microRNA在急性冠脈綜合征中的作用

1、microRNA在急性冠脈綜合征中的作用Role of microRNA in Acute Coronary Syndrome/YUANPing ， LIANG Yan， TIAN Leigang ，et al./MedicalInnovation of China， 2018， 15（08）： 144-148【Abstract】 microRNA （ miRNA） isa classofsmallnon-coding mRNAs that exert their posttranscriptionalregulatory effects by targeting 3 untranslated

2、region（3UTR） of corresponding miRNA.It has beenestimated that miRNA may regulate up to 30% of humangenes and control various cellular processes.Previousstudieshave suggested thatmiRNAmay play an importantrole during cardiovascular disease progression.Acutecoronary syndrome （ ACS） is a common disease

3、 incardiovasculardisease ，thisarticle describedtheroleof miRNA in acute coronary syndrome.【 Key words 】 miRNA； Acute coronary syndrome；Cardiovascular diseaseFirst- author s address ： Graduate Department，Guangdong MedicalUniversity， Zhanjiang524000，Chinadoi ：微小 RNA（ microRNA）是在真核生物中?l 現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的

4、非編碼RNA，長(zhǎng)度大小為2025 個(gè)核苷酸。在動(dòng)物中miRNA主要通過與mRNA的 3UTR區(qū)特異性結(jié)合，從而對(duì)靶基因起作用。miRNA對(duì)機(jī)體的作用和對(duì)心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展，現(xiàn)已得到了廣泛的研究，已經(jīng)被提出作為多種疾病的生物標(biāo)志。急性冠脈綜合征（Acute coronarysyndrome， ACS）是一種常見疾病，早期發(fā)現(xiàn)、早期預(yù)防顯得至關(guān)重要。已有大量研究表明miRNA對(duì) ACS的發(fā)生發(fā)展有重要的調(diào)節(jié)作用，這預(yù)示著miRNA將可能成為ACS診斷、治療及愈合判斷的有效的標(biāo)記物。1 miRNA 與機(jī)體正常的生長(zhǎng)發(fā)育miRNA在人體中起著重要作用，調(diào)節(jié)著機(jī)體正常的生長(zhǎng)發(fā)育。這些miRNA在細(xì)胞

5、生長(zhǎng)、增殖、分化、代謝、凋亡，多器官發(fā)育，血細(xì)胞分化及胰島素分泌等過程中起著重要作用，是人體正常生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的調(diào)節(jié)因子 1 。有研究表明 miRNA是干細(xì)胞重要的調(diào)節(jié)因子， miRNA通過直接靶向多能因子的 3UTR來調(diào)節(jié)干細(xì)胞的狀態(tài)。如 miR-145 通過OCt4、Sox2 和 Kif4抑制人類胚胎干細(xì)胞的多能性2 。有研究顯示， miRNA-1 和 miRNA-133 可能與心臟的發(fā)育及傳導(dǎo)系統(tǒng)相關(guān)，敲除了miRNA-1-2 的小鼠易出現(xiàn)心臟擴(kuò)大、肺動(dòng)脈栓塞、室間隔缺損等疾病。Liu 等 3 研究了 miR-1 在 P19 細(xì)胞中對(duì)心臟發(fā)育的作用，使用逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)分析，在心

6、肌細(xì)胞分化前后分別檢測(cè)P19 細(xì)胞中的miR-1 的水平，結(jié)果顯示與未分化的P19 細(xì)胞相比，分化成心肌細(xì)胞的P19細(xì)胞中 miR-1 表達(dá)明顯降低，同時(shí)在與正常對(duì)照組比較中，發(fā)現(xiàn) miR-1 的過表達(dá)使分化的P19 細(xì)胞的活力增加和細(xì)胞凋亡減少，研究提示miR-1 上調(diào)可能通過增加Hand2 表達(dá)和抑制 caspase-3 的切割來減少 P19 分化為心肌細(xì)胞的凋亡。不同的 miRNA在不同的組織中作用不同，具有組織特異性，在心血管系統(tǒng)疾病的產(chǎn)生和正常發(fā)育中有著重要的作用。2 miRNA 在 ACS發(fā)生、發(fā)展的作用ACS是一組由急性心肌缺血引起的臨床綜合征。且急性心肌梗死發(fā)生心肌細(xì)胞損傷和損

7、失的最主要的原因是心肌細(xì)胞壞死和凋亡后發(fā)生的過度的炎癥反應(yīng)4 ?，F(xiàn)希望發(fā)現(xiàn)多種生物標(biāo)記物，從而更早期、更準(zhǔn)確地診斷ACS，并且提供精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)分層依據(jù)。多項(xiàng)研究表明，miRNA與心血管疾病息息相關(guān)，如miRNA-208 和 miRNA-499 與心肌損傷相關(guān)，在 ACS患者中， miR-499 的 AUC值比肌鈣蛋白高，這提示與肌鈣蛋白相比 miR-499 敏感度可能更高，在表達(dá)時(shí)間上miR-499 更加提前 5-7，這為 miR-499 作為 ACS診斷、生物標(biāo)記物提供了有利的條件。miR-208a 的表達(dá)水平在急性心肌梗死后顯著升高，且miR-208 家族被推薦作為急性心肌梗死的一種生物標(biāo)記

8、物。有研究表明在心臟內(nèi)，miR-208a 參與心臟的發(fā)育且和病理生理?xiàng)l件下肌球蛋白重鏈轉(zhuǎn)換的調(diào)控相關(guān)，miR-208a 可以誘導(dǎo)心律失常、心臟重塑并調(diào)節(jié)心肌肥大的通路和心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)的表達(dá)8 。在AMI患者血漿中miR-1 、miR-133a 、 miR-499和miR-208a均顯著上調(diào)9 ，可推測(cè)急性心肌梗死可能的生物標(biāo)記物包括miR-1、 miR-133a/b、miR-208a 、 miR-499 、 miR-499-5p10。在最近的一項(xiàng)研究中，與非 ACS對(duì)照組相比， ACS中發(fā)現(xiàn)了 5 種 miRNA（ miRNA-122，miRNA-140-3p ，miRNA-720，miRNA-

9、2861 和miRNA-3149）增加 11 。同時(shí)有研究表明， miRNA-106b/25 簇， miRNA-17/92a 簇， miRNA-21/590-5p 家族， miRNA-126和 miRNA-451 可能被用作 UA的生物標(biāo)志物。 Zeller 等 12的一項(xiàng)關(guān)于不穩(wěn)定型心絞痛的生物標(biāo)記物的研究中，在不穩(wěn)定型心絞痛和健康人對(duì)照中，發(fā)現(xiàn)了 25 種差異表達(dá)的miRNA，其中 8 種 miRNA（miR-19a ，miR-19b ，miR-132，miR-140-3p ，miR-142-5p ，miR-150 ， miR-186 和 miR-210 ）與不穩(wěn)定型心絞痛顯著相關(guān)。由此可

10、見，多種miRNA在 ACS的發(fā)生、發(fā)展上有著重要的作用，影響著疾病的進(jìn)展。同時(shí)可能存在更多的與 ACS相關(guān)的 miRNA有待被發(fā)現(xiàn)，作用機(jī)制被闡述。2.1 miRNA 與脂質(zhì)代謝低密度脂蛋白膽固醇（LDL）和高密度脂蛋白膽固醇（HDL）在循環(huán)系統(tǒng)中的高低是心血管疾病發(fā)生的重要的危險(xiǎn)因素之一。ACS與血管脂質(zhì)斑塊形成、斑塊破裂、糜爛、血小板聚集及心肌細(xì)胞壞死凋亡反應(yīng)等密切相關(guān)，且動(dòng)脈粥樣斑塊的形成又與血管內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂、脂質(zhì)沉積、炎癥反應(yīng)、泡沫細(xì)胞集聚和血管平滑肌細(xì)胞的增殖密切相關(guān)，現(xiàn)有多項(xiàng)研究表明miRNA參與這些過程。研究表明 miRNA在脂肪細(xì)胞的分化和脂質(zhì)代謝中有著重要作用，如 mi

11、RNA-34a、miRNA-548P、miRNA-122、miRNA-208、miRNA-33等 13-15 。有研究已經(jīng)顯示 miR-33 通過 ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1（ ABCA1）調(diào)節(jié)膽固醇的輸出 16 ， miRNA-33a 與 miR-33b 均屬于 miR-33 類，均在心肌細(xì)胞中表達(dá)，且與血管重構(gòu)、血管粥樣硬化密切相關(guān)。并且 miR-33a/b 靶向與膽固醇代謝相關(guān)的其他基因，包括膽固醇 7 - 羥化酶（ CYP7A1）， ATP 酶氨基磷脂轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 1B 型成員 1（ ATP8B1）和 ATP結(jié)合盒亞家族 B 成員 11（ ABCB11）基因 17 。由此可見， miR-33a

12、/b 是膽固醇、脂質(zhì)代謝重要調(diào)節(jié)因子，是保持膽固醇在體內(nèi)平衡的中心點(diǎn)，提高了 HDL-C水平，增加巨噬細(xì)胞的膽固醇反向轉(zhuǎn)運(yùn)，并且具有動(dòng)脈粥樣硬化保護(hù)作用。另外最近也有研究表明 miR-33 是調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝的重要的非編碼RNA，并且在控制心血管內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定方面也有重要作用，但這一作用與脂質(zhì)代謝無關(guān) 18 。同時(shí)其他 miRNA也是治療血脂異常的良好候選者，包括 miR-30c-5p 、miR-148a-3p 、 miR-128-1 、miR-144 、miR-27 等。已經(jīng)顯示 miR-30c-5p的過表達(dá)可以減少動(dòng)脈粥樣硬化小鼠模型中的斑塊形成，抑制高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成19 。在高脂血

13、癥的小鼠中， miR-148a 和 miR-128-1 同時(shí)過表達(dá)顯著減少肝臟ABCA1表達(dá)和循環(huán)HDL-C水平 20-21?，F(xiàn)有研究已經(jīng)顯示HDL通過將 miR-223 轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細(xì)胞以抑制?胞內(nèi)的黏附分子1（ ICAM-1）的表達(dá) 22 ，同時(shí) miR-223 對(duì)細(xì)胞內(nèi)膽固醇的變化很敏感，通過清道夫受體B 型型來調(diào)節(jié)HDL的攝取，亦間接通過SP3促進(jìn) mRNA和蛋白水平ABCA1表達(dá)，從而促進(jìn)細(xì)胞膽固醇的外流23 。總之，在脂質(zhì)代謝方面，miRNA以多種方式參與調(diào)節(jié)，而ACS的發(fā)生與脂質(zhì)代謝異常密切相關(guān)，這將為通過干預(yù)miRNA從而為研究、治療ACS等方面提供新思路。2.2 miRNA與細(xì)

14、胞凋亡壞死m(xù)iRNA 在細(xì)胞組織的凋亡壞死中起舉足輕重的作用。有些miRNA降低Bcl-2/BAX比例，通過調(diào)控線粒體依賴的凋亡通路從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡。如在心臟缺血再灌注損傷中miRNA-15a 和 miRNA-15b顯著上調(diào)，通過靶向 Bcl-2和 caspase 信號(hào)通路參與心肌細(xì)胞的凋亡24-25； miR-24 增加梗死心肌的心血管凋亡，是內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和血管生長(zhǎng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，可能成為缺血性心臟并干預(yù)治療的靶點(diǎn) 26 。 miR-34a 也被證實(shí)是AMI 重要的促凋亡因子 27 。 miR-874 通過在 MI 后增加胱天蛋白酶-8 而參與H2O2誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞死亡28 。在大鼠心肌細(xì)胞

15、H9C2缺氧 /再氧化（ H/R）模型中，發(fā)現(xiàn)miR-122 高表達(dá)，抑制miR-122的表達(dá)能顯著降低細(xì)胞的凋亡，GATA-4是 miR-122 直接的靶基因， miR-122 的過表達(dá)抑制GATA-4在 mRNA和蛋白質(zhì)水平的表達(dá)。miR-122 的下調(diào)能明顯緩解心肌細(xì)胞的H/R 損傷 29 。由此可見， miRNA-15、miR-24 、miR-34a 、miR-874 、miR-122可能與細(xì)胞的凋亡壞死相關(guān)，當(dāng)然這需要更多的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，同時(shí)可能還有更多的miRNA參與調(diào)節(jié)。2.3 miRNA與炎癥反應(yīng)過度的炎癥反應(yīng)是心肌細(xì)胞損害和死亡的重要原因。心肌缺血后心肌細(xì)胞的死亡，隨后誘導(dǎo)

16、炎癥的級(jí)聯(lián)反應(yīng)。在這炎癥反應(yīng)中，miRNA起關(guān)鍵的作用。一項(xiàng)在小鼠的研究中，miRNA-150的過表達(dá)對(duì)單核細(xì)胞遷移和促炎因子的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用30-31。在急性心肌梗死后，miRNA-155 顯著增加了IL-1b 、 CD105和 TNF- 及白細(xì)胞浸潤(rùn)，且 miRNA-155 缺失明顯減輕了缺血再灌注損害和炎癥細(xì)胞反應(yīng)32。這些研究提供了依據(jù)表明miRNA參與急性心肌梗死的發(fā)生發(fā)展。ACS患者中有多種與炎癥相關(guān)的miRNA明顯增加，如有研究表明miRNA-146a 和 miRNA-21 與急性心肌梗死成正相關(guān)，并且和白細(xì)胞和C 反應(yīng)蛋白的數(shù)目相一致33-35。miR-146 參與白細(xì)胞炎癥反

17、應(yīng)，在急性心肌梗死患者中，血漿檢測(cè)miR-146 明顯升高 36 。有研究表明上調(diào)的miR-138 通過抑制 PI3K/Akt/eNOS 信號(hào)通路來緩解冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞（ HCAEC）的損傷和炎癥反應(yīng)37 。3 miRNA 在 ACS的治療方面所起作用心肌細(xì)胞壞死和凋亡隨后發(fā)生過度炎癥是AMI 病理過程中心肌細(xì)胞損傷和損失的主要原因38 。同時(shí)，缺血區(qū)域的血管再生促進(jìn)心肌細(xì)胞存活39 。最終，通過纖維化引起的梗塞性心室重塑的程度決定了心臟功能和預(yù)后。因此，抑制細(xì)胞死亡和心室纖維化，調(diào)節(jié)不良炎癥反應(yīng)并促進(jìn)AMI 后血管生成的方法是改善急性心肌梗死患者預(yù)后的可能的新的希望。在AMI 的小鼠模型中，

18、miR-155的缺乏能預(yù)防AMI 后缺血/再灌注損傷誘導(dǎo)的凋亡40 。此外，艾Eisenhard等41 發(fā)現(xiàn)miR-155通過增加細(xì)胞凋亡相關(guān)caspase-3的表達(dá)而加重AMI 后凋亡。總體而言，抑制這些miRNA可能在AMI治療方面提供新的方向。miRNA-210 通過下調(diào)蛋白酪氨酸磷酸酶 -1B，以激活 PI3K/AKT 通路，來抑制急性心肌梗死后的凋亡。 miRNA-214 也可抑制心肌凋亡，在大鼠模型中miRNA-214 的過表達(dá)降低梗塞的面積，改善心臟功能和血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)及抑制左心室重塑42 。一項(xiàng)在小鼠的研究中，用過表達(dá)miRNA-1 的胚胎干細(xì)胞植入梗死的心肌中，明顯抑制了心肌細(xì)胞的凋亡和改善了心臟功能43 。MiRNA-21 通過增加 Bcl-2/BAX的比例，抑制心肌細(xì)胞的凋亡；缺血缺氧減少了心肌細(xì)胞中miRNA-21 的表達(dá)，增加miRNA-21 的表達(dá)可通過降低PDCD4的表達(dá)來減輕缺血、從而誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡44 ，這將為 ACS后心肌缺血缺氧的藥物治療提