徐 娜，莊宇鑫，全東令，張國華，周 磊※

(南方醫(yī)科大學(xué) a.藥學(xué)院，b.中醫(yī)藥學(xué)院，廣州 510515)

心血管系統(tǒng)疾病又稱為循環(huán)系統(tǒng)疾病，較難治愈，主要分為腦血管病、冠心病、心律失常、心力衰竭、肺血管病、慢性腎臟病、外周動脈疾病等。發(fā)達國家65歲以上患者以高血壓、缺血性心臟病和腦動脈粥樣硬化最常見。發(fā)展中國家約有46%的男性和56%的女性因心血管系統(tǒng)疾病死亡[1]。我國心血管報告病顯示，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人口老齡化進程的加快，居民生活方式的改變等心血管疾病危險因素的持續(xù)增加，導(dǎo)致心血管疾病患病率一直處于上升狀態(tài)，目前為止我國約有2.9億心血管疾病患者，每年約有42.61%的居民因為心腦血管疾病而死亡[2]。在全球疾病負擔(dān)報告中，心血管疾病也處在我國居民死因的前兩位。盡管心血管疾病的治療策略已有改善，對其病理進程的認識也有所深化，但是心血管疾病仍是全球患病率和病死率最高的疾病之一。心血管疾病受腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、內(nèi)皮素、緩激肽、兒茶酚胺、轉(zhuǎn)化生長因子β、結(jié)締組織生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶及細胞內(nèi)鈣等多種因素的調(diào)控。這些因素從不同機制途徑，如神經(jīng)體液功能紊亂、電解質(zhì)失衡、生物活性肽等物質(zhì)的異常等方面影響心血管疾病的發(fā)生發(fā)展。有研究表明，微RNA(microRNA，miRNA)在心血管系統(tǒng)的發(fā)展中起關(guān)鍵作用[3]。miRNA是一類具有轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)活性的內(nèi)源性小分子，由內(nèi)源基因編碼，在進化上高度保守。多項研究報道，miRNA參與胚胎干細胞分化、心肌細胞增殖、血管平滑肌細胞表型轉(zhuǎn)換、內(nèi)皮細胞對剪應(yīng)力的反應(yīng)和紅細胞生成等形成過程[4-6]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在心血管系統(tǒng)中表達豐富，且在許多心血管疾病(心力衰竭、心肌缺血、先天性心臟病、動脈粥樣硬化和高血壓)的發(fā)生發(fā)展中均發(fā)現(xiàn)miRNA表達水平的變化[7]。心律失?；颊咧?，miR-1、miR-130a和miR-378等表達上調(diào)；冠心病患者的血清和血漿中，miR-126、miR-17、miR-19a和miR-155表達上調(diào)；心力衰竭患者中，miR-423-5p和miR-499表達上調(diào)；心肌肥厚患者中，miR-21和miR-18b表達上調(diào)等。研究表明，miRNA很可能是心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中潛在的生物標(biāo)志物[8]。單一內(nèi)源性miRNA可以對多個靶基因產(chǎn)生調(diào)控作用，心血管疾病的形成是多種原因作用的結(jié)果，故以miRNA為靶點進行治療與其他單一靶點治療方法相比可能更有效。現(xiàn)就miRNA在心血管疾病中的研究進展予以綜述。

1 miRNA概述

miRNA是進化上高度保守的單鏈非編碼小RNA，由內(nèi)源基因編碼，長19～24個核苷酸。最早在線蟲中發(fā)現(xiàn)，隨后發(fā)現(xiàn)miRNA在不同生物的發(fā)展過程和細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的調(diào)控中也發(fā)揮重要作用。miRNA可以調(diào)控與疾病相關(guān)的多個靶基因，因此成為診斷各種疾病的生物標(biāo)志物。在核內(nèi)3′多聚腺苷酸和5′帽子的pri-miRNA是miRNA由RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，miRNA成熟體形成的莖環(huán)結(jié)構(gòu)也被包含在其中。隨之在核內(nèi)，Drosha和Pasha酶將其切割形成pre-miRNA，而后被G蛋白鳥苷三磷酸結(jié)合體和輸出蛋白5轉(zhuǎn)運出核，形成pre-miRNA，隨后在Dicer的作用下，pre-miRNA生成miRNA或雙鏈miRNA，其中一條鏈與RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體結(jié)合形成有功能的miRNA，另外一條鏈發(fā)生降解。此外由宿主基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的pre-miRNA或相似體，在剪接體的作用下，生成內(nèi)含子，隨后在脫支酶的作用下，生成pre-miRNA。大多數(shù)成熟的miRNA主要是通過堿基互補配對原則來控制mRNA的翻譯，并調(diào)控mRNA的轉(zhuǎn)錄[9]，見圖1[10]。

2 與心血管疾病相關(guān)的miRNA

miRNA是一類由內(nèi)源基因編碼的具有轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)活性的內(nèi)源性小分子，在進化上高度保守，隨著對miRNA研究的深入，發(fā)現(xiàn)miRNA在多種疾病中均有調(diào)控作用。同樣地，在心血管疾病中miRNA的表達發(fā)生變化，同一miRNA可以調(diào)控不同的心血管疾病，同一心血管疾病可以由多種不同的miRNA進行調(diào)控。由于調(diào)控心血管疾病的因素繁雜難以同時控制，故miRNA可能成為治療心血管疾病的一個潛在生物靶點，見表1。如在急性心肌梗死中，miR-1、miR-208a、miR-208b、miR-499、miR-134和miR-186等均有表達變化。在冠狀動脈疾病中，miR-451、miR-21、miR-133a和miR-155等也有表達變化，且表達變化不盡相同。由此可見，miRNA在心血管疾病中可能發(fā)揮重要作用。它為心血管疾病的治療策略提供了一個新的思路，尤其是miRNA在冠心病、高血壓、心肌缺血、心肌肥大及心力衰竭等方面的作用。

transcription：翻譯；miRNA gene(intergenic,intronic,or polycistronic)：miRNA基因(基因間，固有的，多順反子)；pri-miRNA：初級miRNA；NUCLEUS：細胞核；pre-miRNA：miRNA前體；CYTOPLASM：細胞質(zhì)；Exportin-5：輸出蛋白5；translation repression：翻譯抑制；mRNA degradation：mRNA降解；miRNA duplex：雙鏈miRNA；mature miRNA incorporate-dinto RISC：成熟的miRNA整合到RISC中；RISC：RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體

圖1miRNA的作用機制[10]

2.1miR-124 心血管疾病發(fā)展最終將會導(dǎo)致患者的心力衰竭。研究顯示，減少心臟血管的生成有助于減緩心肌肥大到心力衰竭的進展，但其分子機制仍不清楚[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，miR-124在心力衰竭患者和小鼠中表達增加[12]。miR-124過度表達可增強血管緊張素Ⅱ在小鼠心臟中的促纖維化作用以及在心臟血管中的異常增生作用。體外培養(yǎng)內(nèi)皮細胞實驗中，miR-124過表達可顯著促進細胞凋亡，并降低內(nèi)皮細胞的活力、遷移、管腔形成以及CO的釋放。此外，miR-124的過度表達，可通過直接靶向CD151導(dǎo)致其沉默，進而引起內(nèi)皮細胞損傷[13]。在心肌細胞中，miR-124是心臟血管生成和心臟功能的一個重要負調(diào)控因子，可能靶向抑制CD151的表達。因此，針對miR-124的靶向治療將為治療心力衰竭提供新的策略。

表1 心血管疾病相關(guān)miRNA

miRNA：微RNA；PCR：聚合酶鏈反應(yīng)

2.2miR-17-92基因簇 對于miR-17-92家族的個體成員的研究顯示miR-17、miR-18、miR-19和miR-20是具有抗血管生成功能的miRNA分子。體內(nèi)和體外的實驗均表明，抑制miR-17/20對心血管形成的影響最為顯著[14]。miR-92a通過靶向ITGA5來緩解心肌缺血癥狀和抑制血管生成。使用miR-17-92基因簇拮抗劑對小鼠心臟進行治療可以改善其血管生成能力[15]。在缺血再灌注的豬模型中沉默miR-92a，可以減少心肌梗死面積，增加毛細血管的形成，從而恢復(fù)大動物模型中缺血再灌注損傷的心臟功能[16]。

2.3miR-126 miR-126增強了內(nèi)皮細胞和內(nèi)皮祖細胞在維持血管完整性、內(nèi)皮細胞增殖、遷移以及在心臟對損傷反應(yīng)中的作用[17]。血管損傷或缺氧時，miR-126上調(diào)可激活內(nèi)皮祖細胞和內(nèi)皮細胞，有助于血管愈合和血管新生[18]。對小鼠的實驗研究表明，miR-126在患者心肌血管形成和心肌梗死后生存中起關(guān)鍵作用。Jakob等[19]報道，miR-126通過抑制血管生成過程中的重要抑制劑，包括抑制胞外信號調(diào)節(jié)激酶的激活和促進血管生成的Sprouty相關(guān)的酪氨酸激酶結(jié)合蛋白來促進血管生成。

2.4miR-208家族 miR-208家族簇是由α主要組織相容復(fù)合體和β人系膜細胞的內(nèi)含子區(qū)編碼而成的，由miR-208a、miR-208b和miR-499組成。miR-208a的心臟過表達引起小鼠心肌細胞的增生性生長和心律失常[20]。有研究顯示，心肌肥厚患者外周血中miR-208表達水平升高[21]。事實上，抑制達爾高血壓大鼠miR-208a水平不僅可預(yù)防病理性肌凝蛋白交換和心臟重塑，還能改善患者心臟功能和生存狀態(tài)[22]。miR-208a和miR-208b的過表達抑制腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白1和肌抑制蛋白以及轉(zhuǎn)錄因子Gata4的轉(zhuǎn)錄，表明miR-208家族參與心肌肌凝蛋白的形成和含有血清響應(yīng)因子相關(guān)的啟動子區(qū)域的基因轉(zhuǎn)錄激活等過程。Huang等[20]認為，miR-208對轉(zhuǎn)錄因子SRY-Box6(SOX6)起負調(diào)控作用，其表達水平與心肌肥厚相關(guān)。

2.5miR-133 miR-133在健康心臟中高度表達，與心肌肥厚相關(guān)。miR-133缺失誘導(dǎo)小鼠心肌肥厚，在動物和人類模型中，認為miR-133是心肌肥厚和低水平心力衰竭的重要調(diào)控因子[23-27]。分子研究發(fā)現(xiàn)，miR-133靶向鳥苷三磷酸鳥苷二磷酸交換蛋白、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)激酶細胞分裂控制蛋白42、核因子、負延長因子復(fù)合體A等多個抗增殖基因[28]。Diniz等[28]對Ⅱ型血管緊張素受體甲狀腺激素誘導(dǎo)的心肌肥厚模型的研究發(fā)現(xiàn)，miR-133表達增加，且miR-133模擬物可以在體外阻止心肌肥厚對三碘甲腺原氨酸的反應(yīng)，抑制miR-133a的表達可導(dǎo)致糖尿病患者的心肌肥厚，而miR-133a的過度表達會減弱糖尿病患者的心肌纖維化[29-30]。

2.6miR-378 miR-378可以調(diào)控心臟的過度興奮。miR-378在心血管系統(tǒng)中的過表達將會減輕心肌細胞損傷和凋亡[31]。miR-378通過靶向促分裂原活化的蛋白激酶信號、胰島素樣生長因子受體1、生長因子受體結(jié)合蛋白2和Ras1的激酶抑制素，抑制促分裂原活化的蛋白激酶信號，控制主動脈弓縮窄模型中的心肌肥厚。在慢性壓力負荷導(dǎo)致的小鼠心肌肥厚模型中，miR-378表達水平的恢復(fù)可減緩病理重塑和心臟功能障礙的進程，這可能是心肌疾病治療的一種有效策略[32]。此外，Nagalingam等[33]發(fā)現(xiàn)，miR-378是心肌肥大的內(nèi)源性負調(diào)控因子。miR-378可阻斷去氧腎上腺素激活Ras，也可阻止Ras的下游磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B和癌基因Raf效應(yīng)因子-促分裂原活化的蛋白激酶1-細胞外信號調(diào)節(jié)激酶的激活的兩種促生長信號通路。

2.7miR-33 miR-33在衰老心臟中表達增加。研究發(fā)現(xiàn)，miR-33在心肌纖維化進程中表達增加。miR-33通過抑制基質(zhì)金屬蛋白酶16和刺激p38促分裂原活化的蛋白激酶信號通路促進心肌纖維化[34]。miR-33過表達將抑制轉(zhuǎn)化生長因子-Smad蛋白通路相關(guān)蛋白Smad-2和Smad-3的表達[35]。此外，有研究表明，miR-33通過靶向抑制ATP結(jié)合轉(zhuǎn)運子1改善動脈粥樣硬化[36]。miR-33-/-小鼠巨噬細胞中高密度脂蛋白膽固醇的表達下調(diào)，血管平滑肌細胞中的單核細胞趨化蛋白1亦表達減少，表明miR-33可能成為治療心血管疾病的靶標(biāo)，長期使用miR-33拮抗劑可導(dǎo)致miR-33-/-小鼠對肥胖和代謝功能障礙易感[37]。

3 問題與展望

近年來，關(guān)于miRNA在心血管疾病調(diào)控方面的研究取得了很大進展，人們對于miRNA在心血管疾病方面的作用越來越重視。心血管疾病的發(fā)生發(fā)展是一個復(fù)雜的過程，深入全面地闡明miRNA在心血管系統(tǒng)中的作用有助于提升對其發(fā)生發(fā)展進程的認知，并為疾病的治療提供新的靶點和策略[38]。但目前人們對心血管疾病的發(fā)生發(fā)展進程的調(diào)控機制尚未明確，心血管疾病發(fā)生發(fā)展進程的每一階段都有多種不同因素參與，因此可能需要同時針對多個因素對患者進行干預(yù)治療，以期達到理想的治療效果[39]。此外，關(guān)于miRNA的分子調(diào)控機制的研究仍處于初級階段，RNA提取和聚合酶鏈反應(yīng)過程中所需要的精細的、高要求的操作方法決定了還需要很多miRNA在心血管疾病調(diào)控方面的研究。miRNA具有調(diào)控細胞增殖、凋亡和分化的功能，這些功能在心血管系統(tǒng)中的作用必不可少，也是腫瘤發(fā)生發(fā)展的必要條件，因此，可通過對miRNA的研究尋找到更合適的治療心血管疾病和腫瘤的方法。

心血管疾病的發(fā)生發(fā)展過程復(fù)雜，盡管目前對心血管疾病的治療策略和病理認識均有所改善，但其仍是全球患病率和病死率最高的疾病之一。miRNA在心血管系統(tǒng)中表達豐富，且心肌組織中許多miRNA的表達在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展進程中發(fā)生了改變，可見，miRNA在心血管疾病的發(fā)展進程中起重要作用，深入全面地闡明miRNA在心血管系統(tǒng)中的作用有助于提升對心血管疾病發(fā)生發(fā)展進程的認知，并為疾病的治療提供新的靶點和策略。但對miRNA的分子調(diào)控機制的研究仍處于初級階段，期待取得更多的研究進展。