楊長(zhǎng)勇,吳劍鋒綜述,曾高峰△審校(.南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科,湖南衡陽(yáng)4200;2.衡陽(yáng)市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科,湖南42002)
miR-758調(diào)控動(dòng)脈粥樣硬化研究進(jìn)展*
楊長(zhǎng)勇1,2,吳劍鋒1綜述,曾高峰1△審校
(1.南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院心內(nèi)科,湖南衡陽(yáng)421001;2.衡陽(yáng)市第一人民醫(yī)院心內(nèi)科,湖南421002)
微RNAs;動(dòng)脈粥樣硬化;炎癥;綜述
流行病學(xué)研究顯示,動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)引起的心血管疾病對(duì)人類健康的危害極大,其發(fā)病率呈逐年升高趨勢(shì),已成為我國(guó)乃至世界首位人口死亡原因。有文獻(xiàn)報(bào)道,我國(guó)75%以上的致殘、致死心腦血管疾病均由AS引起,提示AS已成為危害我國(guó)公民健康最嚴(yán)重的因素之一[1-2]。AS的發(fā)病過(guò)程極其復(fù)雜。當(dāng)血管內(nèi)膜尤其是主動(dòng)脈內(nèi)膜損傷后,循環(huán)于血液中的單核細(xì)胞便進(jìn)入血管內(nèi)膜,在應(yīng)激刺激下分化為巨噬細(xì)胞,并進(jìn)一步吞噬氧化或乙?;闹|(zhì),繼而成為早期AS的標(biāo)志——泡沫細(xì)胞;泡沫化的巨噬細(xì)胞(泡沫細(xì)胞)在多種炎癥介質(zhì)的刺激下,分泌大量的促炎性細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、IL-6、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)、IL-8及趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)等,繼而放大炎癥細(xì)胞的黏附、浸潤(rùn)和基質(zhì)降解,最終導(dǎo)致AS斑塊的破裂,血管大出血,嚴(yán)重危害人類健康。因此,血脂代謝與血管壁炎性反應(yīng)是預(yù)防AS的重要途徑,多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外的研究也重點(diǎn)關(guān)注這2條途徑[1-2]。最新研究結(jié)果顯示,miRNA與AS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素密切相關(guān),如miR-758,廣泛參與脂質(zhì)代謝、炎癥調(diào)控、AS斑塊調(diào)控等[3-5]。本文主要對(duì)miR-758調(diào)控AS的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,以期能夠推動(dòng)相關(guān)研究,加快開發(fā)miR-758作為藥物分子治療AS等心血管病的可行性。
miRNA作為一類內(nèi)生性的成熟單鏈非編碼RNA,總長(zhǎng)約為22個(gè)核苷酸,絕大多數(shù)定位于編碼基因的內(nèi)含子和外顯子區(qū)域[6]。miRNA首先在RNA聚合酶Ⅱ作用下轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生具有5′帽子結(jié)構(gòu)和3′polyA的pri-miRNA,然后由RNaseⅢ家族的Drosha聯(lián)合DGCR8/Pasha等輔助因子,將pri-miRNA加工成長(zhǎng)度為70~100 nt的發(fā)夾形前體pre-miRNA,繼而在Exportin-5轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助下經(jīng)Ran-GTP-dependent轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中,premiRNA再經(jīng)過(guò)Dicer或Ago蛋白家族的調(diào)節(jié)蛋白Ago2的加工修飾與剪切,最后形成長(zhǎng)約22 nt的成熟miRNA。大量研究顯示,miRNA內(nèi)部的2~8 nt屬于高度保守序列,稱為種子序列,對(duì)精確識(shí)別靶標(biāo)序列并匹配靶標(biāo)基因起到關(guān)鍵作用。有研究顯示,miRNA的作用機(jī)制主要是通過(guò)形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA induced silencing complex,RISC),然后與靶標(biāo)基因的3′端非編碼區(qū)(untranslated region,UTR)發(fā)生完全或不完全配對(duì),進(jìn)而誘導(dǎo)靶標(biāo)基因mRNA的切割降解和翻譯抑制,從而調(diào)控基因表達(dá),屬于轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的一種方式[6-7]。
2.1miR-758與脂質(zhì)代謝脂質(zhì)代謝紊亂可引起AS已經(jīng)達(dá)成專家共識(shí)。機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)主要包括三酰甘油、膽固醇和脂肪酸等,其中膽固醇與AS的關(guān)系尤為密切,是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。細(xì)胞內(nèi)的膽固醇平衡主要在細(xì)胞內(nèi)生物合成、細(xì)胞外攝取及膽固醇流出作用下維持動(dòng)態(tài)平衡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),膽固醇合成主要由固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白(sterol-regulatory element binding protein,SREBP)和羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A reductase,HMGCR)調(diào)控,其中HMGCR被稱為膽固醇合成的限速酶,對(duì)膽固醇的合成至關(guān)重要,目前已經(jīng)作為他汀類藥物的主要靶點(diǎn);膽固醇攝取主要由低密度脂蛋白受體 (low density lipoprotein receptor,LDLR)和一些清道夫受體如SR-A、CD-36、LOX-1等調(diào)控,其中LDLR在正常情況下主要介導(dǎo)膽固醇的攝取,對(duì)減少血漿中脂質(zhì),防治AS至關(guān)重要,而清道夫受體主要介導(dǎo)病理情況下的膽固醇攝取,對(duì)泡沫細(xì)胞的形成和AS的發(fā)生、發(fā)展至關(guān)重要;膽固醇外流主要由肝X受體(liver X receptor,LXR)、腺苷三磷酸結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)和G1(ATP binding cassette transporter G,ABCG1)及SR-B1等調(diào)控[8-9]。
流行病學(xué)已經(jīng)證實(shí),血漿中的高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)水平與AS的發(fā)生、發(fā)展呈負(fù)相關(guān),增高血漿中HDL水平能夠抑制AS的發(fā)生、發(fā)展。HDL抗AS的作用機(jī)制已基本明確,其作為體內(nèi)與脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)載脂蛋白和脂質(zhì)的復(fù)合物,主要功能是將動(dòng)脈壁中多余的膽固醇直接或間接地轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟進(jìn)行分解代謝,即膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(reverse cholesterol transport,RCT)[9-10]。有研究已經(jīng)顯示,與HDL代謝相關(guān)的因素大多具有抗AS作用,其中整合膜蛋白ABCA1在RCT和HDL生成的起始步驟中起到關(guān)鍵作用,被多位學(xué)者稱為RCT的守門員,其能以ATP為能源促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)游離膽固醇流出胞外,并與細(xì)胞表面apoA-Ⅰ結(jié)合,促進(jìn)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)的效率和HDL顆粒的形成。因此,ABCA1是促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)過(guò)量膽固醇流出,轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟進(jìn)行代謝的關(guān)鍵起始步驟。國(guó)內(nèi)外的大量研究已經(jīng)顯示ABCA1在抵抗AS發(fā)生、發(fā)展方面起到關(guān)鍵作用,以ABCA1為靶點(diǎn)防治AS等心血管疾病的研究已經(jīng)廣泛開展[11-12]。
新近研究結(jié)果顯示,miR-758能夠調(diào)控脂質(zhì)代謝,提示miR-758對(duì)AS的調(diào)控至關(guān)重要。有研究發(fā)現(xiàn),miR-758廣泛表達(dá)于小鼠的心、肝、脾、肺、腎,尤其高表達(dá)于心臟、動(dòng)脈、大腦等部位[13]。Cristina等研究顯示,miR-758能夠通過(guò)調(diào)控ABCA1,進(jìn)而介導(dǎo)膽固醇流出。該研究首先運(yùn)用生物信息學(xué)發(fā)現(xiàn)miR-758能夠靶向結(jié)合ABCA1的3′UTR,熒光素報(bào)告基因顯示miR-758能夠沉默ABCA1,體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)顯示miR-758能夠抑制包括巨噬細(xì)胞、肝細(xì)胞和星型膠質(zhì)細(xì)胞等多種鼠源性細(xì)胞和人源性細(xì)胞ABCA1的mRNA和蛋白表達(dá),抑制ABCA1介導(dǎo)的膽固醇流出至apoA-Ⅰ,而拮抗miR-758后,能夠促進(jìn)ABCA1 的mRNA和蛋白表達(dá),促進(jìn)ABCA1介導(dǎo)的膽固醇流出至apoA-Ⅰ。體外研究顯示,Ac-LDL能夠抑制小鼠腹腔巨噬細(xì)胞和THP-1細(xì)胞miR-758的表達(dá);體內(nèi)研究也顯示,高脂飲食能夠抑制C57BL6小鼠肝細(xì)胞和AS經(jīng)典模型鼠LDLR敲除鼠巨噬細(xì)胞中miR-758表達(dá),并與ABCA1的表達(dá)呈負(fù)相關(guān),提示miR-758能夠抑制AS模型鼠ABCA1的表達(dá),介導(dǎo)AS的發(fā)生、發(fā)展[13-16]。更為有趣的是,ABCA1是介導(dǎo)脂質(zhì)代謝與炎癥表達(dá)的中軸因子[17],提示miR-758可能通過(guò)ABCA1調(diào)控炎癥表達(dá),進(jìn)而發(fā)揮調(diào)控AS發(fā)生、發(fā)展的作用。
2.2miR-758與人AS斑塊Mandolini等[18]研究顯示,與健康人相比,miR-758在人AS斑塊中表達(dá)高了4.6倍,比AS研究中“明星miRNA”—miR-33還高(miR-33高了3.3倍),ABCA1 mRNA水平也在人AS斑塊中表達(dá)上調(diào),并與血漿LDL水平呈正相關(guān),提示在AS早期,ABCA1表達(dá)上調(diào)可拮抗AS的發(fā)生和發(fā)展。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),與健康人相比,ABCA1在人AS斑塊和巨噬細(xì)胞中的表達(dá)并無(wú)升高,提示ABCA1在AS的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中屬于轉(zhuǎn)錄后調(diào)控,而miRNA在轉(zhuǎn)錄后水平對(duì)靶標(biāo)基因進(jìn)行調(diào)控,提示miR-758在體內(nèi)是ABCA1的重要調(diào)節(jié)者,能夠通過(guò)轉(zhuǎn)錄后水平影響ABCA1的表達(dá),進(jìn)而影響巨噬細(xì)胞的膽固醇流出、膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)和AS的發(fā)生與發(fā)展,其可能是影響AS發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵miRNA[18]。
2.3miR-758與其他粥樣硬化相關(guān)危險(xiǎn)因素Can等[19]研究發(fā)現(xiàn),miR-758在肥胖兒童的血液中表達(dá)下調(diào)。肥胖是AS發(fā)生、發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,提示miR-758有可能作為AS發(fā)生、發(fā)展的生物學(xué)標(biāo)記物。Yang等[20]研究發(fā)現(xiàn),miR-758能夠抑制TLR3和TLR7的表達(dá)。TLR3 和TLR7是介導(dǎo)炎癥表達(dá)的關(guān)鍵受體,也是介導(dǎo)AS發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵受體。已有研究表明,TLR7在防治泡沫細(xì)胞形成、抑制巨噬細(xì)胞遷移、發(fā)揮抗炎效應(yīng)、抑制AS發(fā)生、發(fā)展方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[21-23],提示miR-758有可能通過(guò)TLR3和TLR7影響AS的發(fā)生和發(fā)展。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),炎癥因子TNF-α和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)能夠抑制人冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞miR-758的表達(dá),其抑制率高達(dá)到8~10倍。在此過(guò)程中TNF-α和IGF-1同樣抑制了SOCS3的表達(dá)[24]。SOCS3作為SOCS家族的重要分子,已有大量研究表明其具有抑制多種免疫分子的信號(hào)傳導(dǎo)作用,如抑制SOCS3核因子-κB(NF-κB)通路、拮抗cAMP介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)等,提示SOCS3是一種抗炎因子,miR-758可能通過(guò)SOCS3影響AS的發(fā)生和發(fā)展。
miR-758通過(guò)參與脂質(zhì)代謝、炎癥調(diào)控在AS的發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵,尤其是脂質(zhì)代謝,miR-758能夠通過(guò)介導(dǎo)血脂代謝影響AS的發(fā)生和發(fā)展?;谶@一點(diǎn),期望能夠通過(guò)拮抗miR-758的表達(dá),促進(jìn)ABCA1介導(dǎo)的膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn),增加血液中HDL濃度和循環(huán)效率,促進(jìn)巨噬細(xì)胞中膽固醇的清除能力,使抗miR-758作為新型治療AS相關(guān)心腦血管疾病的有效方式。因此,沉默miR-758可能是防治AS的新靶點(diǎn),必將引起醫(yī)藥界的新革命。但miR-758作為潛在的藥物治療靶點(diǎn),仍然面臨著許多挑戰(zhàn),如單一的miR-758如何在體內(nèi)外嚴(yán)格調(diào)控多個(gè)目標(biāo)基因的表達(dá),不同的miRNA對(duì)單個(gè)目標(biāo)基因的表達(dá)會(huì)產(chǎn)生哪些影響,miR-758雖然影響炎癥介質(zhì)的表達(dá),但如何通過(guò)炎癥介質(zhì)調(diào)控AS的發(fā)生和發(fā)展,miR-758是否還有更多的靶標(biāo)基因可以影響AS的發(fā)生和發(fā)展,拮抗miR-758是否會(huì)對(duì)其他組織器官產(chǎn)生一些不利影響,miR-758的有效劑量如何,半衰期如何,能否被安全傳送到特定的靶組織,并發(fā)揮相應(yīng)的效應(yīng),是否會(huì)產(chǎn)生一定的不良反應(yīng)等,這些問(wèn)題都有待于更深層次的研究和探索。
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(2015-11-01)