劉弟世聞 趙慶彥
武漢大學(xué)人民醫(yī)院心內(nèi)科/武漢大學(xué)心血管病研究所/心血管病湖北重點實驗室 湖北 武漢 430060
心房顫動(房顫;atrial fibrillation,AF)的機(jī)制復(fù)雜,與心房和心室心肌結(jié)構(gòu)和電重構(gòu)密切有關(guān)。AF的電生理機(jī)制包括:①觸發(fā)活動(早后除極)引起的局灶性放電;②動作電位時程(action potential duration,APD)縮短導(dǎo)致的折返;③心房纖維化引起沖動傳導(dǎo)的異質(zhì)性。心房纖維化的發(fā)生和發(fā)展是AF結(jié)構(gòu)重塑的重要標(biāo)志,是AF 向持續(xù)性方向發(fā)展的基礎(chǔ),并降低抗心律失常藥物治療的有效性。心肌纖維組織的逐步積累是心肌重塑的重要原因。纖維結(jié)締組織的形成和再分布調(diào)節(jié)心房的幾何形狀,以適應(yīng)病理性應(yīng)力、化學(xué)和電刺激的影響。這種適應(yīng)過程涉及心肌的細(xì)胞成分和細(xì)胞外基質(zhì)的改變。電重構(gòu)和纖維化相互影響,共同維持著AF 的發(fā)生和發(fā)展。miRNA 通過作用于靶基因在轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)行調(diào)控,近二十年來關(guān)于miRNA 對AF 纖維化和電重構(gòu)的研究已經(jīng)有了長足的進(jìn)展。
心肌成纖維細(xì)胞在細(xì)胞外基質(zhì)的形成中起關(guān)鍵作用,它占心肌組織的60%。成纖維細(xì)胞本質(zhì)上是不可興奮細(xì)胞,但可以通過纖維連接蛋白在心肌細(xì)胞之間傳導(dǎo)電流。這種作用可能導(dǎo)致電流傳導(dǎo)的異質(zhì)性,縮短心肌細(xì)胞APD,使靜息心肌細(xì)胞自動去極等。肌成纖維細(xì)胞源于心肌成纖維細(xì)胞,但合成膠原蛋白的能力是后者的2 倍,并且對促炎和促纖維化刺激反應(yīng)更強(qiáng),能夠合成多種細(xì)胞因子和趨化因子。肌成纖維細(xì)胞含有α-平滑肌肌動蛋白和黏附復(fù)合物,后者將肌成纖維細(xì)胞內(nèi)部微絲與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白結(jié)合,從而為細(xì)胞外基質(zhì)提供收縮力。一系列生長因子、細(xì)胞因子、激素、機(jī)械性應(yīng)力和缺氧等,調(diào)節(jié)著細(xì)胞外基質(zhì)和心肌成纖維細(xì)胞活性。這些因素決定了成纖維細(xì)胞分化、基因表達(dá)以及膠原蛋白的合成,對心肌重塑起著重要作用。
心肌細(xì)胞和心?。。┏衫w維細(xì)胞之間存在緊密聯(lián)系,它們通過自分泌和旁分泌的方式進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。心肌細(xì)胞和心?。。┏衫w維細(xì)胞之間有許多共同的信號通路,如血管緊張素(Ang)Ⅱ、轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β)、內(nèi)皮素(ET)等。然而,它們對信號分子的響應(yīng)程度依據(jù)細(xì)胞類型而定,成纖維細(xì)胞通過AngⅡ誘導(dǎo)釋放TGF-β 和ET-1 來調(diào)控心肌細(xì)胞肥大和凋亡,而心肌細(xì)胞通過AngⅡ誘導(dǎo)釋放TGF-β 和ET-1 刺激成纖維細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞外基質(zhì)的形成[1]。敲除AngⅡ受體基因的成纖維細(xì)胞增殖不明顯[2]。心肌細(xì)胞和心肌成纖維細(xì)胞之間在受體密度和受體激酶活性也存在差異,這可能會干擾效應(yīng)分子的最終作用。如成纖維細(xì)胞AngⅡ受體密度更高[2]。除此之外,一些刺激因子主要對成纖維細(xì)胞起作用,如血小板源性生長因子(PDGF)、成纖維細(xì)胞生長因子2 等。
2.1 TGF-β1 和Ang Ⅱ在眾多的調(diào)節(jié)因子中,AngⅡ和TGF-β1是心肌成纖維細(xì)胞分泌膠原蛋白最為有效的刺激物。在細(xì)胞外,TGF-β1通過結(jié)合二聚化的受體而發(fā)揮作用。配體-受體結(jié)合導(dǎo)致磷酸化級聯(lián)反應(yīng),最終導(dǎo)致無活性的Smad2/3/4 形成Smad 復(fù)合體。Smad 復(fù)合體易位至靶細(xì)胞核,參與纖維化基因的表達(dá)。
Ang 是一種引起血管收縮和血壓升高的寡肽。研究表明,AngⅡ和TGF-β1并非彼此獨立發(fā)揮作用,而是作為心肌重構(gòu)和纖維化的整合信號通路的一部分。AngⅡ通過心肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中的1型Ang 受體上調(diào)TGF-β1表達(dá),進(jìn)一步激活ERK 誘導(dǎo)心臟成纖維細(xì)胞中的膠原蛋白形成[3]。在缺乏TGF-β 的情況下,AngⅡ不能在體內(nèi)誘導(dǎo)心肌肥大和 纖 維 化[4],但 它 可 以 上 調(diào)TGF-β1合 成,促 進(jìn)Smad2 磷酸化和Smad 復(fù)合物的核轉(zhuǎn)位并且增加Smad 復(fù)合體與DNA 結(jié)合。而TGF-β1可以直接刺激Ang 受 體 的 表 達(dá)[5]。這 些 結(jié) 果 表 明Ang Ⅱ和TGF-β 在體內(nèi)共同誘導(dǎo)纖維化形成。
2.2 結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor, CTGF)CTGF 是促進(jìn)血管生成的細(xì)胞基質(zhì)蛋白,它能促進(jìn)細(xì)胞黏附并增強(qiáng)細(xì)胞外配體的黏附。CTGF 可由TGF-β、AngⅡ和ET-1 誘導(dǎo)產(chǎn)生,并且可能是這些蛋白的下游信號通路。CTGF 不是TGF-β 發(fā)揮作用所必需,但它可以作為TGF-β的輔因子來誘導(dǎo)纖維化[6]。但就其本身而言,CTGF 促纖維化能力較弱,它更可能是創(chuàng)造一個有利于纖維化的環(huán)境。在健康的心肌中,CTGF 主要在成纖維細(xì)胞中表達(dá),但是,在心肌重塑過程中,心肌細(xì)胞也會分泌CTGF。
2.3 PDGFPDGF 包 含α 和β 兩 種 不 同 的 受 體。體外實驗證明PGDF 可以促進(jìn)成纖維細(xì)胞向成肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化[7]。PDGF-β 受體抑制劑甲磺酸伊馬替尼能延遲傷口愈合,并減少肌成纖維細(xì)胞數(shù)量、纖連蛋白和Ⅰ型膠原蛋白的表達(dá)[8]。在博來霉素誘導(dǎo)皮膚纖維化的小鼠模型中,達(dá)沙替尼和尼洛替尼能以劑量依賴性的方式降低皮膚厚度、肌成纖維細(xì)胞數(shù)量和皮膚膠原蛋白含量[9]。通過腺病毒將PDGF 基因轉(zhuǎn)染至小鼠心臟,能顯著上調(diào)TGF-β1并加速心臟纖維化和動脈硬化,表明PDGF 可以通過升高TGF-β 水平來促進(jìn)纖維化[10]。與此相反的是,注射PDGF-α 受體特異性抗體可減輕心房纖維化[11]。
2.4 ET-1ET 是一種強(qiáng)大的血管收縮劑,具有促有絲分裂特性,ET 有3 種亞型,其中,ET-1 是人類重要的亞型。TGF-β 可以通過JNK 誘導(dǎo)ET-1,表明ET-1 是成纖維細(xì)胞中TGF-β 誘導(dǎo)纖維化下游信號通路產(chǎn)物[12]。AngⅡ也可以通過激活ERK 和活性氧(ROS)的方式誘導(dǎo)ET-1 產(chǎn)生[13]。而ET-1 可以促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)形成和成纖維細(xì)胞的分化[14]。這些研究表明,ET 是TGF-β/AngⅡ下游信號通路。
2.5 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)和金屬蛋白酶組織抑制劑(TIMP)細(xì)胞外基質(zhì)的重塑不僅包括合成,還包括協(xié)同降解。心肌細(xì)胞和心肌成纖維細(xì)胞合成的MMP 及TIMP 與細(xì)胞外基質(zhì)穩(wěn)態(tài)維持密切相關(guān)。MMP1 的過表達(dá)早期可引起心肌代償性肥厚和膠原蛋白沉積,隨著時間延長,細(xì)胞外基質(zhì)的過度降解會引起心肌舒張和收縮功能障礙[15]。此外,MMP1 作用產(chǎn)生的膠原蛋白和基質(zhì)片段本身會形成生物活性分子,并促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)炎性因子和纖維化因子釋放。這些炎癥因子能促進(jìn)成纖維細(xì)胞活化為肌成纖維細(xì)胞,通過作為配體刺激結(jié)締組織合成白細(xì)胞整合素和激活其他細(xì)胞受體。盡管MMP 主要功能是針對基質(zhì)降解,但其活性產(chǎn)物也解釋了MMP 活性高時纖維化進(jìn)展快。MMP 活性主要由TIMP 和富含半胱氨酸的Kazal 回文序列的蛋白來調(diào)節(jié)[16]。
2.6 氧化應(yīng)激和炎癥較低水平的氧化應(yīng)激就能誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生超微結(jié)構(gòu)變化,導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能受損。 活性氧簇(ROS)可來源于線粒體、NAD(P)H、NADPH 氧化酶(NOX)、黃嘌呤氧化酶和未偶聯(lián)的一氧化氮合酶。NOX 在心肌氧化還原信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中占重要地位,并在多種細(xì)胞中表達(dá),包括心肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和炎性細(xì)胞等。線粒體中ROS 的長期增加會導(dǎo)致線粒體DNA 損傷和細(xì)胞凋亡。此外,ROS 能激活多種肥大信號激酶和轉(zhuǎn)錄因子。它還可以刺激成纖維細(xì)胞增殖并激活MMP,從而導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)重塑[17]。
在心肌炎、心包炎、冠心病、肺炎和炎癥性腸病的患者中,AF 發(fā)生率較高,可能與炎性細(xì)胞浸潤心肌引起氧化應(yīng)激有關(guān)[18]。炎癥激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng),進(jìn)而激活NADPH 和NOX。這些劣性刺激最終會激活TGF-β1信號轉(zhuǎn)導(dǎo),導(dǎo)致心肌結(jié)構(gòu)重構(gòu)和電重構(gòu)。炎性因子和趨化因子可能與陣發(fā)性AF 向持續(xù)性AF 方向發(fā)展有關(guān)[18](圖1)。
圖1 纖維化所涉及的主要信號通路
miRNA 是一種內(nèi)源性、單鏈、短(17-22nt)、非編碼核糖核苷酸。miRNA 在物種之間具有高度保守性,目前在植物、昆蟲和哺乳動物中發(fā)現(xiàn)了數(shù)萬種miRNA。根據(jù)miRBase(22.0 version)記載,已在人類鑒定出2 654 個成熟miRNA。
Dicer 酶是miRNA 合成過程中的關(guān)鍵酶之一,基因敲除小鼠和斑馬魚編碼Dicer 的基因,發(fā)現(xiàn)具有胚胎致死性。而特異性敲除小鼠心肌中的Dicer基因會導(dǎo)致小鼠在幼年時期心力衰竭而死。在成年動物中,Dicer 酶活性降低會導(dǎo)致猝死和心肌肥厚[19]。因此,miRNA 對心血管病理生理過程起著重要作用,而miRNA 在AF 纖維化和電生理機(jī)制中已經(jīng)有大量研究。
3.1 促纖維化miRNA
3.1.1miR-21 miR-21 作為纖維化研究最為廣泛的miRNA 之一,在巨噬細(xì)胞中高度表達(dá),它能促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 極化,而巨噬細(xì)胞通過旁分泌的方式作用于成纖維細(xì)胞,促進(jìn)纖維化[20]。單細(xì)胞測序結(jié)果也顯示antimiR-21 能減少心衰組織中成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[21]。miR-21 的主要機(jī)制是通過抑制SPRY1 的表達(dá),激活ERK/MAP 信號通路,導(dǎo)致成纖維細(xì)胞增殖[22]。miR-21 的過表達(dá)降低CADM1的表達(dá),通過STAT3 信號通路促進(jìn)心肌纖維化[23]。此 外,miR-21 的過表達(dá)也顯著增強(qiáng)TGF-β1誘導(dǎo)的Smad7 下 調(diào)[24]。PTEN 已 被 證 明 是miR-21 的 靶 基因[25]。
3.1.2miR-23b-3p 和miR-27b-3p miR-23b-3p 和miR-27b-3p 位于人類9 號染色體上的miRNA 簇的單個轉(zhuǎn)錄單元內(nèi)。通過靶向TGIF1 和PTEN 分別激活心臟成纖維細(xì)胞中的TGF-β1/Smad2/3 和AKT/N-鈣黏蛋白信號通路,抑制miR-23b 可以緩解盲腸結(jié)扎誘導(dǎo)的晚期膿毒癥模型中的心臟纖維化[26]。在心肌細(xì)胞中miR-27b 過表達(dá)可通過靶向PPAR-γ 促進(jìn)心肌纖維化[27]。有研究表明TGFβR3抑制心臟成纖維細(xì)胞中TGF-β1表達(dá)、Smad2/3 激活以及膠原蛋白的沉積[28]。而TGFβR3 是miR-23b-3p 和miR-27b-3p 共同標(biāo)靶[29]。
3.1.3其他促纖維化miRNA miR-10a 能通過TGF-β1/Smad 軸來調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的增殖和分化[30]。在心肌特異性表達(dá)的miR-208 過表達(dá)會導(dǎo)致心肌纖維化,且miR-208a 表達(dá)上調(diào)僅限于心肌纖維化區(qū)域[31]。此外有研究發(fā)現(xiàn)miR-146b-5p 靶向作用于TIMP4 促進(jìn)心肌纖維化[32]。
3.2 抗纖維化miRNA
3.2.1miR-29 miR-29 家族由兩個雙順反子miRNA 簇合成的三個成員(miR-29a、miR-29b、miR-29c)組成。所有家族成員共享一個保守種子區(qū),它們之間序列僅相差一個堿基。miR-29 是與纖維化相關(guān)性最強(qiáng)的miRNA 之一,并且優(yōu)先在成纖維細(xì)胞中表達(dá)。彈性蛋白、原纖維蛋白1、Ⅰ型和Ⅲ型膠原都包含一個或多個miR-29 保守的潛在種子序列。在AngⅡ誘導(dǎo)的小鼠心肌纖維化模型中,miR-29b/c-3p 降低,而研究證實miR-29b/c-3p 靶向作用于TGF-β2和MMP-2[33]。此外,還有研究報道稱miR-29 可 以 調(diào) 控DNMT3A[34]和VEGF/MAPK[35]來 抑制纖維化。但Sassi 等[36]得出相反結(jié)論,在病理性左室肥大的小鼠模型中,過表達(dá)miR-29 會促進(jìn)心肌肥厚和纖維化,并且它能通過激活Wnt 信號通路促進(jìn)心臟的病理性重塑。
3.2.2miR-30 miR-30 家族成員在大腦中高度表達(dá),但miR-30c 除外,它在心臟成纖維細(xì)胞中含量豐富,并參與心肌纖維化[37]。在四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化模型中,miR-30c 能調(diào)節(jié)肝星狀細(xì)胞中TGF-β依賴性的細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)基因的表達(dá)[38]。Wang等[39]提出miR-30c 可抑制腎纖維化并改善腎功能。在病理性左室肥大的模型中,miR-30c 能抑制心室膠原合成[37]。miR-30c 可能通過降低α-平滑肌肌動蛋白和波形蛋白的表達(dá)來抑制TGF-β1誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化,miR-30c 過表達(dá)會降低細(xì)胞增殖和遷移,miR-30c 可能通過靶向作用于TGFβR2 來減少心房纖維化[40]。
3.2.3miR-133 miR-133 在人類心肌中含量豐富。在大鼠心肌肥厚模型中,CTGF 的表達(dá)是對照組的5 倍,而靶標(biāo)CTGF 的miR-133 和miR-30c 都 下調(diào)[41]。在成纖維細(xì)胞中過表達(dá)miR-133 可以通過抑制CTGF、降低膠原蛋白的產(chǎn)生[42]?;蚯贸齧iR-133 小鼠會出現(xiàn)嚴(yán)重的纖維化和心力衰竭,并且增加猝死的概率[43]。熒光素酶報告基因檢測證實TGF-β1和TGFβR2 是miR-133 和miR-590 的 靶標(biāo)[44]。但最近的研究顯示,缺氧/再灌注處理的人內(nèi)皮祖細(xì)胞外泌體中miR-133 表達(dá)增加,并且促進(jìn)心肌成纖維細(xì)胞的血管生成和內(nèi)皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化[45]。
3.3 其他抗纖維化miRNAShan 等[44]通過尼古丁給藥和建立快速起搏犬AF 模型中,發(fā)現(xiàn)尼古丁能夠顯著上調(diào)TGF-β1和TGFβR2 表達(dá),降低miR-590 的水平。將miR-590 轉(zhuǎn)染到犬心房成纖維細(xì)胞中會降低TGF-β1和TGFβR2 水平以及膠原蛋白含量,而antimiR-590 則消除這種保護(hù)作用。miR-132可能靶向作用于CTGF 表現(xiàn)出抗纖維化作用[46]。miR-499 下調(diào)會增加膠原蛋白沉積和心肌肥大[47]。
AF 發(fā)生數(shù)小時內(nèi),就會發(fā)生離子通道的重構(gòu)。其特征在于L 型鈣離子通道電流(ICaL)和瞬時外向電流(Ito)顯著下調(diào),內(nèi)向整流K+電流(IK)和乙酰膽堿依賴性K+電流(IKAch)上調(diào)。這些變化會縮短APD 和 有 效 不 應(yīng) 期(effective refractory period,ERP),促進(jìn)AF 的維持和發(fā)展。
4.1 miRNA 與鈣穩(wěn)態(tài)失衡L 型鈣離子通道亞基α1(Cav1.2;CACNA1C)和L 型鈣離子通道亞基β1和β2(Cavβ1/2;CACNB1/2)表達(dá)減少會導(dǎo)致ICaL降低和APD 縮短。當(dāng)前研究顯示miR-328 在AF 心房組織中變化存在爭議。但體內(nèi)轉(zhuǎn)染miR-328 腺病毒的犬和過表達(dá)miR-328 的轉(zhuǎn)基因小鼠中,Cav1.2,Cavβ1 和ICaL降低,APD 縮短并 增強(qiáng)AF 易感性,而antimiR-328 可逆轉(zhuǎn)這一變化[48]。miR-21也能促進(jìn)電重構(gòu),體外過表達(dá)miR-21 能降低ICaL密度,熒光素酶檢測證實miR -21 靶向作用于CACNA1C 和CACNB2[49]。
較高的心房率會導(dǎo)致Ca2+超負(fù)荷和細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡,從而導(dǎo)致AF 向持續(xù)性方向發(fā)展。舒張期Ca2+通過雷諾定受體2(ryanodine receptor,RYR2)從肌漿網(wǎng)泄漏會增加Na+/Ca2+轉(zhuǎn)運,使細(xì)胞膜去極化,縮短ERP。miR-106b-25 能抑制RYR2翻譯,熒光素酶基因報告證實該簇的miR-93 直接靶向RyR2。此外,在miR-106b-25 基因敲除小鼠中,肌漿網(wǎng)Ca2+釋放增加,AF 易感性明顯增加[50]。胞質(zhì)中的Ca2+通過2a 型肌漿/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子三磷酸腺苷 酶(sarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca2+ATPase 2a,SERCA2a)轉(zhuǎn)運,從而調(diào)節(jié)肌漿和胞質(zhì)中Ca2+濃度。Ca?ón 等[51]發(fā)現(xiàn)AF 患者中miR-208b與SERCA2 表達(dá)呈負(fù)相關(guān),而體外過表達(dá)miR-208b能降低SERCA2 蛋白的表達(dá),增加AF 易感性。
4.2 miRNA 與K+通道IK對于AF 的發(fā)生發(fā)展起重要作用,編碼內(nèi)向整流K+通道的基因表達(dá)增加會增加IK,并且縮短APD,增加AF 易感性,但由于AF發(fā)生時所涉及的K+通道特別復(fù)雜,因此還需要進(jìn)行進(jìn)一步的深入研究。研究發(fā)現(xiàn)miR-30d 在AF 患者中高表達(dá),而KCNJ3/Kir3.1 下調(diào),通過熒光素酶報告基因發(fā)現(xiàn)miR-30d 直接靶向KCNJ3[52]。miR-1 是一種肌肉表達(dá)豐富的特異性miRNA。在兔心房快速起搏模型中,miR-1 靶向作用于KCNE1 和KCNB2,導(dǎo) 致ERP 縮 短,IK增 加,AF 易 感 性 增 加[53]。然而,Girmatsion 等[54]報道AF 患者心房組織中和離體人心房組織切片心動過速模型中miR-1 的水平顯著降低,而IK上調(diào)。在犬和小鼠快速起搏模型中,心房組織和成纖維細(xì)胞中miR-26a/b 都降低[55]。在犬成纖維細(xì)胞中使用antimiR-26a 可導(dǎo)致IK增加、靜息膜電位超極化并促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖[55]。AF 患者心房中miR-26 與IK呈負(fù)相關(guān),熒光素酶報告基因證實miR-26 直 接 靶 向KCNJ2[56]。此 外,miR-499 在AF 患者心房組織中上調(diào),而KCNN3 表達(dá)下調(diào),通過功能缺失和獲得實驗顯示miR-499 與KCNN3 表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。熒光素酶報告基因顯示KCNN3 是miR-499 的標(biāo)靶[57]。
心肌電活動與自主神經(jīng)和乙酰膽堿釋放密切相關(guān),它們功能失調(diào)對AF 的發(fā)生起著重要作用。在持續(xù)性AF 患者中,miR-30d 上調(diào)與IKAch下調(diào)有關(guān)[58]。miR-206 通過直接靶向超氧化物歧化酶的表達(dá)促進(jìn)自主神經(jīng)的重塑,從而增加ROS 的產(chǎn)生并縮短ERP。在miR-206 重組慢病毒轉(zhuǎn)染的犬中,證實ROS 過量產(chǎn)生會增加AF 易感性[59]。在犬心房快速起搏模型中,miR-206 還可以通過靶向GCH1 促進(jìn)自主神經(jīng)重塑,從而增加AF 敏感性[60]。
與傳統(tǒng)療法相比,miRNA 療法優(yōu)勢之一是能夠調(diào)節(jié)AF 纖維化和電生理重構(gòu)過程中相關(guān)的多個靶基因或網(wǎng)絡(luò)。在miRNA 表達(dá)降低的心血管疾病中,可以使用過表達(dá)策略來提高miRNA 水平。mimics-miRNA 是人工合成的編碼成熟的miRNA序列,它是包含有引導(dǎo)鏈和互補(bǔ)過客鏈的雙鏈寡核苷酸,能夠形成RNA 誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex,RISC)。對于那些上調(diào)并導(dǎo)致疾病的miRNA,可以設(shè)計反義寡核苷酸,它與靶標(biāo)miRNA 完全互補(bǔ)并降低其活性。由于天然核酸在生物環(huán)境中會被酶活性迅速降解,因此通過設(shè)計促進(jìn)細(xì)胞滲透的膽固醇部分可以與反義寡核苷酸結(jié)合形成antago-miRNA,從而增強(qiáng)其穩(wěn)定性。然而使用常規(guī)的lipofectamine、腺病毒或慢病毒將miRNA 轉(zhuǎn)染至人體可能遭受未知的風(fēng)險。因此,開發(fā)特殊的載體裝載miRNA 顯得尤為重要。
外泌體是直徑為40~100 nm 的囊泡,幾乎所有細(xì)胞都能分泌。外泌體納米級的尺寸使得它們能夠逃脫單核吞噬細(xì)胞的快速吞噬作用、通過血管內(nèi)皮、穿越血腦屏障和胎盤屏障[61,62]。同時,由于它由特定的細(xì)胞分泌可作用于特定細(xì)胞,具有良好的靶向性。在生理狀態(tài)下,miR-23/27b-3p/29/30/133都能包裹在外泌體中。但人工提取天然外泌體靜脈注射可能面臨全身過敏反應(yīng),以及外泌體聚集在肝臟組織中而失去效能等問題。輝瑞公司的新型冠狀病毒mRNA 疫苗通過納米脂質(zhì)顆粒封裝mRNA 似乎提供了部分解決方案。此外,類似外泌體的納米脂質(zhì)顆粒表面可以用識別靶細(xì)胞特定抗原的抗體包被,以此提高靶向性(圖2)。
圖2 裝載mimics-miRNA 的外泌體和內(nèi)源性miRNA發(fā)揮功能示意圖
大量數(shù)據(jù)表明,miRNA 對AF 的發(fā)病機(jī)理具有重要作用。隨著高通量測序和單細(xì)胞測序的普及,miRNA 在AF 不同類型細(xì)胞中表達(dá)差異及作用機(jī)制將得到深入研究。各細(xì)胞間外泌體表面特異性配體的發(fā)現(xiàn)將會提高人工合成納米脂質(zhì)體的靶向性。它們?yōu)閙iRNA 抗心律失常治療應(yīng)用于臨床提供了新的途徑。