林澤明,劉新通
當(dāng)今心腦血管疾病已成為人類(lèi)非自然死亡的首要因素。抗血小板藥物被廣泛地應(yīng)用于心腦血管缺血性疾病的二級(jí)預(yù)防。盡管抗血小板治療方案的有效性已被證實(shí),但患者對(duì)抗血小板藥物的反應(yīng)性不盡相同,心腦血管意外在二級(jí)預(yù)防中的再發(fā)占有一定比例。因此,在抗血小板的藥物治療中,有效地評(píng)估并平衡血栓形成與出血的風(fēng)險(xiǎn)尤為重要。目前臨床上實(shí)施的抗血小板治療方案中亟需一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹虚g指標(biāo),以及時(shí)地指導(dǎo)治療劑量和治療時(shí)間的調(diào)整,使治療效益最大化。
自1993年發(fā)現(xiàn)首個(gè)微RNA(microRNA,miRNA)[1]至今,關(guān)于miRNA與疾病關(guān)系的研究進(jìn)行得如火如荼,為許多難治病的診療提供了新的方法。血小板活性在心腦血管疾病中起著十分重要的作用。若能進(jìn)一步揭示miRNA與血小板活性的關(guān)系,相關(guān)疾病的防治定能得到長(zhǎng)足的發(fā)展。
miRNA是一種普遍存在于生物體內(nèi)高度保守的非編碼小RNA分子(約22個(gè)核苷酸),以堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式結(jié)合mRNA,參與調(diào)控mRNA及基因表達(dá)過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié),從而達(dá)到調(diào)控基因表達(dá)的目的。作用機(jī)制主要為:切割mRNA長(zhǎng)鏈;縮短mRNA多聚腺苷尾以降低其穩(wěn)定性;降低mRNA在核糖體內(nèi)翻譯蛋白的效率[2]。由此看出,miRNA在調(diào)控基因表達(dá)方面主要起抑制作用。近年,發(fā)現(xiàn)大量的miRNA,目前miRNA數(shù)據(jù)庫(kù)(http://mirbase.org)已收錄了1881種人類(lèi)miRNA。
miRNA是生物體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的一個(gè)重要因素。miRNA的異??蓪?dǎo)致疾病的發(fā)生;疾病的發(fā)生在一定程度上也體現(xiàn)在miRNA的異常表達(dá)上。首個(gè)被發(fā)現(xiàn)與miRNA相關(guān)的疾病是慢性淋巴細(xì)胞白血病[3]。隨后,在許多疾病發(fā)生的過(guò)程中都找到了相應(yīng)的特異性表達(dá)的miRNA[4-5]。目前,已逐漸揭開(kāi)miRNA與許多疾病的關(guān)系,收錄相關(guān)研究結(jié)果的數(shù)據(jù)庫(kù)miR2Disease(http://www.mir2disease.org)也得以建立。
血小板是一種由骨髓巨核細(xì)胞生成的盤(pán)狀的、無(wú)核的細(xì)胞碎片,它對(duì)維持血流穩(wěn)定及調(diào)控血栓形成有著重要的作用[6-7]。盡管人類(lèi)血小板中缺少DNA,卻含有大量不同種類(lèi)的miRNA[6]。Landry等[6]通過(guò)微陣列芯片等技術(shù)發(fā)現(xiàn)了大量的血小板miRNA(共219種)。隨著miRNA檢測(cè)技術(shù)(如深度測(cè)序法)的發(fā)展,更多的血小板miRNA逐漸為人們所知。Osman等[8]檢測(cè)了281種血小板miRNA并列出了其中含量最豐富的20種(表1)。血小板激活時(shí)所釋放到血漿的微粒中也包含了大量的miRNA[9],其中miR-223尤為豐富[8]。
miRNA不僅種類(lèi)和含量十分豐富,它們?cè)谘獫{、血清中也十分穩(wěn)定。Chen等[10]從不同人群提取血清樣本,經(jīng)過(guò)各種嚴(yán)苛的處理(包括煮沸、反復(fù)冷凍、室溫長(zhǎng)時(shí)間放置、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、RNase、DNase)后使用熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)miRNA,發(fā)現(xiàn)與未經(jīng)處理的血清檢測(cè)結(jié)果差異無(wú)顯著性,且血漿miRNA在健康中國(guó)人種的個(gè)體差異性并不顯著。
miRNA在干細(xì)胞分化及骨髓各系細(xì)胞生成和成熟的過(guò)程中的重要性[11-12],以及某些miRNA在血小板生成過(guò)程中的作用被逐漸被揭開(kāi)。miR-155能結(jié)合并抑制與骨髓細(xì)胞分化相關(guān)的mRNAs從而阻礙造血干細(xì)胞分化[11];miR-28能靶向結(jié)合促血小板生成素受體,其表達(dá)抑制CD34+細(xì)胞來(lái)源的巨核細(xì)胞的最終分化,且在骨髓增生疾病患者的血小板中過(guò)度表達(dá)[13];miR-150表達(dá)上調(diào)能促使巨核-血紅細(xì)胞前體細(xì)胞向巨核細(xì)胞系而非紅細(xì)胞系方向分化[12]。有研究者認(rèn)為,miR-146a同樣與巨核細(xì)胞系祖細(xì)胞的形成有所關(guān)聯(lián),但具體作用仍存在爭(zhēng)議[14]。表2列出部分miRNA與血小板生成的關(guān)系。在血細(xì)胞生成的過(guò)程中,大部分miRNA主要起抑制作用[11,13,15],但仍有許多與血小板相關(guān)的miRNA的作用機(jī)制有待被進(jìn)一步解析。
miRNA參與調(diào)節(jié)血小板mRNAs、蛋白合成及激活,其表達(dá)與血小板活性有著密切的關(guān)系[6,17-18]。Gidlf等[19]通過(guò)RNA測(cè)序法,發(fā)現(xiàn)在急性心肌梗死患者與健康對(duì)照人群中表達(dá)具有顯著差異性的9種miRNA。其中8種在病變后表達(dá)下調(diào);當(dāng)中miR-22、miR-185、miR-320b和miR-423-5p含量在血小板上層浮液中增加,但在血栓抽吸后減少,表明miRNA在血栓形成前后的表達(dá)有所差異。Osman等[8]則通過(guò)對(duì)比754種miRNA在血小板靜息及激活(凝血酶刺激1 h后)時(shí)的含量,發(fā)現(xiàn)了miR-15a、miR-339-3p、miR-365、miR-495、miR-98和miR-361-3p在血小板不同狀態(tài)下(激活與否)的含量差異具有顯著性(P<0.001)。其中miR-15a和miR-339-3p在血小板激活狀態(tài)表達(dá)下調(diào)(分別降低2.5倍和1.4倍),其余4種則上調(diào)(miR-365:2倍;miR-495:1.9倍;miR-98:3倍;miR-361-3p:6.5倍)。該研究表明miRNA能反映血小板的激活狀態(tài)。Nagalla等[18]將受試者根據(jù)其血小板對(duì)腎上腺素的反應(yīng)性高低分成兩組,發(fā)現(xiàn)74種miRNA在兩組間的表達(dá)具有差異性;miR-200b:PRKAR2B、miR-495:KLHL5和miR-107:CLOCK之間的負(fù)相關(guān)性在隨后的體外試驗(yàn)中被進(jìn)一步得到確認(rèn)。
表1 血小板中含量最豐富的20種miRNA(從高到低排序)[8]*
此外,許多不同miRNA與血小板激活路徑相關(guān)。miRNA在調(diào)節(jié)P2Y12mRNA的表達(dá)上有著重要作用[6];而miR-223可作為評(píng)估P2Y12受體抑制程度的潛在生物標(biāo)志物[20];血小板miR-96則在調(diào)節(jié)囊泡相關(guān)膜蛋白8(VAMP8)中具有重要作用[17]。Leonard等[21]發(fā)現(xiàn)miR-376c在巨核細(xì)胞系中具有調(diào)控翻譯磷脂酰膽堿轉(zhuǎn)移蛋白的mRNA的作用,且miR-376c在不同人種中的表達(dá)差異造成了黑色人種血小板通過(guò)PAR4受體路徑激活的活性高于白色人種。
以上研究表明,許多miRNA在血小板激活前后的表達(dá)有著明顯差異,部分miRNA特異性參與調(diào)控血小板激活路徑的某個(gè)環(huán)節(jié),論證了miRNA與血小板活性具有相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)中被檢測(cè)的血小板miRNA在種類(lèi)及作用機(jī)制上不盡相同,提示這種相關(guān)性是體現(xiàn)在血小板激活的不同路徑的各個(gè)進(jìn)程中。
盡管現(xiàn)在已有一些方法被用來(lái)評(píng)估抗血小板治療中血小板活性,尚無(wú)一種是被認(rèn)為具有良好臨床應(yīng)用價(jià)值的金標(biāo)準(zhǔn)[22]。現(xiàn)今評(píng)估血小板活性的方法大部分是基于血小板激活的某一條路徑提出的,如P2Y12路徑或COX-1活性。然而血小板激活不是一個(gè)單一的過(guò)程,而是通過(guò)多通道(且其中許多是相互平行的)來(lái)實(shí)現(xiàn)的[23]。因此,一種能夠良好評(píng)估抗血小板藥物對(duì)血小板活性作用的方法必須盡可能地覆蓋較多的血小板激活路徑。
miRNA與血小板的生成、mRNAs調(diào)控、蛋白合成和激活的各個(gè)過(guò)程息息相關(guān)[6,17]。血小板miRNA是否有可能作為一種潛在的評(píng)估抗血小板治療方案效果的生物標(biāo)志物呢?Willeit等[24]對(duì)9名健康志愿者(男性,<40歲)進(jìn)行連續(xù)4周的抗血小板干預(yù)(wk0:空白;wk1:10 mg普拉格雷;wk2:10 mg普拉格雷+75 mg阿司匹林;wk3:10 mg普拉格雷+300 mg阿司匹林),以96孔板血小板凝集測(cè)定和血栓素A的形成(作為血栓素B的替代測(cè)量)來(lái)評(píng)估血小板功能,結(jié)果表明隨著聯(lián)用阿司匹林劑量的加大,血小板抑制現(xiàn)象更為明顯。相應(yīng)的,通過(guò)TaqMan custom plating service特制的方法在不同階段(day0/7/14/21)測(cè)定92種miRNA的含量(使用U6做參照),其中8種miRNA發(fā)生顯著變化,提示循環(huán)中的血小板miRNA能反映血小板激活的程度,血漿miRNA可在一定程度上評(píng)估抗血小板治療的效果。Shi等[20]篩選了33例慢性冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的患者[(60.91±7.73)歲,接受負(fù)荷劑量300 mg阿司匹林+300 mg氯吡格雷24 h或100 mg阿司匹林+75 mg氯吡格雷5 d],根據(jù)其對(duì)氯吡格雷的反應(yīng),以血小板活性參數(shù)(通過(guò)血管擴(kuò)張刺激磷蛋白磷酸化流式細(xì)胞術(shù)測(cè)定)分為正常反應(yīng)組(血小板活性參數(shù)<56.5%,n=17)和低反應(yīng)組(血小板活性參數(shù)>56.5%,n=16),并測(cè)定兩組患者血清miR-223和miR-96含量。結(jié)果表明,雙抗治療方案中,血小板miR-223而非miR-96與血小板活性參數(shù)存在統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性(Spearman r=-0.403,P=0.020),從而證明了人體內(nèi)存在能反映對(duì)抗血小板藥物治療反應(yīng)性的特異miRNA。
然而Christian Stratz等[25]在5名健康志愿者中,分5個(gè)不同階段抽取血液樣本(day0/1/3/9:空白;day10:口服單劑量阿司匹林500 mg 24 h后),隨后對(duì)不同階段樣本中血小板含量最豐富的20種miRNA[8]進(jìn)行分析,結(jié)果表明單劑量阿司匹林抗血小板并不影響血小板miRNA表達(dá)。與Willeit[24]和Shi等[20]的研究結(jié)果不同,他認(rèn)為miRNA的表達(dá)與抗血小板治療并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性。但該實(shí)驗(yàn)存在一定不足,如樣本量少和單劑量阿司匹林無(wú)法代表抗血小板治療。
近年來(lái),在miRNA與血小板活性關(guān)系的大量研究中找到許多特異表達(dá)的miRNA,并揭示了miRNA在血小板激活的各個(gè)進(jìn)程中的作用機(jī)制,且miRNA可作為抗血小板治療方案中評(píng)估血小板活性的潛在生物標(biāo)志物的可能性。然而,將miRNA應(yīng)用于臨床樣本評(píng)估抗血小板治療方案效果的研究數(shù)據(jù)比較缺乏,且在miRNA對(duì)抗血小板藥物的反應(yīng)性方面仍未完全達(dá)至一致。
現(xiàn)況而言,需要更多的相關(guān)研究進(jìn)一步補(bǔ)充臨床樣本中miRNA對(duì)抗血小板藥物反應(yīng)性的數(shù)據(jù)。此外,除了著重于抗血小板過(guò)程中miRNA與血小板活性的定性研究,如何定量地評(píng)估兩者的關(guān)系并繪制具有臨床應(yīng)用價(jià)值的相關(guān)曲線顯得尤為重要。
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【點(diǎn)睛】
與現(xiàn)有評(píng)估抗血小板治療效果的方法相比,微RNA具有潛在的更好的臨床應(yīng)用價(jià)值。