鄧聰穎 曹海濤

非編碼RNA（ncRNA）是一類由DNA 轉(zhuǎn)錄但不合成蛋白質(zhì)的RNA，在不同生物學(xué)行為中起重要的調(diào)控功能。環(huán)狀RNA（circRNA）是在真核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的呈現(xiàn)共價閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的特殊種類ncRNA[1]，具有穩(wěn)定、保守、功能多樣的特點，circRNA 的表達(dá)失調(diào)對心血管病發(fā)生發(fā)展發(fā)揮重要作用[2]。過去認(rèn)為，circRNA 不參與轉(zhuǎn)錄及翻譯蛋白質(zhì)等生物學(xué)過程[3]，但近年發(fā)現(xiàn)circRNA 不僅可作為微小RNA（miRNA）和RNA 結(jié)合蛋白的海綿，調(diào)控上下游靶基因表達(dá)[4-5]，還可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄，干擾剪切過程[6-7]。

1 cicrRNA調(diào)控心血管疾病發(fā)病機制

1.1 影響血管炎性反應(yīng)

血管炎性反應(yīng)可激活動脈粥樣硬化，核因子κB（NF-κB）可啟動炎性反應(yīng)通路，circRNA Sirt1 可以在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中與腫瘤壞死因子（TNF）-α、miR-132/212 結(jié)合，抑制NF-κB 活化，減少血管平滑肌細(xì)胞（VSCM）的炎性反應(yīng)表型轉(zhuǎn)換，抑制血管新內(nèi)膜形成[8]。研究發(fā)現(xiàn)，低密度脂蛋白（ox-LDL）誘導(dǎo)炎性反應(yīng)時，circ-RELL1 可通過miR-6873-3p/ MyD88 軸正反饋作用于NF-κB，介導(dǎo)單核巨噬細(xì)胞的粘附和遷移，加重內(nèi)皮細(xì)胞炎性反應(yīng)和粥樣硬化程度[9]。在高糖環(huán)境中抑制內(nèi)皮細(xì)胞中 Hsa_circ_0068087 的表達(dá)，可阻斷Toll 樣受體（TLR）4/NF-κB/NOD 樣受體家族蛋白（NLRP3）炎性反應(yīng)信號通路，抑制內(nèi)皮細(xì)胞炎性反應(yīng)，誘導(dǎo)血管的生成及分化。He 等[10]運用miRanda 軟件預(yù)測到Hsa_circ_0105015 與miR-637 有結(jié)合位點，且兩者負(fù)向相關(guān)，結(jié)合后介導(dǎo)炎性介質(zhì)異常釋放和表達(dá)，加劇內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激進(jìn)程。

1.2 影響VSCM的功能

VSCM 的增殖和遷移可影響脂質(zhì)聚集、斑塊形成及破裂，改變血管的功能狀態(tài)。脂蛋白受體Lrp6 與血管脂質(zhì)病變進(jìn)程有關(guān)，在血管中高表達(dá)，circ_Lrp6 由Lrp6 選擇性剪接產(chǎn)生，可作為海綿與聚合酶Ⅱ相互作用，阻礙VSMC 遷移、增殖和分化[11]。Chen 等[12]發(fā)現(xiàn)在高糖環(huán)境下，低表達(dá)的circWDR77 可顯著抑制VSMC 的過度增殖和遷移，影響下游靶點miR-124 和成纖維細(xì)胞生長因 子2(FGF-2)的表達(dá)。在缺氧條件下，主動脈瘤中高表達(dá)的Hsa_circ_000595 可與低表達(dá)的miR-19a 結(jié) 合，加 劇VSCM 凋 亡[13]。circANRIL 可 與Pescadillo 同系物1（PES1）結(jié)合影響核糖體RNA（rRNA）的成熟，導(dǎo)致核仁壓力增高、p53 基因激活，干擾VSCM 增殖[13]。在VSMC 中上調(diào)circ_RUSC2，可以通過miR-661/脾臟氨酸激酶信號通路促進(jìn)VSMC 的無序增殖，加重冠狀動脈粥樣硬化的嚴(yán)重程度[14]。

1.3 調(diào)控心肌肥厚

心肌肥厚是影響心血管疾病預(yù)后的重要因素，其病理改變受到多種基因的調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-223 基因可加速心肌肥厚進(jìn)程，而circHRCR 是抗病理性心臟肥大的關(guān)鍵因子，可作為競爭性內(nèi)源RNA（ceRNA）抑制miR-233，使帶有caspase 募集域的凋亡抑制因子（ARC）蛋白表達(dá)量減少[15]。蘇州大學(xué)和Tingsen 團隊對多能干細(xì)胞（HiPSC）和HiPSC 衍生的心肌細(xì)胞（HiPSC-CM）進(jìn)行circRNA 譜分析和定量，發(fā)現(xiàn)circSLC8A1 在心肌組織中含量最高[16-17]，并且在患有肥厚性心肌病的小鼠和人體樣本中表達(dá)量最高，通過pull-down試驗發(fā)現(xiàn)miR-133 是其靶向凋亡分子，并在新生小鼠中證實了過表達(dá)circSLC8A1 不僅可誘導(dǎo)心肌纖維化，還能加重因后負(fù)荷過重導(dǎo)致的病理性心肌肥厚程度[17]。

1.4 調(diào)控心肌細(xì)胞增殖及凋亡

circHipk3 在新生兒心臟中高度表達(dá)，可通過乙酰化增加Notch1 細(xì)胞內(nèi)域（N1CID）的穩(wěn)定性，防止其降解，以刺激心肌細(xì)胞的增殖[6]。Fang 等[18]發(fā)現(xiàn)circNfix 是心肌細(xì)胞增殖的負(fù)向調(diào)節(jié)劑，它可通過以下通路發(fā)揮抗再生作用。轉(zhuǎn)錄因子Meis1可促進(jìn)Nfix 轉(zhuǎn)錄和環(huán)化形成circNfix，circNfix可通過泛素化誘導(dǎo)Y 盒結(jié)合蛋白1（Ybx1）降解，抑制細(xì)胞周期進(jìn)程，影響心肌細(xì)胞再生和修復(fù)。circNfix 還可直接靶向miR-214，通過circNfix/ miR-214/Gsk3β 途徑調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的釋放，從而促進(jìn)心肌細(xì)胞的編程性死亡。研究發(fā)現(xiàn)，在缺血再灌注損傷中（I/R）中，激活circNCX1-miR-133a-3p-CDIP1 軸，可增加心肌細(xì)胞對活性氧（ROS）的敏感性，加劇心肌凋亡[19]。在I/R 中circSAMD4A 可下調(diào)miR-138-5p，減少缺血再灌注中的心肌細(xì)胞死亡[20]。

1.5 影響脂質(zhì)代謝和脂質(zhì)紊亂

circRNAs 可改變脂質(zhì)相關(guān)基因的表達(dá)，影響巨噬細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)和膽固醇的穩(wěn)態(tài)積累，對血管病變進(jìn)程有重要影響。Hsa_circ_0092317/Hsa_circ_ 0003546 和Hsa_circ_0028198/Hsa_circ_0092317 分別通過miR-326-PDE3B 途徑和miR-543-PDE3B 途徑減少脂質(zhì)細(xì)胞的吞噬[21]。circSAMD4A 是一種成脂因子，通過miR-138-5p 上調(diào)Zust 同源基因2 增強子(EZH2)的表達(dá)，阻止組蛋白H3 賴氨酸27(H3K27me3)與Wnt 啟動子結(jié)合，誘導(dǎo)前脂肪細(xì)胞分化[22]；CircH19 通過PTBP1/SREBP1 途徑抑制人類脂肪干細(xì)胞（hADSCs）的分化[7]。

2 circRNA的臨床應(yīng)用

2.1 circRNA的診斷價值

Wang 等[20]發(fā) 現(xiàn)Hsa_circ_0001879，Hsa_circ_0004104 和Hsa_circ_0124644在冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┑脑\斷價值高于心電圖，監(jiān)測預(yù)后價值則與冠狀動脈血管成像和Holter 相似。多項基于高通量測序的研究發(fā)現(xiàn)Hsa_circ_0124644[23]、Hsa_circ_0001445[24]、Hsa_circ_0008507[25]在冠心患者中的表達(dá)明顯上調(diào)或下調(diào)，能作為冠心病的診斷因子。Sun 等[26]總結(jié)了新型的心力衰竭相關(guān)circRNAs（cFNDC3B，cBPTF，cEXOC6B，cLAMA2-2，cPLCEI 和cPRDM5）可預(yù)測心功失代償?shù)陌l(fā)生率。Bazan等[27]也發(fā)現(xiàn)circRNA-284 可以作為頸動脈斑塊破裂和中風(fēng)的生物標(biāo)志物。3 項測序研究發(fā)現(xiàn)Hsa_circ_0005870、Hsa_circ_0014243、Hsa_circ_0105015 可作為原發(fā)性高血壓的早期診斷工具[10,28-29]。先天性心臟病是導(dǎo)致5 歲以下兒童死亡的重要原因，Wu 等[30]通過微陣列測序發(fā)現(xiàn) Hsa_circ_004183、Hsa_circ_079265 和Hsa_circ_105039診斷早期先天性心臟病的潛力。Sonnenschein等[33]發(fā)現(xiàn)血液樣本中顯著下調(diào)的circDNAJC6、circTMEM56 和circMBOAT2 可預(yù)測和診斷肥厚型心肌病。雖然circRNA 的診斷價值逐漸得到認(rèn)可，但circRNA 在各種細(xì)胞和組織中分布廣泛，臨床檢測的特異性并不明顯，因此，未來的研究應(yīng)將circRNA 與其他診斷方法結(jié)合，提高診斷的特異度、敏感度。

2.2 circRNA的治療價值

除了臨床診斷方面的應(yīng)用，circRNA 還可作為心血管疾病新的基因治療靶點。如前所述，circNfix 可以作為改善心肌梗死預(yù)后、抑制心肌梗死后心力衰竭潛在治療靶點[17]。circRNAMFACR將作為miR-652-3p 的海綿，促進(jìn)線粒體蛋白18（MTP18）的翻譯并促進(jìn)心肌細(xì)胞死亡，可成為心肌梗死、心力衰竭的潛在治療靶點[13,32]。Garikipati等[33]檢測到急性心肌梗死、缺血性心肌病后的心臟組織中circFndc3b 顯著下調(diào)，其可與RNA 結(jié)合蛋白RBPFUS 相互作用，減少急性心肌梗死大鼠模型中的心肌細(xì)胞凋亡，增強血管再生能力、改善收縮功能。在心肌細(xì)胞中敲除Hsa_circ_0010729，可激活miR-27a-3p/TRAF5 軸，減輕低氧誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞損傷，成為缺血性心肌病治療新的著入點[34]。

在小鼠心臟中過度表達(dá)circSlc8a1，可通過miR-133a 激活β1-腎上腺素能受體（β1-AR），加重鈉鉀泵負(fù)荷，導(dǎo)致心功能減退，因此靶向circSlc8a1 可延緩心力衰竭的發(fā)展[17]。腎上腺素可以通過轉(zhuǎn)錄因子cAMP 響應(yīng)元件結(jié)合蛋白1，誘導(dǎo) circ-HPIK3 的表達(dá)，從而損害心臟功能，因此基于circ-HPIK3-miR-17-3p-Adcy6 軸的治療為改善心功能提供了新的可能[35]。circWDR77-miR-12/FGF-2 軸可影響VSMCs 的增殖和遷移，因此靶向circWDR77 可以作為抗動脈粥樣硬化治療靶點[12]。circRNA 的靶向藥物針對性及目的性更強，與目前的替代藥物相比，半衰期延長，且劑量要求相對更低，可為心血管病提供一種新穎的治療方法。

2.3 circRNA的風(fēng)險分層作用

冠心病的治療方案常根據(jù)患者的冠狀動脈病變程度進(jìn)行調(diào)整，Hsa_circ_0001445 表達(dá)水平與冠狀動脈粥樣硬化程度正相關(guān)，它穩(wěn)定存在于血漿中，將Hsa_circ_0001445 納入由常規(guī)心血管危險因素組成的臨床模型中，可以細(xì)化臨床分期，優(yōu)化治療方案、改善預(yù)后[24]。心血管病患者終末期常發(fā)展為難治性心力衰竭，circ-MICRA 與急性心肌梗死后心力衰竭的進(jìn)展有關(guān)，可作為心肌梗死后風(fēng)險分層的標(biāo)志。Salgado-Somoza 等[36]根據(jù)左室射血分?jǐn)?shù)將472 例急性心肌梗死患者進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)circ-MICRA 可以將處于臨界射血分?jǐn)?shù)組的患者（41%～49%）明顯區(qū)分，對指導(dǎo)抗心力衰竭早期治療有很大意義。