張濤 綜述 姚亞麗 審校

(1.蘭州大學，甘肅 蘭州 730000； 2.蘭州大學第一醫(yī)院心內(nèi)科，甘肅 蘭州 730000)

心力衰竭(心衰)是心血管疾病的終末階段，被認為是心血管疾病領域尚未攻克的堡壘，作為各種心臟疾病的結局和主要死亡原因，盡管這些年來，在治療方面取得了很大進展，但患病率和死亡人數(shù)仍居高不下。國外近10年主要心血管病如冠心病死亡率呈下降趨勢，與此同時心衰的發(fā)生率反呈上升趨勢，國內(nèi)近些年各地資料也顯示中國心衰的患病率顯著增加，目前5年病死率仍達60%～80%[1]。因此，需要更多的研究途徑和診治靶點，而硫化氫(H2S)和microRNA(miRNA)是近些年心衰領域研究的新方向，對兩者的相關研究有望為心衰的臨床診治提供新的手段。

1 H2S

H2S以往被認為是一種有毒氣體，但研究發(fā)現(xiàn)生理量的H2S具有廣泛的生物學效應，是被發(fā)現(xiàn)的體內(nèi)第三種氣體信號分子，內(nèi)源性H2S主要由半胱氨酸和同型半胱氨酸在胱硫醚-β-合成酶、胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)及3-巰基丙酮酸硫轉(zhuǎn)移酶三種關鍵酶的催化作用下生成[2]。研究發(fā)現(xiàn)，哺乳動物體內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)源性H2S具有抗細胞壞死、抗凋亡、抗氧化應激、抗炎癥反應、抗心肌纖維化、抑制心肌肥大等諸多作用，可以促進血管再生，保護缺血再灌注損傷中線粒體的功能，對離子通道、血管內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞等均有調(diào)節(jié)作用，而提供外源性的H2S，在動物模型中表現(xiàn)出了治療心衰的潛在作用[3-7]。一些臨床試驗也發(fā)現(xiàn)，心衰患者存在血漿中H2S水平的變化，這些患者血漿中H2S水平明顯低于正常人，且與心功能分級、N末端腦鈉肽以及N末端腦鈉肽前體等呈負相關[8-10]。

2 miRNA

miRNA是一類長度約為21個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，在體內(nèi)通過與蛋白質(zhì)編碼基因的miRNA的3’UTR區(qū)域部分互補結合控制翻譯、降解、定位等過程，實現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄后水平精密調(diào)控基因的表達[11-12]。miRNA參與多種細胞過程，包括細胞增殖的調(diào)節(jié)、應激反應、炎癥反應和細胞凋亡等，而氧化應激、細胞凋亡以及炎癥反應均是心衰發(fā)生和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)[13]，在心血管疾病領域，已有許多miRNA被發(fā)現(xiàn)參與了心衰的發(fā)生和發(fā)展[14-17]。Tijsen等[18]發(fā)現(xiàn)miR423-5p在心衰患者中呈高表達，并且比其他心肌標志物具有更好的靈敏度和特異度。Qiang等[19]發(fā)現(xiàn)，多種miRNA在心衰患者體內(nèi)的表達水平各不相同，其中miRNA-126低表達以及miRNA-508-5p高表達對患者的預后不利。Greco等[20]研究糖尿病心衰和非糖尿病心衰患者之間miRNA表達譜時，發(fā)現(xiàn)兩組患者之間miRNA的表達水平不同，其中miRNA-216a在兩組中均明顯升高，而在糖尿病心衰患者心肌細胞中，miRNA-34b、miRNA-34c、miRNA-199b、miRNA-210、miR-650以及miRNA-223的表達水平高于對照組。這些研究說明，心衰患者心肌細胞中不僅存在miRNA含量的變化，并且在伴隨不同疾病時，各miRNA的表達水平也不盡相同。

3 H2S和miRNA在心衰發(fā)生發(fā)展中的作用

研究發(fā)現(xiàn)，H2S可降低高血壓大鼠的血漿腎素活性，通過抑制腎素釋放和血管緊張素轉(zhuǎn)化酶活性使血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)生成減少，對腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)這一心衰過程中重要的神經(jīng)體液機制進行調(diào)節(jié)，達到抑制心肌肥厚的作用[21-22]，而Cheng等[23]以及Tatsuguchi等[24]發(fā)現(xiàn)，在AngⅡ或去氧腎上腺素誘導下發(fā)生肥大的心肌細胞中，可見miRNA-21水平顯著上調(diào)，并顯示出抑制心肌細胞肥大的作用。H2S與miRNA-21最終都是通過抑制心肌肥厚這一心衰的重要病理生理改變，來達到改善心衰的作用，那么，H2S是否通過上調(diào)miRNA-21水平，起到改善心肌肥厚的作用就值得進一步研究。

心衰過程常伴有心肌細胞的凋亡。B細胞淋巴瘤/白血病-2基因(Bcl-2)是一種癌基因，它具有抑制凋亡的作用，Zhou 等[25]發(fā)現(xiàn)，H2S通過上調(diào)心肌細胞中Bcl-2基因的表達，發(fā)揮抗心肌細胞凋亡的作用。而另一研究發(fā)現(xiàn)，在缺血再灌注損傷時Bcl-2的表達下調(diào)，而上調(diào)miRNA-1的表達，miRNA-1則通過上調(diào)H2S的含量，促進Bcl-2表達上調(diào)，miR-1很可能是H2S的重要調(diào)節(jié)器[26]。

心衰的另一重要病理生理改變是心肌纖維化，在應用AngⅡ誘導心肌纖維化建立的心衰模型中， 給予H2S供體硫氫化鈉(NaHS)后，顯示出抑制 AngⅡ誘導的α-平滑肌肌動蛋白、結締組織生長因子(CTGF)和Ⅰ型膠原蛋白表達的作用[27]，而CTGF是促纖維化的重要調(diào)控因子。另一研究顯示，在動物心臟病和人左心室肥大模型中，miRNA-133和miRNA-30 的表達下調(diào)，對CTGF的翻譯抑制減弱，促進膠原合成，導致心臟纖維化的發(fā)生，兩者的表達水平直接影響心肌纖維化的程度[28]。這提示H2S可能是通過上調(diào)miRNA-133和miRNA-30的水平，來達到抑制CTGF的表達的作用，從而發(fā)揮延緩心肌纖維化的功能。

上述研究提示H2S與miRNA之間可能存在著相互調(diào)節(jié)關系，它們的這種關系可能在心衰的病理生理學中發(fā)揮重要作用，為進一步研究H2S和miRNA在心衰中的作用機制提供一條新的路徑，是一個比較新的研究領域。

3.1 miRNA對H2S生物合成的調(diào)節(jié)

新近的一些研究發(fā)現(xiàn)，miRNA對H2S的生物合成起調(diào)節(jié)作用，miRNA可以通過調(diào)控CSE的基因表達來控制H2S的合成。實驗證實，在小鼠心肌梗死的周邊區(qū)域，miRNA-30家族成員水平上調(diào)抑制了CSE的表達，而抑制miRNA-30家族的過度表達可增加CSE的含量，從而增加H2S的生成，達到保護小鼠心肌細胞的作用[29]。Wang 等[30]發(fā)現(xiàn)，雌激素通過與雌激素受體α的結合來調(diào)控特異性蛋白-1的轉(zhuǎn)錄，特異性蛋白-1直接結合到CSE的啟動子區(qū)，從而上調(diào) CSE轉(zhuǎn)錄和H2S的生物合成，實驗去除大鼠卵巢后，miRNA-22的表達上調(diào)，而miRNA-22可同時作用于雌激素受體α及特異性蛋白-1，抑制CSE和H2S的生物合成。以上研究表明，miRNA通過控制內(nèi)源性H2S的生成發(fā)揮抗心衰的作用。

3.2 H2S對miRNA的調(diào)節(jié)

進一步研究發(fā)現(xiàn)，H2S也可以對miRNA的表達進行調(diào)控。使用NaHS(100 μmol/L)對新生大鼠進行治療發(fā)現(xiàn)，它可以上調(diào)新生大鼠心肌細胞中心肌保護性miRNA-133a的表達水平，從而抑制苯腎上腺素誘導的心肌細胞肥大，使用miR-133a抑制劑可以部分減弱NaHS的抗心肌肥厚作用，實驗表明H2S上調(diào)miRNA-133a水平和抑制細胞內(nèi)活性氧的增加，可能是H2S抑制心肌肥厚的機制[31]。此外，Kesherwani等[7]發(fā)現(xiàn)，用外源性H2S供體硫化鈉(30 μmol/L)對小鼠進行治療，可升高其miRNA-133a水平，從而抑制同型半胱氨酸血癥誘導的心肌肥大。Kang等[32]發(fā)現(xiàn)，給予40 μmol/L的 NaHS預處理原代培養(yǎng)新生大鼠心肌細胞，發(fā)現(xiàn)H2S可降低大鼠心肌細胞缺血再灌注損傷后miRNA-455的表達水平，miRNA-455增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激介導的心肌細胞凋亡，高表達的miRNA-455降低了H2S的心肌保護作用，下調(diào)miRNA-455可減少內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激介導的心肌細胞凋亡，提示miRNA-455可能參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激介導心肌細胞凋亡信號通路的調(diào)節(jié)，以上發(fā)現(xiàn)提示，H2S在心衰發(fā)生和發(fā)展中的作用是通過調(diào)控miRNA的表達來實現(xiàn)的。

4 相關臨床研究

臨床研究需要找到安全、耐受性好以及血藥濃度穩(wěn)定的外源性H2S供體。新近的一項研究發(fā)現(xiàn)，給予新型外源性H2S供體藥物SG1002后，心衰患者(n=8)及正常組受試者(n=7)中H2S含量均增加，并且安全及耐受性較好，同時顯示出穩(wěn)定的血藥濃度，目前I期臨床研究已完成，但需要更大規(guī)模的臨床研究[33]。此外，一些研究發(fā)現(xiàn)，H2S供體型非甾體抗炎藥，可以通過體內(nèi)代謝生成H2S來減少傳統(tǒng)非甾體類抗炎藥的心血管副作用，這些目前仍處于臨床前研究階段。而miRNA-208、miRNA-499和miRNA-195在心血管疾病中的作用也已進入臨床前研究階段，miRNA和miRNA抑制劑相關療法還需進一步研究[34]。

5 展望

心衰的診治較以前有了長足的發(fā)展，但現(xiàn)狀和預后仍不容樂觀。對H2S與miRNA之間這種調(diào)節(jié)關系的進一步研究，有望從轉(zhuǎn)錄后水平這一新角度，對H2S和miRNA在心衰中的變化及作用機制進行解釋，使兩者成為新的生物學標志物以及治療靶點。目前這一領域存在很多空白，比如miRNA是否參與胱硫醚-β-合成酶和3-巰基丙酮酸硫轉(zhuǎn)移酶表達還不明確，未來還需要更多研究來闡明H2S與miRNA之間這一復雜的關系網(wǎng)絡，通過基礎研究帶動臨床研究，為H2S及miRNA相關藥物的研發(fā)，以及真正應用到臨床治療心衰打下堅實的基礎，以期改善心衰的預后和減輕這種疾病帶來的社會負擔。