范　星，周翔宇

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 瀘州　646000)

·綜述·

miRNA與頸動(dòng)脈狹窄的研究進(jìn)展

范星，周翔宇

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 瀘州646000)

[摘要]頸動(dòng)脈是將血液從心臟輸送到頭頸及面部的大血管，是顱腦的主要供血血管之一。動(dòng)脈粥樣硬化、頸動(dòng)脈夾層及與自身免疫、發(fā)育、炎癥有關(guān)的血管等多種原因可以導(dǎo)致頸動(dòng)脈狹窄。不同病因?qū)е碌念i動(dòng)脈狹窄及臨床表現(xiàn)亦不同。本文探討miRNA在頸動(dòng)脈狹窄發(fā)生、發(fā)展過程中的作用過程及機(jī)理，對miRNA與頸動(dòng)脈狹窄的有關(guān)研究進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞]miRNA；頸動(dòng)脈狹窄；發(fā)病機(jī)理

優(yōu)先數(shù)字出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1688.R.20160425.1340.002.html

頸動(dòng)脈是將血液從心臟輸送到頭頸及面部的大血管，是顱腦的主要供血血管之一。動(dòng)脈粥樣硬化、頸動(dòng)脈夾層及與自身免疫、發(fā)育及炎癥有關(guān)的血管等多種原因可以導(dǎo)致頸動(dòng)脈狹窄。不同病因?qū)е碌念i動(dòng)脈狹窄及臨床表現(xiàn)亦不同。本文對miRNA與頸動(dòng)脈狹窄的有關(guān)研究進(jìn)行綜述，探討miRNA在頸動(dòng)脈狹窄發(fā)生、發(fā)展過程中的作用過程及機(jī)理。

1miRNA的概念、合成及作用機(jī)理

microRNA(簡稱miRNA)是一類由18～23個(gè)核苷酸組成的小分子非編碼調(diào)控RNA，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)數(shù)千種miRNA，通過與靶mRNA 3’非翻譯區(qū)(3’-UTR)互補(bǔ)配對，使其翻譯受抑制，繼而在轉(zhuǎn)錄后水平上精細(xì)調(diào)節(jié)生物體內(nèi)基因時(shí)序性表達(dá)，其在進(jìn)化上高度保守，并大量存在于真核生物中。miRNA的合成是一個(gè)受精細(xì)調(diào)控且復(fù)雜的機(jī)理，其表達(dá)具有細(xì)胞和組織特異性，在RNA聚合酶Ⅱ、核糖核酸酶等酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓膍iRNA，并與RNA介導(dǎo)的沉默復(fù)合體結(jié)合，靶信使RNA與miRNA不完全結(jié)合，可在轉(zhuǎn)錄后反向調(diào)節(jié)靶miRNA的表達(dá)，使mRNA穩(wěn)定性降低或翻譯抑制，從而參加細(xì)胞的增殖、分化、代謝以及凋亡等生物學(xué)過程的調(diào)控。目前，Hulsmans等[1]研究證實(shí)miRNA可通過調(diào)控其靶miRNA翻譯過程，發(fā)揮基因表達(dá)調(diào)控作用，得以廣泛參與細(xì)胞增殖、分化、代謝及血管再生等多種生物過程，并在炎癥控制、細(xì)胞凋亡、腫瘤等方面發(fā)揮重要作用，且與多種疾病如心腦血管疾病、腫瘤等的發(fā)生、發(fā)展有著緊密的關(guān)系。

2頸動(dòng)脈狹窄、再狹窄機(jī)理及其重要性

頸動(dòng)脈狹窄在腦缺血性卒中病因中占有重要地位。隨著新型材料的出現(xiàn)以及技術(shù)水平的提高，血管內(nèi)介入治療越來越多地被應(yīng)用于臨床。但目前我國對頸動(dòng)脈狹窄支架植入術(shù)的中長期臨床隨訪的相關(guān)文獻(xiàn)尚少，且手術(shù)后再狹窄率高的特點(diǎn)也不容忽視。

2.1頸動(dòng)脈狹窄的發(fā)病機(jī)理目前認(rèn)為頸動(dòng)脈狹窄的發(fā)病機(jī)理有炎性細(xì)胞因子、一氧化氮(NO)、自由基損傷等，還包括興奮性氨基酸(excitatory amino acids，EAA)毒性作用、能量耗竭、梗死灶周邊半暗帶去極化以及細(xì)胞凋亡等。

2.2頸動(dòng)脈再狹窄機(jī)理手術(shù)后再狹窄是在患者以后的發(fā)病過程中的重要因素。支架成型術(shù)后再狹窄主要發(fā)生在支架與血管壁接觸的部位，其機(jī)理目前尚無相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。Mach[2]認(rèn)為可能是因血管壁對機(jī)械性損傷的一種過度性修復(fù)，即血管壁重構(gòu)以及新生內(nèi)膜的過度增生導(dǎo)致的，而單純經(jīng)皮球囊擴(kuò)張后的再狹窄可能還包括破損斑塊表面血栓形成、血管壁的負(fù)面重構(gòu)、血管壁回縮等因素。目前認(rèn)為再狹窄形成的主要原因與頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄機(jī)理不同、血管內(nèi)膜修復(fù)-炎癥反應(yīng)、狹窄部位不同有關(guān)，也不能排除操作技術(shù)的不熟練導(dǎo)致再狹窄。

3miRNA與動(dòng)脈粥樣硬化及頸動(dòng)脈狹窄的關(guān)系

3.1動(dòng)脈粥樣硬化是導(dǎo)致頸動(dòng)脈狹窄的主要病因之一多種原因如糖尿病、高血壓及氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，Ox-LDL)等危險(xiǎn)因素?fù)p害血管內(nèi)皮細(xì)胞，繼而炎性細(xì)胞聚集、平滑肌增殖和血管重塑，從而導(dǎo)致血管狹窄。miRNA通過對脂質(zhì)代謝的調(diào)節(jié)參與動(dòng)脈粥樣硬化的調(diào)節(jié)[3]，在血管平滑肌細(xì)胞的遷移和增殖，細(xì)胞外基質(zhì)的合成及降解，以及頸動(dòng)脈狹窄的病理生理過程中起到非常重要的作用[4]。多個(gè)研究證實(shí)，miRNA-92a、126、221、222等參與了內(nèi)皮細(xì)胞功能調(diào)節(jié)以及血管生成，miRNA-217能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的衰老，miRNA-125a-5p參與了巨噬細(xì)胞對致動(dòng)脈粥樣硬化脂質(zhì)的炎癥應(yīng)答，miRNA-34、221、222還可能對內(nèi)皮祖細(xì)胞具有調(diào)節(jié)作用[5]。另Loyer等[6]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-92a在Ox-LDL存在的情況下，容易在具有低血流剪切力的血管內(nèi)皮細(xì)胞高表達(dá)，繼而激活內(nèi)皮細(xì)胞，增加Ox-LDL對內(nèi)皮細(xì)胞的損傷。Harris等[7]的研究也證實(shí)miRNA-126a可能嚴(yán)格控制血管炎癥，動(dòng)脈粥樣硬化的啟動(dòng)因素有血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的障礙和活化，促進(jìn)白細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞下的聚集。

3.2miRNA與頸動(dòng)脈狹窄的相關(guān)機(jī)理miRNA通過對有關(guān)靶mRNA降解或阻止其翻譯轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)后調(diào)節(jié)頸動(dòng)脈狹窄的發(fā)生及發(fā)展過程，如X連鎖凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP)、缺氧誘導(dǎo)因子、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD2)、水通道蛋白(aquaporin，AQPa)等。

3.2.1X連鎖凋亡抑制蛋白X連鎖凋亡抑制蛋白是目前發(fā)現(xiàn)的凋亡機(jī)理蛋白家族的一位新成員，它是很強(qiáng)的凋亡抑制因子，具有直接抑制半胱氨酸和天冬氨酸蛋白酶的作用[8]。Siegel等[9]發(fā)現(xiàn)，XIAP的mRNA在腦缺血的雌性大鼠中明顯下降，蛋白表達(dá)水平在雄性大鼠與雌性大鼠均有下降。通過體內(nèi)及體外試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miRNA-23連接到XIAP 的mRNA的3’-UTR區(qū)。體外試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，通過抑制miRNA-23的表達(dá)可以增加XIAP的mRNA表達(dá)，并且miRNA-23在雄性大鼠與雌性大鼠腦中表達(dá)不同，在雌性大鼠中表達(dá)明顯升高，而在雄性中卻下降，提示腦缺血表達(dá)可能有性別相關(guān)特異性。

3.2.2超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶可能是miRNA-145的靶基因。為了證實(shí)缺血后miRNA-145對SOD2抑制的蛋白表達(dá)，Dharap等[10]采用腦內(nèi)注射抑制劑以及空白抑制劑，結(jié)果可見空白抑制劑注射區(qū)周圍神經(jīng)細(xì)胞中的SOD2免疫活性明顯提高，但同一側(cè)缺血區(qū)并未見提高，而腦內(nèi)注射抑制劑后SOD2免疫活性可見明顯提高，梗死體積也較前小，說明腦內(nèi)注射抑制劑雖然只對缺血邊緣區(qū)具有保護(hù)作用，也不能排除其他的miRNA及mRNA也在涉及細(xì)胞損傷方面起到同樣作用。

3.2.3水通道蛋白水通道蛋白具有控制水在細(xì)胞的進(jìn)出的作用[11]，鼠類腦中主要有AQP1、AQP4和AQP9。Sepramaniam等[12]發(fā)現(xiàn)通過SD大鼠建立MCAO模型以及星形細(xì)胞瘤氧缺失模型，在造模之前分別向大鼠腦室內(nèi)注射或細(xì)胞轉(zhuǎn)染anti-mRNA-320a或pre-mRNA-320a，結(jié)果提示注射或轉(zhuǎn)染anti-mRNA-320a的AQP1及AQP4的mRNA的表達(dá)均有提高，mRNA-320a表達(dá)下降，而注射或轉(zhuǎn)染pre-mRNA-320a與前相反。Jeyaseelan等[13]發(fā)現(xiàn)缺血再灌注24 h時(shí)AQP表達(dá)下降，48 h時(shí)上升，而且miRNA-30a-3p的表達(dá)下降與AQP4的表達(dá)上升恰好相對應(yīng)，可以起到減輕頸動(dòng)脈狹窄引起缺血損傷導(dǎo)致的腦水腫程度。

3.3mRNA可能作為頸動(dòng)脈狹窄的生物學(xué)標(biāo)識(shí)物目前認(rèn)為，頸動(dòng)脈狹窄的生物學(xué)標(biāo)識(shí)物可能包括IL-1、IL-6、IL-8、C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)等，miRNA能夠耐受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等不利條件在血漿以及血清中穩(wěn)定存在[14-15]，頸動(dòng)脈狹窄患者與健康人群相比，其血液中miRNA表達(dá)水平具有明顯差異，如頸動(dòng)脈狹窄患者血液中miRNA-145表達(dá)水平明顯上升[16]，提示miRNA有望成為頸動(dòng)脈狹窄血漿以及血清的生物學(xué)標(biāo)識(shí)物。Gan等[15]研究顯示，有很多miRNA可能參與了頸動(dòng)脈狹窄的調(diào)控，如miRNA-210在急性腦缺血的臨床診斷及預(yù)后中具有重要價(jià)值。更可喜的是，Tan等[17]發(fā)現(xiàn)粥樣硬化導(dǎo)致的頸動(dòng)脈狹窄患者外周血miRNA表達(dá)譜與小動(dòng)脈閉塞性卒中患者相比存在明顯差異，提示miRNA未來可能在預(yù)測卒中亞型方面發(fā)揮重要作用。

3.4miRNA與頸動(dòng)脈狹窄引起的腦缺血的治療由于miRNA可以參與調(diào)控頸動(dòng)脈狹窄引起的缺血性腦病的多種病理生理學(xué)過程，在臨床上應(yīng)用人工合成的miRNA及其模擬物或抑制物，可能調(diào)控或干預(yù)缺血性腦病的起病及發(fā)展，以此達(dá)到治療的目的。在動(dòng)脈粥樣硬化方面，miRNA-27在粥樣硬化易損斑塊形成方面發(fā)揮著重要作用，在未來可能成為動(dòng)脈粥樣硬化治療的潛在靶miRNA[18]。miRNA-181a在腦組織含量非常豐富，Moon等[19]證實(shí)通過抑制miRNA-181a可減少頸動(dòng)脈引起的腦缺血后星形膠質(zhì)細(xì)胞死亡率及缺血梗死面積。miRNA-155可以抑制炎性細(xì)胞，如TNF等的分泌。在小鼠尾靜脈注入miRNA-155誘導(dǎo)劑誘導(dǎo) miRNA-155過度表達(dá)時(shí)，試驗(yàn)組小鼠相比對照組巨噬細(xì)胞陽性斑塊的面積縮小約64.2%，TNF、基質(zhì)金屬蛋白-9和IL-6分別減少62.2%、27.4%和73%，提示miRNA-155在未來有望成為治療和預(yù)防頸動(dòng)脈狹窄的研究熱點(diǎn)[20]。頸動(dòng)脈狹窄后，凋亡刺激蛋白p53參與介導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞死亡是腦缺血的主要病理生理學(xué)之一。Pandi等[21]、Liu等[22]研究表明，miRNA-29c過度表達(dá)可以顯著縮小頸動(dòng)脈狹窄引起的腦梗死面積，而miRNA-124過度表達(dá)可以抑制p53介導(dǎo)的神經(jīng)細(xì)胞死亡的病理生理過程。另外，有些miRNA可通過在腦組織內(nèi)的低水平表達(dá)從而達(dá)到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的作用，如使用miRNA-1治療可明顯減小成年雌性大鼠腦缺血4 h時(shí)的梗死面積，聯(lián)合應(yīng)用抗Let7f治療可顯著性減輕皮質(zhì)和紋狀體梗死，還有整合大腦間神經(jīng)細(xì)胞與保護(hù)感覺及運(yùn)動(dòng)功能的作用。在腦水腫的治療方面，幾種miRNA，如miRNA-128、130a、152、939等可通過與水通道蛋白4 M1基因啟動(dòng)子的相互作用，尤以miRNA-130a的抑制作用為甚，其在哺乳動(dòng)物中保守，提示其在未來可能成為人類腦水腫的治療靶miRNA[23]。

4展望

目前，已有多個(gè)研究證實(shí)miRNA可通過多種途徑參與頸動(dòng)脈狹窄引起的腦梗死的發(fā)生、發(fā)展過程，對miRNA表達(dá)的調(diào)控，可以穩(wěn)定斑塊、延緩動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展，增加神經(jīng)細(xì)胞對頸動(dòng)脈狹窄引起缺血的耐受性，從而減少神經(jīng)細(xì)胞損傷及凋亡，進(jìn)而對評估頸動(dòng)脈狹窄風(fēng)險(xiǎn)及其損傷的機(jī)理，減少或避免腦血管事件的發(fā)生、發(fā)展具有極其重要的意義。雖然在缺血性心臟病及一些動(dòng)物模型領(lǐng)域，miRNA作為治療靶點(diǎn)已經(jīng)有了很多的進(jìn)展[24-25]，但是miRNA在頸動(dòng)脈狹窄的治療上仍有很長的一段路要走。首先，由于各地的miRNA檢測水平和方法的限制，芯片測量特別是多次測量可能會(huì)存在一定差異[26]，針對miRNA在頸動(dòng)脈狹窄引起的腦梗死中的重要意義以及作用，還有賴于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及同仁的更多相關(guān)研究。

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通信作者：周翔宇，xiangyuzhou@126.com

[中圖分類號]R543

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

DOI:10.11851/j.issn.1673-1557.2016.03.001

(收稿日期：2015-09-07)