綜 述

微小核糖核酸在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病中的研究進(jìn)展

微小核糖核酸（microRNAs，簡稱 miRNAs）是一類廣泛存在于動物和人類中的內(nèi)源性小分子非編碼單鏈RNA[1]，具有高度的結(jié)構(gòu)、物種保守性，嚴(yán)格的時序性及組織特異性，因此其在物種進(jìn)化中相當(dāng)保守，是調(diào)節(jié)其他功能基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)分子，在生物體的各種生命活動過程中發(fā)揮著重要作用，對基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后表達(dá)的調(diào)控，參與炎癥、發(fā)育、凋亡、腫瘤等多種生理與病理過程[2]。目前研究[3]表明，miRNAs與心血管疾病密切相關(guān)。在動脈粥樣硬化、冠心病、高血壓、心力衰竭和腦卒中相關(guān)的病理過程中，miRNAs的表達(dá)發(fā)生變化并具有重要的功能意義，其可能為多種心血管疾病的診斷、治療及相關(guān)機(jī)制的闡述提供新的依據(jù)[4]。

冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。–HD，簡稱冠心?。┙甑陌l(fā)病率和死亡率逐年上升，成為威脅人類健康的主要原因之一[5]。動脈粥樣硬化是心血管疾病的一個主要的危險因素，近年的研究[6]表明，miRNAs在動脈粥樣硬化斑塊的形成及發(fā)展過程中參與并起著重要的基因調(diào)控作用。在動脈粥樣硬化和心血管疾病的進(jìn)展中，miRNAs參與了包括內(nèi)皮功能變化、血管平滑肌細(xì)胞增殖和遷移、巨噬細(xì)胞的功能以及泡沫細(xì)胞的形成。巨噬細(xì)胞參與先天免疫系統(tǒng)，幫助清除凋亡細(xì)胞和去除細(xì)胞碎片產(chǎn)生的組織重構(gòu)和細(xì)胞壞死；巨噬細(xì)胞可以釋放炎性物質(zhì)，影響動脈粥樣硬化。在冠心病的發(fā)生及發(fā)展過程中，炎癥起著重要的作用。研究[7]發(fā)現(xiàn)，miRNAs不但參與炎癥細(xì)胞的發(fā)育和分化，還參與調(diào)控炎癥細(xì)胞的活化及各種炎癥因子的相互作用。本文就發(fā)生冠心病時miRNAs表達(dá)及功能的研究現(xiàn)狀作一簡要綜述。

1 MicroRNAs的基本結(jié)構(gòu)及作用原理

MiRNAs是一類內(nèi)源性、小分子、非編碼、高度保守的單鏈RNA。它們首先是由細(xì)胞核內(nèi)基因組DNA轉(zhuǎn)錄生成的約 1000 nt的 primary transcript（pri-miRNA），在Drosha酶的作用下剪切成具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)約70～90個堿基大小的單鏈RNA前體（pre-miRNA）[8]，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)中，經(jīng)過Dicer酶加工成為長度為18～25個堿基的成熟miRNA。并能與其配對的mRNA的3′末端非翻譯區(qū)（untranslated region，UTR）結(jié)合，從而抑制或降解目的基因，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控蛋白質(zhì)的表達(dá)[9,10]。成熟miRNA調(diào)控靶mRNA翻譯的機(jī)制主要有三種：①二者不完全互補(bǔ)。即二者不完全配對結(jié)合時，主要影響翻譯過程，而對mRNA的穩(wěn)定性無任何影響。②二者完全互補(bǔ)。即二者完全配對結(jié)合后，類似siRNA與靶mRNA的結(jié)合，特異性地切割mRNA。③上述兩種模式均具備。當(dāng)其與靶mRNA完全互補(bǔ)配對時，直接靶向切割mRNA，而不完全互補(bǔ)配對時起調(diào)節(jié)基因翻譯的作用。上述miRNA調(diào)控mRNA表達(dá)的機(jī)制說明，miRNA與靶mRNA不是一一對應(yīng)的關(guān)系，一個miRNA可以調(diào)控不同的mRNA的表達(dá)，而多個miRNA可以調(diào)控同一個mRNA的表達(dá)[11]。從最初到現(xiàn)在，通過各項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，不同物種基因已有近9000個成熟的miRNA，其中與人類相關(guān)的miRNA已達(dá)800多個。它們能對基因活動的各個層面進(jìn)行調(diào)節(jié)，參與生命過程，包括早期的胚胎發(fā)育、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞死亡、脂肪代謝，甚至干細(xì)胞分化等一系列重要的進(jìn)程[12]。因此，miRNAs作為一類非常重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，與生命體生理及病理調(diào)控有著密切的關(guān)系，了解其調(diào)控機(jī)理對理解人類進(jìn)化、疾病發(fā)生及治療具有重要的意義[13]。

2 MicroRNAs與動脈粥樣硬化

隨著分子生物學(xué)技術(shù)及高通量技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，miRNAs在冠狀動脈粥樣硬化產(chǎn)生過程中的作用逐漸引起人們的重視[14]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，miR-1和miR-133在心肌細(xì)胞中含量豐富，并且調(diào)控心肌細(xì)胞生成、心臟發(fā)展及心肌肥厚等[15]。Zhu等[16]研究發(fā)現(xiàn)，miR-155缺失能使巨噬細(xì)胞中細(xì)胞因子CCL表達(dá)減少，從而促進(jìn)單核細(xì)胞在粥樣斑塊的聚集，且miR-155可以通過直接抑制BCL6的表達(dá)來減弱炎癥前因子NF-κB的釋放，以調(diào)節(jié)冠狀動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。Wu等[17]也通過體內(nèi)試驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，miR-181a通過調(diào)控c-Fos的表達(dá)，抑制樹突狀細(xì)胞（dendritic cell）中氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）觸發(fā)的炎性反應(yīng)，從而抑制冠狀動脈粥樣硬化形成。然而Fichtlscherer等[18]通過對8名健康志愿者及8例穩(wěn)定型冠狀動脈粥樣硬化患者血漿中miRNAs的研究發(fā)現(xiàn)，大部分高表達(dá)的miRNAs在冠狀動脈粥樣硬化患者內(nèi)皮細(xì)胞中含量是降低的（如miR-126和miR-17-92族的其他成員）。為了保證所得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，該研究還收集了37例冠狀動脈粥樣硬化患者和17個通過PCR定量測定的健康志愿者血漿中miRNAs的含量。和之前所得結(jié)果一致，與健康對照組相比，冠脈粥樣硬化患者血液循環(huán)中miR-126、miR-17、miR-92a，以及和炎癥相關(guān)的miR-155含量都顯著降低，同樣，平滑肌細(xì)胞中miR-145含量也顯著降低；相反，在冠狀動脈粥樣硬化患者心肌細(xì)胞中miRNAs（miR-133a，miR-208a）含量是增高的。

3 MicroRNAs與急性心肌梗死

急性心肌梗死（AMI）是目前國內(nèi)外發(fā)病率及死亡率較高的疾病之一，并且越來越趨向年輕化。對AMI的診斷主要依賴于臨床表現(xiàn)、心電圖改變及血液中心肌酶的變化，當(dāng)臨床及心電圖表現(xiàn)不特異時，心肌標(biāo)志物顯示了其重要性。從20世紀(jì)50年代至今，對心肌標(biāo)志物的研究從來沒有間斷過。長期以來肌鈣蛋白I（cTnI）一直被認(rèn)為是診斷急性心肌梗死的“金標(biāo)準(zhǔn)”[19]，而其他酶則表現(xiàn)出特異性差、敏感性低的特點(diǎn)，獨(dú)立研究的臨床價值不高。然而cTnI也有一定的局限性，一旦血供急劇減少或中斷，使心肌嚴(yán)重而持久地急性缺血達(dá)20～30分鐘以上，即可發(fā)生急性AMI，而cTnI通常在心肌梗死發(fā)生后3～4小時才出現(xiàn)明顯升高，給AMI發(fā)病極早期的診斷帶來了一定的困難。此外，cTnI升高持續(xù)時間較長，通常在7～14天后才恢復(fù)正常，如果在AMI急性期發(fā)生再梗死，cTnI的診斷價值就受到了一定的限制[20]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生AMI時，循環(huán)血液中心肌特異性的微小RNA升高或降低，可作為診斷心肌梗死的新生化指標(biāo)[21]。Long等[22]通過17例急性心肌梗死患者與25名健康人的對照研究，發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死患者血漿中miR-1和miR-126能成為有效的標(biāo)志物，與健康對照組相比，當(dāng)急性心肌梗死患者產(chǎn)生癥狀時，其血漿中的miR-1濃度增加，miR-126濃度降低，且還發(fā)現(xiàn)miR-1、miR-126及cTnI的表達(dá)水平都趨向于相同的趨勢。D′Alessandra等[23]也通過對17名健康志愿者與33例急性ST段抬高型心肌梗死患者的對照發(fā)現(xiàn)，ST段抬高型心肌梗死發(fā)病2.5 h后血漿中的 miR-1、miR-133a、miR-133b、miR-499-5p 水平出現(xiàn)明顯升高，第5天時恢復(fù)到正常水平，其升高快、消退迅速的特點(diǎn)可以為我們臨床上診斷心肌梗死提供不可預(yù)知的前景。此外還發(fā)現(xiàn)，血漿中miR-122能維持近1個月的下降趨勢。外周循環(huán)中miRNA的發(fā)現(xiàn)及研究有助于心肌梗死的早期診斷及指導(dǎo)治療，這使得心血管疾病的治療向前邁進(jìn)了一大步。

4 MicroRNAs與心肌缺血-再灌注損傷

AMI早期，溶栓療法能挽救大部分心肌細(xì)胞。隨著冠心病介入治療的發(fā)展，經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（PCI）在心肌再灌注治療中占據(jù)著首要地位[24]。PCI使閉塞的冠狀動脈再通，心肌得到再灌注，瀕臨壞死的心肌可得以存活或使壞死范圍縮小，減輕梗死后心肌重塑，改善預(yù)后，是一種積極的治療措施。但急性缺血心肌再灌注時，易出現(xiàn)再灌注性心律失常、心肌收縮及舒張功能障礙、心肌代謝異常和心肌超微結(jié)構(gòu)的改變，即發(fā)生心肌缺血-再灌注損傷，其中細(xì)胞凋亡可能在心肌缺血-再灌注損傷中起關(guān)鍵的作用[25]。Xu等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-1和miR-133廣泛存在于心肌細(xì)胞內(nèi)，AMI時其在血液中的含量上調(diào)，它們在心肌缺血-再灌注損傷中主要通過靶向作用于HSP60、HSP70和caspase-9，而對細(xì)胞凋亡產(chǎn)生調(diào)控作用。Tang等[27]也發(fā)現(xiàn)，miR-1可靶向作用于Bcl-2而調(diào)控心肌細(xì)胞的凋亡，從而引起缺血-再灌注損傷。Zhang等[28]研究發(fā)現(xiàn)，miR-144和miR-451可通過作用于其靶基因CUGBP2（CUG triplet repeat-binding protein 2），從而在心肌細(xì)胞缺血-再灌注損傷中發(fā)揮保護(hù)作用，以減少冠狀動脈閉塞再通后缺血-再灌注損傷，提示miR-144和miR-451可能成為減少缺血-再灌注損傷的新的治療靶點(diǎn)。研究還發(fā)現(xiàn)，miR-320通過靶向作用于熱休克蛋白20，從而參與了心肌缺血-再灌注損傷的調(diào)節(jié)[29]。這些miRNA以上調(diào)或下調(diào)作用于靶基因，將為心血管疾病的預(yù)防和治療帶來新的希望。

5 展望

冠心病是目前國內(nèi)外致死率最高的疾病之一[30,31]，其發(fā)病的分子機(jī)制也因人而異。MiRNAs在這些生理病理過程中的作用是不可忽視的，這將為冠心病開辟新的研究領(lǐng)域和治療途徑。但miRNA與心血管疾病的研究尚處于探索階段，還存在很多分子生物學(xué)技術(shù)難點(diǎn)需要突破[32]。相信隨著國內(nèi)外科研的快速發(fā)展，對miRNA的了解將不斷深入，miRNA應(yīng)用于臨床一定會有廣闊的前景。

［1]Bartel DP.MicroRNAs：genomics，biogenesis，mechanism，and function.Cell，2004，116：281-297.

［2]Garzon R，Calin GA，Croce CM.MicroRNAs in cancer.Annual Rew Med，2009，60：167-179.

［3]Catalucci D，Gallo P，Condorelli G.MicroRNAs in cardiovascular biology and heart disease.Circ Cardiovasc Genet，2009，2：402-408.

［4]Reid G，Kirschner MB，van Zandwijk N.Circulating microRNAs：Association with disease and potential use as biomarkers.Cirt Rev Oncol Hematol，2011，80：193-208.

［5]李如意，黨懿，許玉芳，等.NF-κβ對冠心病患者外周血單核細(xì)胞LOX-1 mRNA和蛋白表達(dá)的影響.疑難病雜志，2012，11：15.

［6]Small EM，F(xiàn)rost RJ，Olson EN.MicroRNAs add a new dimension to cardiovascular disease.Circulation，2010，121：1022-1032.

［7]Staszel T，Zapala B，Polus A，et al.Role of microRNAs in endothelial cell pathophysiology.Pol Arch Med Ween，2011，121：361-366.

［8]Filipowicz W，Bhattacharyya SN，Sonenbery N.Mechanisms of post-transcriptional regulation by microRNAs：are the answers in sight?Nat Rev Genet，2008，9：102-114.

［9]Ying SY，Lin SL.Intron-mediated RNA interfer ence and microRNA biogenesis.Methods Mol Biol，2009，487：387-413.

［10]Eulalio A，Huntzinger E，Izaurralde E.Getting to the root of miRNA-mediated gene silencing.Cell，2008，132：9-14.

［11]Ameres SL，Zamore PD.Diversifying microRNA sequence and function.Nat Rev Mol Cell Biol，2013，14：475-488.

［12]Kloosterman WP， Plasterk RH.The diverse functionsof microRNAs in animal development and disease.Dev Cell，2006，11：441-450.

［13]Bauersachs J， Thum T.Biogenesis and regulation of cardiovascular microRNAs.Circ Res，2011，109：334-347.

［14]Glass CK，Witztum JL.Atherosclerosis the road ahead.Cell，2001，104：503-516.

［15]Bostjancic E，Zidar N，Stajer D，et al.MicroRNAs miR-1，miR-133a，miR-133b and miR-208 are dysregulated in human myocardial infarction.Cardiology，2010，115：163-169.

［16]Zhu J，Chen T，Yang L，et al.Regulation of microRNA-155 in atherosclerotic inflammatory responses by targeting MAP3K10.PLoS One，2012，7：e46551.

［17]Wu C，Gong Y，Yuan J，et al.microRNA-181a represses ox-LDL-stimulated inflammatory response in dendritic cell by targeting c-Fos.J Lipid Res，2012，53：2355-2363.

［18]Fichtlscherer S，De Rosa S，F(xiàn)ox H，et al.Circulating microRNAs in patients with coronary artery disease.Circulation Res，2010，107：677-684.

［19]Gerhardt W，Nordin G，Ljungdahl L.Can tmponin T replace CK MBmass as“gold standard”for acute myocardial infarction（AMI）.Scand J Clin Lab Invest，1999，230：83-89.

［20]Lewandrowski K，Chen A，Januzzi J.Cardiac markers for myocardial infarction.Am J Clin Pathol，2002，118：S93-S99.

［21]Meder B，Kelle A，Vogel B，et al.MicroRNA signatures in total peripheral blood as novel biomarkers for acute myocardial infarction.Basic Res Cardiol，2010，106：13-23.

［22]Long GW，Wang F，Duan Q，et al.Human circulating microRNA-1 and microRNA-126 as potential novel indicators for acute myocardial infarction.Int J Biol Sci，2012，8：811-818.

［23]D’Alessandra Y，Devanna P，Limana F，et al.Circulating microRNAs are new and sensitive biomarkers of myocardial infarction.Eur Heart J，2010，31：2765-2773.

［24]Cokkinos DV，Pantos C.Myocardial protection in man-from research concept to clinical practice.Heart Fail Rev，2007，12：345-362.

［25]Wu HH，Hsiao TY，Chien CT，et al.Ischemic conditioning by short periods of reperfusion attenuates renal ischemia/reperfusion induced apoptosis and autophagy in the rat.J Biomed Sci，2009，16：19.

［26]Xu C，Lu Y，Pan Z，et al.The muscle-specific micrornas mir-1 and mir-133 produce opposing effects on apoptosis by targeting hsp60，hsp70 and caspase-9 in cardiomyocytes.J Cell Sci，2007，120：3045-3052.

［27]Tang Y，Zheng J，Sun Y ，et al.MicroRNA-1 regulates cardiomyocyteapoptosisbytargetingBcl-2.IntHeartJ，2009，50：377-387.

［28]Zhang X，Wang X，Zhu H，et al.Synergistic effects of the GATA-4 mediated miR-144/451 cluster in protection against simulated ischemia/reperfusion-induced cardiomyocyte death.J Mol Cell Cardiol，2010，49：841-850.

［29]Ren XP，Wu J，Wang X，et al.Microrna-320 is involved in the regulation of cardiac ischemia/reperfusion injury by targeting heat-shock protein 20.Circulation，2009，119：2357-2366.

［30]呂樹錚.2007年冠心病研究回顧.中國心血管病研究，2008，6：241-243.

［31]呂樹錚.2007年冠心病研究回顧（續(xù)）.中國心血管病研究，2008，6：321-323.

［32]聶曉敏，蘇利霄，周雅婧，等.冠心病患者血漿微小RNA-221和微小RNA-222與側(cè)支循環(huán)形成的相關(guān)性研究.中國醫(yī)藥，2014，9：778-782.

The research progress of MicroRNAs in coronary heart disease

肖娟 戴海龍 尹小龍

微小RNA； 冠狀動脈疾?。?急性心肌梗死； 缺血-再灌注損傷

microRNAs； Coronary heart disease； Acute myocardial infarction； ischaemic/reperfused injury

國家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號：81360037）；云南省自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號：2012FB009，2013FZ284）

650051 云南省昆明市，昆明醫(yī)科大學(xué)附屬延安醫(yī)院（云南心血管病醫(yī)院）心內(nèi)科

尹小龍，E-mail:yinxl001@gmail.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2015．02．001

R541.4

A

1672-5301（2015）02-0097－04

2014-11-07）