李蘭芳， 歐陽雪倩， 陳 薇

(南華大學(xué)衡陽醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院藥物藥理研究所，湖南省衡陽市421001)

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，As)斑塊形成是以脂質(zhì)積累、血管局部炎癥反應(yīng)、平滑肌細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、壞死以及纖維化為主要特征。微小RNA(microRNA，miRNA)可以通過影響血管內(nèi)皮細(xì)胞功能、增殖與遷移、炎癥反應(yīng)和脂質(zhì)代謝等過程來影響As的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后[1]。本文就目前miRNA在As病程中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 miRNA與血管內(nèi)皮細(xì)胞

As的進(jìn)展通常伴隨著內(nèi)膜的過度纖維化、炎癥反應(yīng)的級聯(lián)、脂質(zhì)斑塊的形成。miRNA可以通過多種信號通路調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能，進(jìn)而影響As的進(jìn)程。見表1。

表1 參與調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞的miRNA與As的關(guān)系

1.1 miRNA與血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡

血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡在As的發(fā)生、發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。內(nèi)皮細(xì)胞凋亡是導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定的重要原因，內(nèi)皮細(xì)胞死亡可能導(dǎo)致動(dòng)脈血栓形成，從而導(dǎo)致急性冠狀動(dòng)脈閉塞和猝死。miRNA是參與內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。miR-126是內(nèi)皮細(xì)胞凋亡小體中含量最豐富的miRNA。它通過靶向抑制G蛋白信號通路調(diào)節(jié)因子-16(regulator of G-protein signaling-16，RGS16)誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1(stromal cell derivedfactor-1，SDF-1)的表達(dá)，并以miR-126依賴的方式保護(hù)小鼠免受As的影響。也有報(bào)道證明miR-126通過靶向激活磷酸肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phospho-inositide 3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)信號通路抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[4-5]。miR-185-3p上調(diào)可以促進(jìn)As病理發(fā)展，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。Smad7(small mothers against decapentaplegic 7,Smad7)是miR-185-3p的靶基因，miR-185-3p抑制Smad7的表達(dá)[2]。

氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)是As發(fā)展的主要危險(xiǎn)因素。miR-217-5p靶向氯離子通道蛋白4(chloride intracellular channel protein，CLIC4)抑制ox-LDL誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[6]。另一種叫做miR-106b的miRNA可以逆轉(zhuǎn)ox-LDL誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡；潛在的機(jī)制涉及靶向抑制張力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog，PTEN)的表達(dá)而激活PI3K/Akt通路[7]。miR-338-3p通過靶向骨形態(tài)發(fā)生蛋白和激活素膜結(jié)合抑制劑(BMP and activin membrane-bound inhibitor，BAMBI)激活轉(zhuǎn)化生長因子-β/Smad(transforming growth factor-β/small mothers against decapentaplegic，TGF-β/Smad)通路促進(jìn)ox-LDL誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[3]。miR-410抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(human umbilical vein endothelial cell，HUVEC)增殖并通過激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)抑制ox-LDL誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[8]。

1.2 miRNA與血管內(nèi)皮細(xì)胞衰老

細(xì)胞衰老分為復(fù)制性衰老和應(yīng)激誘導(dǎo)衰老。正常的體細(xì)胞進(jìn)入生長停滯狀態(tài)失去復(fù)制能力稱為復(fù)制性衰老。暴露在氧化應(yīng)激、過氧化氫或低氧環(huán)境中，誘導(dǎo)細(xì)胞衰老，這被稱為應(yīng)激誘導(dǎo)衰老[22]。血管內(nèi)皮細(xì)胞的衰老在As中起著重要作用。在內(nèi)皮細(xì)胞的復(fù)制性衰老過程中，miR-22通過下調(diào)血管抑制素-1(Vasohibin-1)的表達(dá)而加速衰老過程[9]。在應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞衰老過程中，miR-221通過抑制內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮生成和激活核因子κB(Nuclear factor κB，NF-κB)信號來促進(jìn)人動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞衰老[10]。氧化應(yīng)激誘導(dǎo)miR-200C表達(dá)增加，通過靶向E盒結(jié)合鋅指蛋白1(zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1)抑制內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和衰老[14]。

沉默信息調(diào)節(jié)因子1(silence information regulator 1，SIRT1)是一種長壽基因，保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激和遺傳毒性[23]。研究表明腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)可以上調(diào)miR-155，通過靶向抑制SIRT1的表達(dá)來介導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的衰老[11]。miR-217和miR-21通過減少內(nèi)皮細(xì)胞中SIRT1的表達(dá)來促進(jìn)衰老[12]。而let-7g通過增加SIRT1蛋白水平來拮抗內(nèi)皮細(xì)胞衰老的作用[13]。

1.3 miRNA與血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖

血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖在促進(jìn)內(nèi)皮愈合和改善血管功能的過程中至關(guān)重要。miRNA參與內(nèi)皮細(xì)胞增殖過程。miR-143-3p通過直接靶向自噬相關(guān)蛋白2同源物B(autophagy-related protein 2 homolog B，ATG2B)下調(diào)自噬發(fā)生的水平，而顯著促進(jìn)內(nèi)皮祖細(xì)胞的增殖和遷移[15]。此外，miR-487a過表達(dá)通過直接靶向抑制CREB結(jié)合蛋白(CREB binding protein，CBP)和p53蛋白的表達(dá)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖[16]。

一些miRNA發(fā)揮抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖的作用。miR-126通過調(diào)節(jié)低氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-Inducible factor-1α，HIF-1α)抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖[17]。糖尿病介導(dǎo)的miR-139-5p高表達(dá)抑制了轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子c-Jun-血管內(nèi)皮生長因子/血小板衍生生長因子亞基B(c-Jun-vascular endothelial growth factor/platelet derived growth factor subunit B，c-Jun-VEGF/PDGF-B)通路，從而減少內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移[18]。

1.4 miRNA與血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥

As是一種具有慢性炎癥反應(yīng)特征的病理過程，血管內(nèi)皮細(xì)胞在引發(fā)動(dòng)脈炎癥反應(yīng)中調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng),可能是As治療的靶點(diǎn)之一。miRNA參與調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥。miR-126過表達(dá)激活了SIRT1/核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2，Nrf2)信號通路，一些炎癥因子如TNF-α、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)等表達(dá)下降，從而抑制HUVEC氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)[21]。miR-21抑制過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferator activated receptor-α，PPARα)的翻譯，通過提高激活子蛋白-1(activator protein 1，AP-1)的活性，誘導(dǎo)血管細(xì)胞黏附分子1(vascular adhesion molecule 1，VCAM1)和趨化因子2(C-C Motif chemokine ligand 2，CCL2)的表達(dá)，從而促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥[19]。miR-155通過靶向抑制BMAL1誘導(dǎo)As中內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)，促進(jìn)As的發(fā)展[20]。

2 miRNA與血管平滑肌細(xì)胞

在As形成過程中，首先表現(xiàn)為脂質(zhì)沉積于血管壁，然后巨噬細(xì)胞吞噬這些脂質(zhì)，逐漸泡沫化，繼而平滑肌細(xì)胞增殖生長。平滑肌細(xì)胞形態(tài)、生理生化的變化與As密切相關(guān)。miRNA通過多種信號通路調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞的功能。見表2。

表2 參與調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞的miRNA與As的關(guān)系

2.1 miRNA與血管平滑肌細(xì)胞的凋亡與衰老

血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cell,VSMC)的凋亡和衰老已被認(rèn)為是As疾病的重要過程。下調(diào)miR-22直接靶向p38絲裂原活化蛋白激酶α(p38 mitogen-activated protein kinase α，p38MAPKα)引起VSMC的凋亡[24]。miR-665通過靶向轉(zhuǎn)化生長因子β受體1(transforming growth factor beta receptor 1，TGFBR1)參與VSMC的凋亡[25]。miR-320-3p通過調(diào)節(jié)Kruppel樣因子5(Kruppel-like factor 5，KLF5)和HIF-1α的表達(dá)調(diào)控缺氧條件下誘導(dǎo)的肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的凋亡[26]。此外，miR-140-5p通過靶向環(huán)形交叉軸突導(dǎo)向受體同源物4(roundabout guidance receptor 4，ROBO4)基因表達(dá)調(diào)控As中VSMC的凋亡[28]。miR-141-5p過表達(dá)激活高遷移率族蛋白B1(high mobility group protein box-1，HMGB1)/NF-κB通路促進(jìn)VSMC的凋亡[27]。

2.2 miRNA與血管平滑肌的增殖和遷移

在天然血管中，VSMCs維持在靜止/收縮、非遷移和非增殖狀態(tài)。當(dāng)血管機(jī)械損傷時(shí)，VSMC轉(zhuǎn)變?yōu)槿シ只?合成表型，并增強(qiáng)其增殖、遷移和產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)的能力，從而促進(jìn)As的發(fā)展。

一些miRNA可以促進(jìn)VSMC的增殖和遷移。miR-221通過靶向基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制劑-3(tissue inhibitor of metalloproteinases-3，TIMP3)促進(jìn)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖和遷移[29]。miR-342-5p通過下調(diào)磷脂酰肌醇3-激酶調(diào)節(jié)亞基α(phosphatidylinositol 3-kinase regulatory subunit α，PIK3R1)來激活A(yù)kt信號通路，促進(jìn)VSMC的增殖[30]。miR-374是一種As的潛在診斷生物標(biāo)志物，miR-374過表達(dá)顯著促進(jìn)VSMC的增殖和遷移，其潛在機(jī)制與頸動(dòng)脈內(nèi)膜中膜厚度(carotid intima-media thickness，CIMT)相關(guān)[31-32]。miR-491-5p下調(diào)顯著促進(jìn)VSMC的增殖和遷移，其靶點(diǎn)是基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metallopeptidase-9，MMP-9)[33]。

一些miRNA可以抑制VSMC的增殖和遷移。miR-29b通過靶向TGF-β/Smad3信號通路抑制VSMC增殖[34]。miR-130a通過靶向ATG2B下調(diào)自噬的水平，抑制VSMC的增殖[35]。miR-199a-3p過表達(dá)靶向基本轉(zhuǎn)錄因子(transcriptional factor 1，SP1)抑制VSMC增殖和遷移[36]。miR-34a抑制VSMC的遷移，趨化因子受體3(C-X-C motif chemokine receptor 3，CXCR3)是miR-34a調(diào)節(jié)VSMC表型轉(zhuǎn)換的直接靶點(diǎn)，而CXCR3通過共享共同的miR-34a靶點(diǎn)，通過競爭性內(nèi)源性RNA調(diào)節(jié)增加基質(zhì)金屬蛋白酶2(matrix metallopeptidase-2，MMP-2)的表達(dá)水平[37-38]。miR-223通過靶向活化T細(xì)胞核因子5(nuclear factor of activated T cells 5，NFAT5)抑制血小板衍生生長因子誘導(dǎo)的人主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的增殖[39]。

2.3 miRNA與血管平滑肌細(xì)胞的鈣化

血管鈣化常見于As、糖尿病和慢性腎臟疾病的患者。血管鈣化涉及VSMC向成骨細(xì)胞樣細(xì)胞的分化和重編程，這些成骨細(xì)胞樣的VSMC產(chǎn)生并釋放鈣化基質(zhì)小泡。血管鈣化過程受到嚴(yán)格調(diào)控，而miRNA在這一過程中發(fā)揮不可或缺的作用。

miR-27a-3p抑制激活轉(zhuǎn)錄因子3(activating transcription factor 3，ATF3)的表達(dá)，從而減少VSMC的鈣化[40]。miR-223-3p通過阻斷IL-6/STAT3信號通路抑制VSMC鈣化[41]。miR-33a-5p通過靶向甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白3(methyltransferase like 3，METTL3)抑制ox-LDL誘導(dǎo)的VSMC鈣化[42]。下調(diào)miR-155導(dǎo)致Akt磷酸化和叉頭框蛋白O3a(forkhead box protein O3a，F(xiàn)OXO3a)降解，從而減弱血管鈣化，減少鈣化誘導(dǎo)的VSMC凋亡[43]。

3 小 結(jié)

miRNA可以通過影響血管內(nèi)皮細(xì)胞功能、平滑肌細(xì)胞增殖與遷移、炎癥反應(yīng)和鈣化等過程來影響As的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后。然而miRNA的種類繁多，靶點(diǎn)及功能較為復(fù)雜，人們對于As相關(guān)miRNA及其機(jī)制的研究還不全面，亟待更多更深入的研究去探索和發(fā)現(xiàn)。