(jié)體內(nèi)細胞分化、凋亡、增殖等諸多生物學過程。在植物中普遍存在miRNA，中藥來源的miRNA可以通過日常攝食的方式進入人體血液和組織器官，調(diào)控人體靶基因表達，進而影響人體生理功能，中藥中miRNA可能是中藥作用的有效成分和物質(zhì)基礎(chǔ)[58]。中醫(yī)藥能通過調(diào)控miRNA水平特異性調(diào)控ECs和VSMCs的增殖分化。有研究表明，黃芪甲苷可通過調(diào)節(jié)miR-21的表達，進而影響Akt相關(guān)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進細胞增殖及血管新生[59]。丹皮酚能夠減輕ox-LDL誘導(dǎo)的血管ECs氧化應(yīng)激損傷，其主要機制可能是通過下調(diào)miR-21的表達水平來提高PTEN的表達，從而抑制p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)通路的磷酸化；上調(diào)損傷的miRNA-126水平，從而抑制PI3K/Akt/NF-κB通路，減少VCAM-1的釋放，阻止單核細胞向ECs黏附[60-61]。結(jié)扎SD大鼠前降支構(gòu)建心肌梗死模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)丹參多酚酸鹽可升高心肌梗死邊緣區(qū)miRNA-126表達水平，促進血管新生[62]。將當歸補血湯的有效成分制成控釋微囊，結(jié)果表明當歸補血微囊可增強人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)的活力，促進其增殖，并上調(diào)miR-21的表達水平，從而促進內(nèi)皮細胞分裂增殖，誘導(dǎo)血管新生[63]。白藜蘆醇(resveratrol)是虎杖等中藥材的活性成分，有研究顯示其可通過抑制miR-138的表達來抑制在db/db小鼠VSMCs中被高糖所誘導(dǎo)的NF-κB表達的上調(diào)，從而抑制db/db小鼠VSMCs的增殖和移行[64]。通心絡(luò)在體內(nèi)和體外均能抑制VSMCs的增殖和遷移，并能逆轉(zhuǎn)miR-29a對VSMCs的促增殖和遷移作用[65]。

4 小 結(jié)

miRNA作為一種重要的ncRNA在VSMCs和ECs中均有較高的存在水平，主要通過調(diào)節(jié)靶基因表達來調(diào)控兩種細胞的增殖和遷移等活動。PCI術(shù)后的損傷修復(fù)過程極其復(fù)雜，也是減少ISR以及改善病人預(yù)后的重點關(guān)注環(huán)節(jié)，而VSMCs和ECs是其中的關(guān)鍵因素。雖然介入技術(shù)不斷發(fā)展，手術(shù)器械日新月異，但目前仍沒有有效手段去解決促進內(nèi)皮細胞增殖修復(fù)與抑制平滑肌細胞過度增生之間的矛盾。目前的一些研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞與平滑肌細胞之間通過外泌體交流，而外泌體中發(fā)揮重要作用的是miRNA。同時部分miRNA在VSMCs和ECs中發(fā)揮著不同的調(diào)控作用，這就為探究PCI術(shù)后損傷修復(fù)問題提供了一個新的研究思路—靶向調(diào)控某一種或某幾種miRNA的表達水平，在促進EC增殖遷移以加快內(nèi)皮修復(fù)的同時抑制VSMCs過度增殖，減少再狹窄[66]。另外，中醫(yī)藥是我國傳統(tǒng)文化的瑰寶，既往的臨床研究已表明其在干預(yù)PCI術(shù)后并發(fā)癥等方面具有積極的作用，實驗研究也證明了其對VSMCs和ECs的調(diào)控作用[67]。中醫(yī)藥可能通過多靶點、雙向調(diào)節(jié)miRNA水平來發(fā)揮其特異性調(diào)控VSMCs和ECs的功能。目前，已有部分研究表明中醫(yī)藥能夠調(diào)節(jié)miRNA水平，仍需要更多的臨床與基礎(chǔ)實驗去探討中醫(yī)藥對miRNA的調(diào)控機制，促進中醫(yī)藥在干預(yù)PCI術(shù)后并發(fā)癥等方面發(fā)揮更大作用。