microRNA在急性冠脉综合征中的作用

1、microRNA在急性冠脉综合征中的作用Role of microRNA in Acute Coronary Syndrome/YUANPing ， LIANG Yan， TIAN Leigang ，et al./MedicalInnovation of China， 2018， 15（08）： 144-148【Abstract】 microRNA （ miRNA） isa classofsmallnon-coding mRNAs that exert their posttranscriptionalregulatory effects by targeting 3 untranslated

2、region（3UTR） of corresponding miRNA.It has beenestimated that miRNA may regulate up to 30% of humangenes and control various cellular processes.Previousstudieshave suggested thatmiRNAmay play an importantrole during cardiovascular disease progression.Acutecoronary syndrome （ ACS） is a common disease

3、 incardiovasculardisease ，thisarticle describedtheroleof miRNA in acute coronary syndrome.【 Key words 】 miRNA； Acute coronary syndrome；Cardiovascular diseaseFirst- author s address ： Graduate Department，Guangdong MedicalUniversity， Zhanjiang524000，Chinadoi ：微小 RNA（ microRNA）是在真核生物中?l 现的一类内源性的具有调控功能的

4、非编码RNA，长度大小为2025 个核苷酸。在动物中miRNA主要通过与mRNA的 3UTR区特异性结合，从而对靶基因起作用。miRNA对机体的作用和对心血管疾病的发生、发展，现已得到了广泛的研究，已经被提出作为多种疾病的生物标志。急性冠脉综合征（Acute coronarysyndrome， ACS）是一种常见疾病，早期发现、早期预防显得至关重要。已有大量研究表明miRNA对 ACS的发生发展有重要的调节作用，这预示着miRNA将可能成为ACS诊断、治疗及愈合判断的有效的标记物。1 miRNA 与机体正常的生长发育miRNA在人体中起着重要作用，调节着机体正常的生长发育。这些miRNA在细胞

5、生长、增殖、分化、代谢、凋亡，多器官发育，血细胞分化及胰岛素分泌等过程中起着重要作用，是人体正常生长发育不可缺少的调节因子 1 。有研究表明 miRNA是干细胞重要的调节因子， miRNA通过直接靶向多能因子的 3UTR来调节干细胞的状态。如 miR-145 通过OCt4、Sox2 和 Kif4抑制人类胚胎干细胞的多能性2 。有研究显示， miRNA-1 和 miRNA-133 可能与心脏的发育及传导系统相关，敲除了miRNA-1-2 的小鼠易出现心脏扩大、肺动脉栓塞、室间隔缺损等疾病。Liu 等 3 研究了 miR-1 在 P19 细胞中对心脏发育的作用，使用逆转录定量聚合酶链反应分析，在心

6、肌细胞分化前后分别检测P19 细胞中的miR-1 的水平，结果显示与未分化的P19 细胞相比，分化成心肌细胞的P19细胞中 miR-1 表达明显降低，同时在与正常对照组比较中，发现 miR-1 的过表达使分化的P19 细胞的活力增加和细胞凋亡减少，研究提示miR-1 上调可能通过增加Hand2 表达和抑制 caspase-3 的切割来减少 P19 分化为心肌细胞的凋亡。不同的 miRNA在不同的组织中作用不同，具有组织特异性，在心血管系统疾病的产生和正常发育中有着重要的作用。2 miRNA 在 ACS发生、发展的作用ACS是一组由急性心肌缺血引起的临床综合征。且急性心肌梗死发生心肌细胞损伤和损

7、失的最主要的原因是心肌细胞坏死和凋亡后发生的过度的炎症反应4 。现希望发现多种生物标记物，从而更早期、更准确地诊断ACS，并且提供精准的风险分层依据。多项研究表明，miRNA与心血管疾病息息相关，如miRNA-208 和 miRNA-499 与心肌损伤相关，在 ACS患者中， miR-499 的 AUC值比肌钙蛋白高，这提示与肌钙蛋白相比 miR-499 敏感度可能更高，在表达时间上miR-499 更加提前 5-7，这为 miR-499 作为 ACS诊断、生物标记物提供了有利的条件。miR-208a 的表达水平在急性心肌梗死后显著升高，且miR-208 家族被推荐作为急性心肌梗死的一种生物标记

8、物。有研究表明在心脏内，miR-208a 参与心脏的发育且和病理生理条件下肌球蛋白重链转换的调控相关，miR-208a 可以诱导心律失常、心脏重塑并调节心肌肥大的通路和心脏传导系统的表达8 。在AMI患者血浆中miR-1 、miR-133a 、 miR-499和miR-208a均显著上调9 ，可推测急性心肌梗死可能的生物标记物包括miR-1、 miR-133a/b、miR-208a 、 miR-499 、 miR-499-5p10。在最近的一项研究中，与非 ACS对照组相比， ACS中发现了 5 种 miRNA（ miRNA-122，miRNA-140-3p ，miRNA-720，miRNA-

9、2861 和miRNA-3149）增加 11 。同时有研究表明， miRNA-106b/25 簇， miRNA-17/92a 簇， miRNA-21/590-5p 家族， miRNA-126和 miRNA-451 可能被用作 UA的生物标志物。 Zeller 等 12的一项关于不稳定型心绞痛的生物标记物的研究中，在不稳定型心绞痛和健康人对照中，发现了 25 种差异表达的miRNA，其中 8 种 miRNA（miR-19a ，miR-19b ，miR-132，miR-140-3p ，miR-142-5p ，miR-150 ， miR-186 和 miR-210 ）与不稳定型心绞痛显著相关。由此可

10、见，多种miRNA在 ACS的发生、发展上有着重要的作用，影响着疾病的进展。同时可能存在更多的与 ACS相关的 miRNA有待被发现，作用机制被阐述。2.1 miRNA 与脂质代谢低密度脂蛋白胆固醇（LDL）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL）在循环系统中的高低是心血管疾病发生的重要的危险因素之一。ACS与血管脂质斑块形成、斑块破裂、糜烂、血小板聚集及心肌细胞坏死凋亡反应等密切相关，且动脉粥样斑块的形成又与血管内皮细胞功能紊乱、脂质沉积、炎症反应、泡沫细胞集聚和血管平滑肌细胞的增殖密切相关，现有多项研究表明miRNA参与这些过程。研究表明 miRNA在脂肪细胞的分化和脂质代谢中有着重要作用，如 mi

11、RNA-34a、miRNA-548P、miRNA-122、miRNA-208、miRNA-33等 13-15 。有研究已经显示 miR-33 通过 ATP结合盒转运体A1（ ABCA1）调节胆固醇的输出 16 ， miRNA-33a 与 miR-33b 均属于 miR-33 类，均在心肌细胞中表达，且与血管重构、血管粥样硬化密切相关。并且 miR-33a/b 靶向与胆固醇代谢相关的其他基因，包括胆固醇 7 - 羟化酶（ CYP7A1）， ATP 酶氨基磷脂转运蛋白 1B 型成员 1（ ATP8B1）和 ATP结合盒亚家族 B 成员 11（ ABCB11）基因 17 。由此可见， miR-33a

12、/b 是胆固醇、脂质代谢重要调节因子，是保持胆固醇在体内平衡的中心点，提高了 HDL-C水平，增加巨噬细胞的胆固醇反向转运，并且具有动脉粥样硬化保护作用。另外最近也有研究表明 miR-33 是调节脂质代谢的重要的非编码RNA，并且在控制心血管内环境稳定方面也有重要作用，但这一作用与脂质代谢无关 18 。同时其他 miRNA也是治疗血脂异常的良好候选者，包括 miR-30c-5p 、miR-148a-3p 、 miR-128-1 、miR-144 、miR-27 等。已经显示 miR-30c-5p的过表达可以减少动脉粥样硬化小鼠模型中的斑块形成，抑制高脂血症和动脉粥样硬化斑块形成19 。在高脂血

13、症的小鼠中， miR-148a 和 miR-128-1 同时过表达显著减少肝脏ABCA1表达和循环HDL-C水平 20-21。现有研究已经显示HDL通过将 miR-223 转移到内皮细胞以抑制?胞内的黏附分子1（ ICAM-1）的表达 22 ，同时 miR-223 对细胞内胆固醇的变化很敏感，通过清道夫受体B 型型来调节HDL的摄取，亦间接通过SP3促进 mRNA和蛋白水平ABCA1表达，从而促进细胞胆固醇的外流23 。总之，在脂质代谢方面，miRNA以多种方式参与调节，而ACS的发生与脂质代谢异常密切相关，这将为通过干预miRNA从而为研究、治疗ACS等方面提供新思路。2.2 miRNA与细

14、胞凋亡坏死miRNA 在细胞组织的凋亡坏死中起举足轻重的作用。有些miRNA降低Bcl-2/BAX比例，通过调控线粒体依赖的凋亡通路从而促进细胞凋亡。如在心脏缺血再灌注损伤中miRNA-15a 和 miRNA-15b显著上调，通过靶向 Bcl-2和 caspase 信号通路参与心肌细胞的凋亡24-25； miR-24 增加梗死心肌的心血管凋亡，是内皮细胞凋亡和血管生长的关键调节因子，可能成为缺血性心脏并干预治疗的靶点 26 。 miR-34a 也被证实是AMI 重要的促凋亡因子 27 。 miR-874 通过在 MI 后增加胱天蛋白酶-8 而参与H2O2诱导的心肌细胞死亡28 。在大鼠心肌细胞

15、H9C2缺氧 /再氧化（ H/R）模型中，发现miR-122 高表达，抑制miR-122的表达能显著降低细胞的凋亡，GATA-4是 miR-122 直接的靶基因， miR-122 的过表达抑制GATA-4在 mRNA和蛋白质水平的表达。miR-122 的下调能明显缓解心肌细胞的H/R 损伤 29 。由此可见， miRNA-15、miR-24 、miR-34a 、miR-874 、miR-122可能与细胞的凋亡坏死相关，当然这需要更多的基础实验来验证，同时可能还有更多的miRNA参与调节。2.3 miRNA与炎症反应过度的炎症反应是心肌细胞损害和死亡的重要原因。心肌缺血后心肌细胞的死亡，随后诱导

16、炎症的级联反应。在这炎症反应中，miRNA起关键的作用。一项在小鼠的研究中，miRNA-150的过表达对单核细胞迁移和促炎因子的产生起关键作用30-31。在急性心肌梗死后，miRNA-155 显著增加了IL-1b 、 CD105和 TNF- 及白细胞浸润，且 miRNA-155 缺失明显减轻了缺血再灌注损害和炎症细胞反应32。这些研究提供了依据表明miRNA参与急性心肌梗死的发生发展。ACS患者中有多种与炎症相关的miRNA明显增加，如有研究表明miRNA-146a 和 miRNA-21 与急性心肌梗死成正相关，并且和白细胞和C 反应蛋白的数目相一致33-35。miR-146 参与白细胞炎症反

17、应，在急性心肌梗死患者中，血浆检测miR-146 明显升高 36 。有研究表明上调的miR-138 通过抑制 PI3K/Akt/eNOS 信号通路来缓解冠状动脉内皮细胞（ HCAEC）的损伤和炎症反应37 。3 miRNA 在 ACS的治疗方面所起作用心肌细胞坏死和凋亡随后发生过度炎症是AMI 病理过程中心肌细胞损伤和损失的主要原因38 。同时，缺血区域的血管再生促进心肌细胞存活39 。最终，通过纤维化引起的梗塞性心室重塑的程度决定了心脏功能和预后。因此，抑制细胞死亡和心室纤维化，调节不良炎症反应并促进AMI 后血管生成的方法是改善急性心肌梗死患者预后的可能的新的希望。在AMI 的小鼠模型中，

18、miR-155的缺乏能预防AMI 后缺血/再灌注损伤诱导的凋亡40 。此外，艾Eisenhard等41 发现miR-155通过增加细胞凋亡相关caspase-3的表达而加重AMI 后凋亡。总体而言，抑制这些miRNA可能在AMI治疗方面提供新的方向。miRNA-210 通过下调蛋白酪氨酸磷酸酶 -1B，以激活 PI3K/AKT 通路，来抑制急性心肌梗死后的凋亡。 miRNA-214 也可抑制心肌凋亡，在大鼠模型中miRNA-214 的过表达降低梗塞的面积，改善心脏功能和血液动力学状态及抑制左心室重塑42 。一项在小鼠的研究中，用过表达miRNA-1 的胚胎干细胞植入梗死的心肌中，明显抑制了心肌细胞的凋亡和改善了心脏功能43 。MiRNA-21 通过增加 Bcl-2/BAX的比例，抑制心肌细胞的凋亡；缺血缺氧减少了心肌细胞中miRNA-21 的表达，增加miRNA-21 的表达可通过降低PDCD4的表达来减轻缺血、从而诱导的细胞凋亡44 ，这将为 ACS后心肌缺血缺氧的药物治疗提