郝麗娜 賈茹 曲秀芬

心房顫動(dòng)（房顫）是臨床常見(jiàn)的心律失常，心房電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)和自主神經(jīng)重構(gòu)是房顫發(fā)生發(fā)展的主要病理機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，微小RNA（miRNA）可參與調(diào)控心房重構(gòu)，在房顫發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。此外，miRNA 具有較高的穩(wěn)定性和組織靶向性，有望成為房顫防治的重要靶點(diǎn)。本文介紹miRNA在房顫中的研究進(jìn)展。

1 miRNA概述

1993年，Lee等［1］首次在秀麗隱桿線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)miRNA。miRNA是由約22個(gè)核苷酸組成的單鏈非蛋白編碼RNA，參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控［2］。研究證實(shí)，miRNA 在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、分化和代謝等過(guò)程中發(fā)揮重要作用［3］。miRNA 水平改變參與神經(jīng)系統(tǒng)、自身免疫系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)等多種疾病的發(fā)生。此外，miRNA 具有穩(wěn)定性良好和檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，miRNA 有望成為疾病診斷和預(yù)后評(píng)估的有效生物標(biāo)記物，甚至可作為疾病的重要防治靶點(diǎn)。

2 miRNA與心房重構(gòu)

心房電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、自主神經(jīng)重構(gòu)和鈣離子穩(wěn)態(tài)失調(diào)是心房顫動(dòng)（房顫）發(fā)生的重要病理機(jī)制。研究證實(shí)，多種miRNA 參與調(diào)控心房重構(gòu)。miRNA表達(dá)水平改變可增加房顫的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

2.1 miRNA與心房電重構(gòu)

心房電重構(gòu)是指心房有效不應(yīng)期及動(dòng)作電位時(shí)程縮短和傳導(dǎo)速度減慢等生理學(xué)特征改變。目前認(rèn)為，L型鈣通道電流減少、內(nèi)向整流鉀電流增加、鈣激活鉀通道及縫隙連接蛋白通路改變是電重構(gòu)發(fā)生的重要機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，miR-1、miR-328和miR-499等與心房電重構(gòu)的發(fā)生密切相關(guān)。

2.1.1 miR-1 miR-1在心肌中表達(dá)，且參與調(diào)控心臟發(fā)育和電活動(dòng)。miR-1表達(dá)失調(diào)可導(dǎo)致心律失常和心力衰竭等心血管疾?。?］。取冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者的右心耳行基因轉(zhuǎn)錄組學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與術(shù)后無(wú)房顫患者相比，術(shù)后新發(fā)房顫患者右心耳miR-1表達(dá)水平顯著上調(diào)［5］。文獻(xiàn)報(bào)道，持續(xù)性房顫患者心房miR-1水平降低，編碼Kir2.1亞基的KCNJ2基因和Kir2.1蛋白表達(dá)增加，提示miR-1可能通過(guò)調(diào)控鉀離子通道誘導(dǎo)房顫發(fā)生［6］。在心房快速起搏兔模型中，心房miR-1過(guò)表達(dá)使KCNE1和KCNB2基因下調(diào)，導(dǎo)致內(nèi)向整流鉀電流增加，心房有效不應(yīng)期延長(zhǎng)［7］。此外，有研究證實(shí)，抑制心肌miR-1可減少心肌細(xì)胞凋亡，改善心房結(jié)構(gòu)［8］。

2.1.2 miR-328 心房miR-328水平改變與電重構(gòu)發(fā)生密切相關(guān)。對(duì)房顫患者和快速起搏房顫犬模型的心房組織行基因芯片分析發(fā)現(xiàn)，房顫患者心房miR-328升高3.5倍，房顫犬心房miR-328升高3.9倍，且循環(huán)miR-328水平與房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。通過(guò)腺病毒轉(zhuǎn)染過(guò)表達(dá)心房miR-328后，犬房顫易感性增強(qiáng)，L型鈣通道電流減弱，心房動(dòng)作電位持續(xù)時(shí)間縮短；給予miR-328拮抗劑可逆轉(zhuǎn)上述改變，且miR-328 基因敲除小鼠房顫易感性降低［9］。對(duì)心房快速起搏犬模型的心房組織進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，miR-328上調(diào)使心房CACNA1C 和CACNB1基因（編碼L型鈣通道α1c和β1亞基）表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致L型鈣通道活性降低，動(dòng)作電位時(shí)程縮短［10］，促進(jìn)房顫發(fā)生。

2.1.3 miR-499 對(duì)4例竇性心律和4例永久性房顫患者心房組織行miRNA微陣列分析發(fā)現(xiàn)，與竇性心律患者相比，房顫患者miR-499表達(dá)增加2.33倍（P＜0.01），而編碼小電導(dǎo)鈣激活鉀通道3（SK3）蛋白表達(dá)下調(diào)46%（P＜0.05）。使用miR-499模擬物轉(zhuǎn)染心房肌細(xì)胞后，SK3蛋白表達(dá)顯著下調(diào)，而給予miR-499抑制劑可上調(diào)SK3蛋白表達(dá)。熒光素酶報(bào)告分析證實(shí)，miR-499可與編碼SK3的基因KCNN3的3′非翻譯區(qū)結(jié)合，增加miRNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物中SK3 mRNA 表達(dá)水平，下調(diào)SK3表達(dá)，增加房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［11］。研究發(fā)現(xiàn)，與無(wú)房顫患者相比，永久性房顫患者心房組織CACNB2顯著下調(diào)67%（P＜0.05），而miR-499可下調(diào)CACNB2蛋白表達(dá)。熒光素酶報(bào)告分析證實(shí)miR-499 與CACNB2的3′非翻譯區(qū)結(jié)合，靶向調(diào)控CACNB2表達(dá)，與L型鈣通道重構(gòu)密切相關(guān)［12］。

2.2 miRNA與心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)

研究證實(shí)，miRNA可通過(guò)調(diào)節(jié)編碼纖維化及抗纖維化相關(guān)蛋白的基因表達(dá)促進(jìn)心房纖維化，最終導(dǎo)致心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)。目前認(rèn)為，與心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)密切相關(guān)的miRNA 主要包括miR-21、miR-133、miR-29b、miR-150、miR-483-5P、miR-155和miR-24等。

2.2.1 miR-21 研究證實(shí)，房顫患者心房miR-21水平顯著升高。Adam 等［13］發(fā)現(xiàn)，上調(diào)大鼠心房miR-21可使Sprouty-1蛋白水平下調(diào)，進(jìn)而激活絲裂原激活蛋白激酶信號(hào)通路，最終導(dǎo)致心房纖維化。研究表明，心房miR-21上調(diào)使磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）相關(guān)信號(hào)通路激活，抑制PTEN基因表達(dá)，導(dǎo)致心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)［14］。給予房顫小鼠模型miR-21拮抗劑后，小鼠心房纖維化顯著改善，房顫易感性降低，提示miR-21可成為房顫潛在防治靶點(diǎn)。此外，miR-21上調(diào)還可抑制電壓門(mén)控性鈣通道，導(dǎo)致心肌細(xì)胞L型鈣通道電流減少。

2.2.2 miR-133 研究發(fā)現(xiàn)，與有竇性心律的健康人群相比，房顫患者循環(huán)miR-133水平顯著降低。犬持續(xù)吸入尼古丁后，心房miR-133下調(diào)，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）及其相關(guān)受體上調(diào)，心房膠原沉積［15］。研究證實(shí)，miR-133可直接作用TGF-β及其相關(guān)受體促進(jìn)心房纖維化。此外，miR-133下調(diào)還可增加心肌成纖維細(xì)胞外基質(zhì)。給予外源性miR-133可顯著改善慢性房顫犬模型的心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)，提示miR-133是房顫潛在的治療靶點(diǎn)［16］。一項(xiàng)前瞻性研究納入42例行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者，對(duì)患者右心耳組織進(jìn)行TUNEL 染色，并檢測(cè)miR-133a 和凋亡標(biāo)志物（caspase-3、Bcl-2和Bax）mRNA的表達(dá)水平。結(jié)果表明，與術(shù)后竇性心律患者相比，術(shù)后新發(fā)房顫患者循環(huán)miR-133a降低，右心耳組織凋亡水平增加，且miR-133a水平與房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步進(jìn)行機(jī)制探討發(fā)現(xiàn)，miR-133a過(guò)表達(dá)可抑制缺氧誘導(dǎo)的大鼠心肌細(xì)胞凋亡和磷酸化前體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（Akt）活性，給予miR-133a反義寡核苷酸抑制劑或Akt抑制劑可防止缺氧誘導(dǎo)的大鼠心肌細(xì)胞調(diào)亡［5］。該研究提示miR-133a通過(guò)抑制心肌細(xì)胞凋亡，參與房顫發(fā)生。

2.2.3 miR-29b miR-29b 可通過(guò)靶向調(diào)控collagen-1A1、collagen-3A1及肌原纖維蛋白等基因表達(dá)，參與心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)［17］。既往研究發(fā)現(xiàn)，房顫患者血漿及心房miR-29b表達(dá)水平均顯著降低。給予小鼠尾靜脈注射腺相關(guān)病毒沉默miR-29b表達(dá)，可導(dǎo)致心房collagen-1A1相關(guān)mRNA 表達(dá)增加，心房出現(xiàn)明顯纖維化。

2.2.4 miR-150 與非房顫人群相比，房顫患者循環(huán)miR-150水平降低了約3.2倍。研究證實(shí)，低水平miR-150可通過(guò)激活炎性反應(yīng)、干擾血小板功能和促進(jìn)心房纖維化等，促使房顫發(fā)生［18］。前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，與射頻消融術(shù)前相比，房顫患者行射頻消融1個(gè)月后血漿miR-150表達(dá)水平升高3倍。該研究提示循環(huán)miR-150 高表達(dá)可潛在預(yù)防房顫發(fā)生［19］。另一項(xiàng)研究對(duì)141例行射頻消融術(shù)的房顫患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與無(wú)復(fù)發(fā)患者相比，射頻消融術(shù)后房顫復(fù)發(fā)患者血漿miR-150水平降低（OR=0.98，P＜0.039），提示循環(huán)miR-150水平與射頻消融1年后房顫復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)減少密切相關(guān)［20］。

2.2.5 miR-483-5P miR-483-5P由胰島素樣生長(zhǎng)因子2基因轉(zhuǎn)錄。胰島素樣生長(zhǎng)因子2表達(dá)上調(diào)可使miR-483-5P 過(guò)表達(dá)，進(jìn)而激活白細(xì)胞介素-6（IL-6）及核因子κB（NF-κB）相關(guān)炎性反應(yīng)通路，導(dǎo)致心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，miR-483-5P可用于評(píng)估心臟手術(shù)后房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，術(shù)前血清miR-483-5P高表達(dá)的患者術(shù)后房顫發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著增加［21］。

2.2.6 miR-155和miR-24 miR-155和miR-24參與調(diào)節(jié)一氧化氮合酶（eNOS）表達(dá)和一氧化氮產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，房顫患者血循環(huán)中miR-155 和miR-24上調(diào)。與未行射頻消融術(shù)房顫患者相比，行射頻消融組患者miR-155和miR-24表達(dá)顯著減低，提示miR-155和miR-24與房顫密切相關(guān)［22］。

2.3 miRNA與心房自主神經(jīng)重構(gòu)

自主神經(jīng)通過(guò)對(duì)迷走神經(jīng)活性和乙酰膽堿釋放的控制，調(diào)節(jié)心房生物電活動(dòng)［23］。心房生物電活動(dòng)改變導(dǎo)致導(dǎo)致動(dòng)作電位時(shí)程縮短，促進(jìn)房顫發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，miR-30與miR-206可調(diào)控心房自主神經(jīng)重構(gòu)，參與房顫發(fā)生發(fā)展。

2.3.1 miR-30 研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)性房顫患者miR-30顯著上調(diào)，miR-30上調(diào)使乙酰膽堿釋放減少，乙酰膽堿依賴(lài)性鉀通道電流下調(diào)［24］。此外，miR-30還可負(fù)性調(diào)節(jié)結(jié)締組織生長(zhǎng)因子表達(dá)，導(dǎo)致心肌細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)改變。

2.3.2 miR-206 上調(diào)犬miR-206的表達(dá)水平可使犬活性氧水平增加6倍。miR-206能靶向作用于超氧化物歧化酶1（SOD1），使活性氧產(chǎn)生增加，從而促進(jìn)心房自主神經(jīng)重構(gòu)［25］。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，miR-206下調(diào)可作用于三磷酸鳥(niǎo)苷環(huán)化水解酶1（GCH1）基因，導(dǎo)致四氫生物蝶呤生成障礙，引起自主神經(jīng)重構(gòu)，心房有效不應(yīng)期縮短［26］。

2.4 miRNA與鈣離子穩(wěn)態(tài)失調(diào)

細(xì)胞內(nèi)鈣離子失衡與房顫發(fā)生密切相關(guān)。鈣離子超負(fù)荷可引起延遲后除極，導(dǎo)致房顫發(fā)生。研究證實(shí)，心肌miRNA 能通過(guò)影響鈣離子穩(wěn)態(tài)引起心律失常發(fā)生［27］。通過(guò)調(diào)控鈣離子引起房顫的miRNA主要包括miR-106b-25及miR-208等。

2.4.1 miR-106b-25 研究發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠miR-106b-25基因后，小鼠房顫易感性顯著增加。對(duì)持續(xù)性房顫患者心房組織進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，miR-106b-25表達(dá)明顯下調(diào)，這會(huì)引起RyR2蛋白表達(dá)上調(diào)，肌質(zhì)網(wǎng)中鈣離子大量釋放，最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣離子失衡［28］。

2.4.2 miR-208 與竇性心律患者相比，慢性房顫患者miR-208表達(dá)明顯上調(diào)［29］。miR-208上調(diào)引起肌漿網(wǎng)鈣ATP 酶2（SERCA2）蛋白表達(dá)下調(diào)，SERCA2可將鈣離子從胞漿運(yùn)往肌漿網(wǎng)中，從而導(dǎo)致鈣離子穩(wěn)態(tài)失調(diào)。

3 miRNA與房顫防治

房顫治療主要包括藥物轉(zhuǎn)復(fù)、控制心室率、抗凝、射頻消融和左心耳封堵術(shù)。藥物治療需長(zhǎng)期口服抗凝藥物，患者依從性差可導(dǎo)致治療失敗，而射頻消融術(shù)后房顫復(fù)發(fā)率較高。目前，房顫仍缺乏有效防治措施。

miRNA具有穩(wěn)定性佳、敏感性高和特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此成為多種疾病早期診斷的生物標(biāo)志物［30］。目前房顫尚缺乏有效標(biāo)記物。miRNA 水平異常是促進(jìn)房顫發(fā)生發(fā)展的重要病理機(jī)制。臨床研究發(fā)現(xiàn)，房顫患者血漿及心房組織miR-150和miR-29等表達(dá)水平顯著改變，且差異水平與房顫嚴(yán)重程度密切相關(guān)。一項(xiàng)對(duì)48例冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者的分析發(fā)現(xiàn)，與術(shù)后非房顫患者相比，術(shù)后新發(fā)房顫患者循環(huán)miR-23a和miR-26a水平顯著降低，受試者工作特征（ROC）曲線分析發(fā)現(xiàn)，miR-23a和miR-26a預(yù)測(cè)新發(fā)房顫的ROC 曲線下面積分別為0.63（P=0.02）和0.66（P=0.01），提示miR-23a和miR-26a可作為預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后房顫發(fā)生的生物標(biāo)志物［31］。此外，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，外源性調(diào)控miRNA水平可預(yù)防房顫發(fā)生。這些研究均提示miRNA 可作為房顫診斷、嚴(yán)重程度評(píng)估和治療的新型生物標(biāo)記物。目前以miRNA為靶點(diǎn)的治療藥物主要包括miRNA 模擬物和抗miRNA反義核苷酸抑制劑，但miRNA 相關(guān)藥物的安全性、靶向性和如何在體內(nèi)有效運(yùn)輸且不被降解等問(wèn)題尚需進(jìn)一步研究。

4 展望

與其他生物標(biāo)記物相比，miRNA 穩(wěn)定性佳和易獲得等特點(diǎn)使其更適用于作為疾病標(biāo)記物。miRNA參與心房電重構(gòu)、心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)、自主神經(jīng)重構(gòu)及鈣離子穩(wěn)態(tài)失調(diào)等重要的房顫病理過(guò)程。不同類(lèi)型房顫的發(fā)病機(jī)制涉及的miRNA 差異較大，如何準(zhǔn)確有效地將miRNA 用于房顫診治尚存爭(zhēng)議。聯(lián)合多種miRNA 檢測(cè)有助于提高miRNA在房顫預(yù)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)分層中的應(yīng)用價(jià)值，以miRNA為靶點(diǎn)的治療方式有望改善房顫患者預(yù)后，未來(lái)仍需進(jìn)一步探討miRNA在房顫診治中的作用。