符珍珍，彭瑜，張鉦

1 蘭州大學第一臨床醫(yī)學院心臟中心，蘭州730000；2 蘭州大學第一醫(yī)院心臟中心

急性心肌梗死（AMI）是全球心血管疾病患者死亡的主要原因之一［1］，隨著各種藥物和再灌注技術的應用，AMI患者急性期病死率有所下降，但仍然高，高病死率與心肌梗死面積的增加密切相關［2］。研究表明，心肌缺血再灌注損傷（MIRI）是導致再灌注后心肌梗死面積增加的主要原因［3-4］。MIRI可引發(fā)一系列不良生物學效應，包括氧化應激和炎癥反應加劇、凋亡相關信號通路激活、細胞內鈣超載、線粒體功能障礙、細胞膜功能損害及微血管損傷等，這些因素加重組織缺氧損傷并擴大了梗死面積［5-7］。微小RNA（miRNA）是一類分子量在21～25 nt的非編碼RNA［8］，參與基因轉錄后表達調控，能通過促進體內各種mRNA的降解和沉默［9］，導致細胞生理功能改變，并最終影響疾病的發(fā)生發(fā)展［10］。研究發(fā)現(xiàn)，AMI合并缺血再灌注損傷（RI）的患者存在約70多種miRNA表達失衡［11］，而miRNA分子表達的上調或下調，可通過一系列復雜過程減輕MIRI損傷（見OSID碼圖1）。其中miR-21、miR-208和miR-133表達具有心臟特異性，參與心肌細胞凋亡、肥大和心臟纖維化［12-13］；miR-21在缺血心肌組織中表達量減少［13］。miR-199、miR-210在MIRI組織中表達量增多，且miR-210異常表達存在顯著的性別差異［14］；miR-92a、miR-342在AMI恢復早期表達減少［15-16］，miR-125a-5p的表達量先減少，恢復灌注后增多［6］；另外，miR-1、miR-133、miR-199、miR-208、miR-221/222、miR-342、miR-486的表達變化也已被證明可以減輕MIRI［14，17-19］。然而，目前對miRNA各分子聯(lián)合應用的研究較為缺乏，認識這些miRNA的特點及不同miRNA分子之間的協(xié)調作用或許能夠為未來miRNA治療MIRI提供新的思路?，F(xiàn)就miRNA對MIRI的干預作用機制相關研究綜述如下。

1 miRNA調節(jié)細胞凋亡減輕MIRI

在缺血再灌注（H/R）誘導的細胞和MIRI小鼠心臟中，觀察到心肌細胞數目減少，Bcl-2蛋白家族中促凋亡作用的Bcl-2L11、Bnip3、Bax、Caspase-3等蛋白表達增加，后兩者的活性也增高［16，20］，而抑制凋亡作用的Bcl-2等蛋白表達量減少［21］。研究發(fā)現(xiàn)，Bcl-2家族蛋白形成寡聚體或異二聚體，導致線粒體電壓依賴的負離子通道開放，細胞膜電位的喪失和細胞色素C的釋放，誘導細胞凋亡［22］。部分miRNA分子能夠通過抑制程序性細胞死亡因子4（PDCD4）、磷酸酶和緊張素同源物（PTEN）、Toll樣受體4（TLR4）、腫瘤壞死因子（TNF）超家族家族成員FASLG蛋白、分泌型磷蛋白1（SPP1）等蛋白表達，減少凋亡蛋白的活性及表達量，減少細胞凋亡，減輕MIRI。

1.1 調控PDCD4表達 PDCD4屬于促凋亡基因的表達產物，能夠導致下游Wnt信號通路的激活，在細胞程序性死亡中發(fā)揮重要作用［13］。Wnt信號通路包括經典通路和非經典通路兩種模式。Wnt3a、Wnt3等配體通過β-連接蛋白（β-catenin）參與的通路是Wnt家族信號轉導的經典通路，又稱為Wnt/β-catenin通路；細胞外相關因子和Wnt5a、Wnt11等Wnt配體通過Wnt/Ca2+傳導信號為非經典通路，其轉導的信息通過增加細胞核內凋亡相關靶基因的表達，導致細胞凋亡［23］。研究發(fā)現(xiàn)，過表達的miR-21使PDCD4表達減少，導致Wnt3a、Wnt5和β-連環(huán)蛋白表達減少，從而降低凋亡蛋白表達，最終導致細胞活性增加，細胞凋亡減少，減輕心肌細胞的缺血再灌注損傷［13］。

1.2 調控PTEN表達 PTEN是一種具有雙重特性磷酸酶活性的抑癌基因，表達一種具有脂質磷酸酶和蛋白磷酸酶雙重作用的脂質磷酸酶。該酶使磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）產生的第二信使PIP3的3′端去磷酸化轉變成PI（4，5）P2而被降解，進一步減弱PI3K/AKT信號通路的信息傳遞。MIRI時miR-21、miR-486表達上調，抑制PTEN的表達，激活PI3K/AKT信號通路，抑制凋亡蛋白表達，從而減少心肌細胞凋亡［19，24］。

1.3 調控TLR4表達 TLR4是Ⅰ型跨膜蛋白，屬于Toll樣受體家族，作用于下游的核因子κB（NF-κB）家族成員，參與蛋白表達調控。目前研究發(fā)現(xiàn)，miR-21、miR-125和miR-146表達增多時，可降低NF-κB的結合活性，而反之也可被激活的NF-κB下調其表達量［25］。在MIRI狀態(tài)下，miR-21和miR-182表達增加，抑制TLR4的表達，進一步降低NF-κB或JNK/SAPK通路活性，減少細胞內信號轉導，導致Bcl-2/Bax比值明顯降低［26-27］。另外，不同miRNA分子可通過不同的NF-κB上游分子，參與MIRI的細胞凋亡過程。如miR-125表達增加通過抑制TNF受體相關因子6［28］，miR-221過表達通過抑制p58表達［29］，miR-125表達量增高阻止p53的表達，最終導致NF-κB及其下游分子活性減低，信號轉導減弱，促進凋亡相關蛋白表達，從而參與細胞凋亡過程。

1.4 調控FASLG、SPP1表達 miR-21表達量增加可通過抑制FASLG、SPP1表達，促進血管生成的重要調節(jié)因子成纖維細胞生長因子1的表達，維持心肌功能和結構的完整性［30］，而miR-210表達量減少亦可促進血管內皮生長因子和蛋白酪氨酸磷酸酶1B表達，促進血管生成，與miR-21具有協(xié)同作用。miR-125表達增高通過抑制乙?；D移酶表達［25］，最終導致抑制凋亡蛋白表達量增多、促凋亡蛋白表達減少，減輕線粒體損傷，減少細胞凋亡，減少梗死面積，減輕MIRI［31］。

2 miRNA調節(jié)氧化應激和線粒體能量代謝減輕MIRI

研究發(fā)現(xiàn)miR-21、miR-125、miR-182、miR-210的表達量改變，能夠通過改變線粒體內關鍵酶活性、巨噬細胞極化，從而調控線粒體能量代謝、抑制氧自由基產生和炎癥反應，減輕MIRI。

miR-21表達增加后，乳酸脫氫酶和丙二醛表達減少，乳酸脫氫酶活性降低，而超氧化物歧化酶表達量和活性均增加［21］，進而抑制糖酵解和氧化應激，清除細胞內氧自由基；另外，miR-21還可減少炎癥因子IL-1β、IL-6、IL-8的生成［32］，減少NADPH氧化酶、過氧化氫酶和谷胱甘肽過氧化物酶表達，減少內源性活性氧產生，并增強抗氧化系統(tǒng)對抗體內炎癥和氧化應激損害［32］，最終通過調節(jié)線粒體能量代謝和減少氧化應激，減輕MIRI。當miR-125和miR-182表達增高時，通過增加Krüppel樣因子13和STK17A蛋白表達，促進M1型巨噬細胞向M2型轉化，抑制炎癥反應、促進心功能修復，減輕缺血再灌注損傷［17，26］。

線粒體甘油-3-磷酸脫氫酶2（GPD2）是線粒體內一種重要的酶，主要功能是將甘油-3-磷酸還原為二磷酸甘，產生的二磷酸甘油可以進一步參與三酸甘油酯合成或被用于線粒體內能量的產生。miR-210被認為是人類心肌損傷標志物，在不同物種間具有高度同源性［33］。有學者在MIRI雄性小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，miR-210表達量增多，靶向引起GPD2的轉錄減少，線粒體中活性氧含量減少，減輕MIRI［14］。

3 miRNA調節(jié)細胞自噬和細胞增殖減輕MIRI

研究發(fā)現(xiàn)，miR-210表達增加可促進E2F3的蛋白表達，E2F3蛋白可快速促進靜息細胞從G1期向S期過渡［34］，從而誘導內源性心肌細胞重新進入細胞周期，單核細胞數增多，內源性心肌細胞增殖［35］。miR-125表達增加抑制自噬調節(jié)因子2表達，后者屬于p53誘導的跨膜蛋白，能夠介導細胞自噬［6］。miR-210也可通過減少自噬相關蛋白輕鏈3、p62和Beclin-1的表達量，減少細胞自噬［36］，miRNA分子亦可通過減輕細胞自噬、增加細胞增殖，減輕缺血再灌注損傷。

4 其他機制

miR-1在肌肉組織中特異表達，目前認為MIRI發(fā)生時，miR-1在循環(huán)中表達增高，致使易洛魁同源盒基因5（Irx5）和心肌間隙連接蛋白43的表達量減少，Irx5表達減少可阻斷鉀電壓門控通道亞家族D成員2產生心臟復極梯度，降低的Ito電流和持續(xù)的動作電位，最終導致再灌注性心律失常［18］。另外，miR-204-5p/FBXW79［37］、miR-146a-5p［38］及miR-217［39］等miRNA被證實能夠通過調節(jié)炎癥反應、氧化應激及細胞凋亡參與MIRI的過程。

在MIRI中，氧化應激、炎癥反應、心臟纖維化及心肌細胞凋亡均為患者不可逆性心功能不全的重要機制。現(xiàn)有研究表明，miRNA分子參與MIRI的發(fā)病機制存在一種miRNA分子同時參與多種機制通路和一種機制通路同時被多種miRNA分子調節(jié)的關系。另外，研究發(fā)現(xiàn)部分藥物具有減輕MIRI的作用，實驗研究證實缺血預處理、異呋喃預處理、部分麻醉藥物、葛根素、前列腺素E1、右美托嘧啶［12，21，32，40］及其他非編碼RNA分子［13，41］能通過調節(jié)miRNA表達，減輕心肌缺血再灌注大鼠心肌細胞凋亡，減輕MIRI。但目前相關技術并不完善，存在各種問題而無法應用于臨床，但對于缺血再灌注損傷機制研究具有很大貢獻。目前miRNA相關藥物在腫瘤治療中已開展臨床試驗［42］，其能否應用于缺血再灌注損傷的治療仍值得期待。