梁凱琴,覃偉強(qiáng),王虹
動(dòng)脈粥樣硬化(AS)是心血管系統(tǒng)的彌漫性病變,研究表明AS由動(dòng)脈血管內(nèi)皮損傷、脂蛋白滲入并沉積于動(dòng)脈內(nèi)膜下及觸發(fā)動(dòng)脈壁的慢性炎癥所致,涉及血管壁的免疫和非免疫細(xì)胞成分參與的復(fù)雜過(guò)程。AS的并發(fā)癥如心肌梗塞,腦血管意外和外周動(dòng)脈疾病在世界范圍內(nèi)的發(fā)病率和死亡均較高。積累的研究揭示了微小核糖核酸(miRNA)是AS發(fā)生發(fā)展中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。本文主要就近年來(lái)MicroRNA在AS進(jìn)展中的調(diào)控作用相關(guān)研究作一綜述。
微小核糖核酸(miRNA)為L(zhǎng)EE等在1993年研究秀麗隱線蟲時(shí)首次發(fā)現(xiàn)的[1],從此打開了MicroRNA科學(xué)研究的大門。MicroRNA是真核生物中對(duì)基因表達(dá)具有調(diào)控功能的內(nèi)源性單鏈非編碼RNA,成熟MicroRNA的單鏈5'端有一個(gè)稱為種子序列的7nt序列,通過(guò)特異性結(jié)合靶基因信使RNA(mRNA)的3'非翻譯區(qū)(3'-UTR),使靶基因轉(zhuǎn)錄抑制或降解,發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后調(diào)控作用,大于60%的蛋白質(zhì)編碼基因都被MicroRNA直接調(diào)控,MicroRNA參與調(diào)控細(xì)胞分化、增殖、代謝、死亡等生命活動(dòng)?,F(xiàn)有的技術(shù)可從血漿、細(xì)胞內(nèi)、組織及其他體液中檢測(cè)到MicroRNA的表達(dá)量,為研究提供了可能性。
目前的研究認(rèn)為血漿低密度脂蛋白膽固醇增高和/或高密度脂蛋白膽固醇降低皆可促進(jìn)AS斑塊的形成。積累的研究表明MicroRNA調(diào)節(jié)脂蛋白平衡,Goedeke等抑制小鼠體內(nèi)miR-148a表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)其低密度脂蛋白受體表達(dá)和活性上調(diào),小鼠血漿低密度脂蛋白膽固醇水平隨之降低[2]。Irani等研究發(fā)現(xiàn)miR-30c通過(guò)降低肝微粒體甘油三酸酯轉(zhuǎn)移蛋白的活性減少脂質(zhì)合成,從而降低了飲食誘導(dǎo)的高膽固醇血癥和糖尿病性高膽固醇血癥小鼠的血漿膽固醇[3]。清道夫受體B1(SR-B1)是一種位于細(xì)胞表面的糖蛋白,主要功能是介導(dǎo)膽固醇的逆轉(zhuǎn)運(yùn)。ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(ABCA1)和ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體G1(ABCG1)在膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)中起著重要作用,在肝臟,大腦,腎上腺和巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞中濃度最高[4]。miR-20a/b、miR-183通過(guò)抑制ABCA1的表達(dá),減少細(xì)胞內(nèi)膽固醇的排出,增加了單核-巨噬細(xì)胞衍生的泡沫細(xì)胞中膽固醇的蓄積,加速AS的進(jìn)展[5,6]。Xu等在研究中發(fā)現(xiàn)miR-34a在AS中的調(diào)控作用是多方面的,miR-34a靶向抑制ABCA1和ABCG1減少巨噬細(xì)胞膽固醇外排和膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn),通過(guò)肝X受體調(diào)控M1和M2巨噬細(xì)胞的極化;通過(guò)抑制膽固醇7α-羥化酶基因和膽固醇12α-羥化酶基因來(lái)減少膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致血漿膽固醇水平上升。抑制miR-34a可促進(jìn)巨噬細(xì)胞部分或整體自嗜,抑制AS的發(fā)展[7]。綜上所述,通過(guò)MicroRNA對(duì)脂蛋白代謝進(jìn)行干預(yù),可成為治療AS的重要策略。
動(dòng)脈血管內(nèi)皮細(xì)胞受損是產(chǎn)生促炎環(huán)境和誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)的始動(dòng)環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)NF-κB(Nuclear Factor kappa B)信號(hào)通路與血管內(nèi)皮功能障礙密切相關(guān),可被許多AS的危險(xiǎn)因素激活,如糖尿病,氧化低密度脂蛋白,高血壓。NF-κB信號(hào)通路被激活后,內(nèi)皮細(xì)胞中的E-選擇素,血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子-1(VCAM-1)和細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)等促炎癥分子的表達(dá)增加[8]。研究發(fā)現(xiàn)許多MicroRNA調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。miR-181a-5p和miR-181a-3p通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路中的易位蛋白importin-α3減少E-選擇素,VCAM-1和ICAM-1等促炎癥分子的產(chǎn)生來(lái)抑制血管炎癥,顯著抑制AS斑塊形成[9]。miR-146a通過(guò)靶向泛素連接酶TRAF6參與調(diào)控NF-κB信號(hào)通路的負(fù)反饋環(huán),抑制下游IκB激酶(I kappa B kinase)磷酸化和核易位以減少細(xì)胞間黏附分子-1的表達(dá),并可抑制巨噬細(xì)胞遷移[10]。一氧化氮(NO)生物利用度的喪失是內(nèi)皮功能障礙的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。內(nèi)皮一氧化氮合酶(eNOS)是促進(jìn)NO的產(chǎn)生關(guān)鍵酶。在高血壓,糖尿病,吸煙和血脂異常等危險(xiǎn)因素作用下,血管壁中氧自由基及其衍生物(ROS)的產(chǎn)生增加。ROS產(chǎn)生的增加可促進(jìn)炎癥,凋亡,血管通透性和增加低密度脂蛋白氧化從而驅(qū)動(dòng)內(nèi)皮損傷[11]。研究發(fā)現(xiàn)MicroRNA可通過(guò)調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞NO和ROS的產(chǎn)生影響內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)。Joris等研究表明抑制miR-199a-3p和-5p可上調(diào)磷酸肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)和鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的活性,增加eNOS活性使NO的產(chǎn)生增加,并增加NO的生物利用度,從而減輕內(nèi)皮功能障礙[12]。Carlomosti等發(fā)現(xiàn)在氧化應(yīng)激的情況下miR-200c的表達(dá)量增加,并通過(guò)調(diào)控沉默調(diào)節(jié)蛋白1/叉頭框蛋白1/eNOS途徑增加血管內(nèi)皮對(duì)氧化應(yīng)激的耐受性[13]。miR-142-3p通過(guò)激活A(yù)kt/eNOS途徑,抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡及AS斑塊的形成[14]。miR-328通過(guò)靶向調(diào)控toll樣受體(TLR)4炎癥途徑減少ROS產(chǎn)生[15]。除了具有抗炎作用外,miR-155還可通過(guò)抑制小帶閉合蛋白1,緊密連接蛋白抗體1,β-連環(huán)蛋白和人血管內(nèi)皮鈣粘蛋白的合成破壞內(nèi)皮緊密連接,從而破壞內(nèi)皮屏障功能[16]。衰老是AS發(fā)展的重要危險(xiǎn)因素,衰老導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能下降,促進(jìn)AS的發(fā)生發(fā)展。研究與血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老有關(guān)的MicroRNA可能有助于逆轉(zhuǎn)或減弱衰老對(duì)血管內(nèi)皮功能的影響。Hsu等研究發(fā)現(xiàn)miRlet-7g通過(guò)調(diào)節(jié)組蛋白去乙?;?和胰島素生長(zhǎng)因子1途徑靶向調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞衰老,具有抗衰老作用[17]。miR-216a通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1途徑促進(jìn)血管內(nèi)皮過(guò)早衰老[18]。綜上所述,MicroRNA對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞活化的調(diào)控在AS的早期干預(yù)和靶向治療中顯示出其潛力。
血液循環(huán)中的單核細(xì)胞在趨化因子的催化下進(jìn)入血管內(nèi)膜,并分化為巨噬細(xì)胞。巨噬細(xì)胞通過(guò)清道夫受體吞噬脂質(zhì),成為炎性泡沫細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)MicroRNA可調(diào)控AS進(jìn)程中單核-巨噬細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。Chipont等研究發(fā)現(xiàn)在AS的早期,抑制miR-21的表達(dá)會(huì)減少血液循環(huán)中單核細(xì)胞的數(shù)量,并使AS斑塊內(nèi)的巨噬細(xì)胞凋亡增加,從而抑制AS的發(fā)展[19]。miR-146a是巨噬細(xì)胞分泌的囊泡中發(fā)現(xiàn)的最豐富的MicroRNA,miR-146a可通過(guò)抑制胰島素樣生長(zhǎng)因子2-mRNA結(jié)合蛋白1和人抗原R來(lái)減少巨噬細(xì)胞在AS病變中遷移[20]。Dai等發(fā)現(xiàn)miR-758-5p可顯著抑制單核-巨噬細(xì)胞攝取膽固醇而減少泡沫細(xì)胞中總膽固醇的積累,miR-758-5p可直接抑制清道夫受體CD36的表達(dá)來(lái)減少巨噬細(xì)胞吞噬氧化低密度脂蛋白[21]。巨噬細(xì)胞的自噬缺陷,膽固醇代謝障礙,胞葬作用缺陷均有助于AS進(jìn)展。自噬促進(jìn)溶酶體中細(xì)胞質(zhì)成分的降解,維持細(xì)胞的脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。Ouimet等研究發(fā)現(xiàn)抑制低密度脂蛋白受體基因敲除(Ldlr-/-)小鼠體內(nèi)miR-33的表達(dá)可恢復(fù)AS斑塊中巨噬細(xì)胞、泡沫細(xì)胞的自噬功能,促進(jìn)凋亡細(xì)胞的清除,從而減少AS斑塊壞死[22]。
血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)參與AS的發(fā)生發(fā)展。血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷后VSMC從中膜向血管內(nèi)膜遷移,并在血管內(nèi)膜增殖。MicroRNA靶向調(diào)控多種與VSMC遷移、增殖相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子和生長(zhǎng)因子[23]。Alshanwani等在研究大隱靜脈平滑肌細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)miR-21的過(guò)表達(dá)可增加平滑肌細(xì)胞的增殖能力,并促進(jìn)VSMC向合成表型的轉(zhuǎn)換,引起增殖、血管功能紊亂、管壁增厚、血管順應(yīng)性降低等改變[24]。研究發(fā)現(xiàn)miR-143/145簇是VSMC表型轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)劑,通過(guò)調(diào)控Kruppel樣因子4、Kruppel樣因子5和心肌素的轉(zhuǎn)錄來(lái)驅(qū)動(dòng)VSMC向增殖表型轉(zhuǎn)換,這種表型變化導(dǎo)致VSMC具有巨噬細(xì)胞樣特征,吞噬氧化低密度脂蛋白形成肌源性泡沫細(xì)胞。miR-145可進(jìn)一步促進(jìn)VSMC分泌血管收縮物質(zhì)(包括α平滑肌肌動(dòng)蛋白和鈣蛋白)從而影響血管的舒張和收縮功能[25]。
AS斑塊的不穩(wěn)定會(huì)增加并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。Jin等研究發(fā)現(xiàn)在不穩(wěn)定的斑塊中miR-21的表達(dá)量明顯下調(diào),增加不穩(wěn)定斑塊中miR-21的表達(dá)量可以穩(wěn)定斑塊[26]。Eken等在患者頸動(dòng)脈不穩(wěn)定斑塊中檢測(cè)出miR-210明顯低表達(dá),miR-210在纖維帽中定位表達(dá),提高局部miR-210表達(dá)量可增加纖維帽的穩(wěn)定性,從而穩(wěn)定斑塊[27]。細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)支持并連接組織結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理活動(dòng)[28]。ECM合成減少導(dǎo)致纖維帽變薄,斑塊易發(fā)生破裂,斑塊ECM的合成增加可改善斑塊穩(wěn)定性。抑制miR-29可促進(jìn)ECM基因(Col1A和Col3A)的表達(dá)從而增加膠原蛋白和彈性蛋白的合成,增加纖維帽厚度并縮小斑塊的壞死區(qū)域[29]。Di Gregoli K在載脂蛋白E基因敲除(Apoe -/-)小鼠和Ldlr -/-小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)miR-181b通過(guò)靶向抑制組織金屬蛋白酶抑制因子3的產(chǎn)生,增加了斑塊彈性蛋白和膠原蛋白的合成,促進(jìn)纖維化,達(dá)到穩(wěn)定斑塊的作用[30]。研究發(fā)現(xiàn)miR-378a的靶基因?yàn)樾盘?hào)調(diào)節(jié)蛋白(SIRP)α。抑制miR-378a的表達(dá)可促進(jìn)SIRP α的表達(dá), 抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用,而巨噬細(xì)胞中miR-378a的過(guò)度表達(dá)可明顯抑制SIRPα的表達(dá)從而促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬作用[31]。
MicroRNA靶向調(diào)控不同類型的細(xì)胞和病理過(guò)程。研究顯示數(shù)種MicroRNA可同時(shí)調(diào)控AS進(jìn)展過(guò)程中多種類型的細(xì)胞及病理過(guò)程。顯示了MicroRNA靶向治療的潛力,從而為預(yù)防AS提供了新方法。但對(duì)這些MicroRNA及其他新發(fā)現(xiàn)的MicroRNA的調(diào)控作用仍需進(jìn)一步研究,以明確MicroRNA在診斷、治療和判斷預(yù)后方面的價(jià)值。
中國(guó)循證心血管醫(yī)學(xué)雜志2021年4期