si RNA防治心肌缺血再灌注損傷的研究進展

余詠潮,王志農

(第二軍醫大學長海醫院,上海 200433)

心肌缺血再灌注損傷(MIRI)發生機制復雜多樣,主要與氧自由基損傷、鈣超載、血管內皮細胞功能障礙、中性粒細胞激活及心肌細胞凋亡有關。小干擾 RNA(siRNA)是一種小 RNA分子(21～25核苷酸),可使目標 mRNA沉默?，F將近年來 siRNA在防治 MIRI研究方面的進展綜述如下。

1 針對心肌氧自由基損傷的 siRNA

NAD(P)H氧化酶是促使氧自由基生成的重要物質,p 22 phox作為其的一個亞單位,在電子傳遞和超氧陰離子的產生等方面起重要作用。李虹等[1]使用 siRNA靶向沉默p 22phox基因能顯著抑制NAD(P)H氧化酶的生成,從而降低心肌細胞內氧自由基水平,進而顯著減輕 MIRI。王麗等[2]發現,缺氧誘導因子(HIF-1α)的過度表達可能導致氧自由基生成增加,進而加重 MIRI；而對 HIF-1α靶向 siRNA后,MIRI可以減輕。血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)可誘導內皮素(ET1)過表達,促進氧自由基產生,并加重心肌細胞內鈣超載。楊勇等[3]設計針對 AngⅡ的 siRNA沉默發現可以顯著減少 ET1生成,降低內皮細胞氧自由基活性,增加 NO合成,并且能夠減少心肌細胞內鈣超載的發生。

2 針對心肌鈣超載的 siRNA

研究發現,線粒體產生的 ATP有助于再灌注時細胞內Ca2+積聚。鈣調蛋白激酶Ⅱα(CAMKⅡα)在需能階段引起的 Ca2+內流中起關鍵作用。王嵐等[4]在針對 CAMKⅡα設計相應 siRNA沉默原代培養的缺血再灌注乳鼠心肌細胞CAMKⅡα的表達,發現可以顯著抑制心肌細胞內鈣超載的發生。Ryanodine受體 2(RYR2)是心肌細胞中最主要的Ca2+釋放通道,郭竹英等[5]發現,在缺血再灌注大鼠原代心肌細胞中,應用相關 siRNA阻斷 RYR2的表達,能夠顯著緩解鈣超載,進而減輕 MIRI。

3 針對心肌血管內皮細胞功能障礙與中性粒細胞激活的siRNA

免疫球蛋白超家族中的細胞間黏附分子 1(ICAM-1)是介導中性粒細胞與內皮細胞黏附的主要黏附分子。Tobias等[6]首次報道了 siRNA可有效抑制人隱靜脈內皮細胞中ICAM-1的表達,抑制了中性粒細胞的激活過程,進而減輕再灌注損傷。NF-κB是一種基因多顯性轉錄因子。內皮細胞的活化涉及很多基因的激活,這些基因的啟動子區域都含有NF-κB的結合部位。周曉彤等[7]使用 siRNA抑制內皮細胞NF-κB p65表達,從而抑制了多種黏附分子的激活,從而避免了中性粒細胞的激活,減輕了再灌注損傷。TNFα可以吸引中性粒細胞,并促使其產生呼吸爆發,釋放氧自由基,導致脂質過氧化反應,加重缺氧心肌壞死；同時能夠誘導心肌細胞大量表達ICAM-1,并可促進細胞毒性 T淋巴細胞攻擊心肌細胞,導致細胞大量壞死。有學者用陽離子脂質體 siRNA抑制TNFa基因表達,成功地使內毒素誘導的小鼠肝臟損傷明顯減輕。

4 針對心肌細胞凋亡的siRNA

細胞凋亡的發生是蛋白酶有序級聯切割的結果,其代表蛋白酶分別為 Caspase-8、Caspase-1和 Caspase-3。 Caspase-3是哺乳動物細胞凋亡的關鍵蛋白酶。有學者對大鼠心肌細胞 Caspase-3基因進行 siRNA,發現沉默 Caspase-3基因能顯著抑制缺氧誘導的心肌細胞凋亡,進而減輕MIRI。

綜上所述,siRNA是一種可行的防治 MIRI的有效方法。然而,目前我們尚未找到一種安全有效的將siRNA注入人體的方法,對其近遠期不良反應知之甚少。但隨著相關研究的進行,siRNA必將為MIRI的防治開辟一條有益的新途徑。

[1]李虹,白小涓,劉強,等.siRNA靶向沉默 p22phox表達對內皮細胞衰老抑制作用的研究[J].遺傳,2008,30(9):1175-1181.

[2]王麗,梅長林.缺氧誘導因子在大鼠腎缺血再灌注損傷中的表達和意義[J].中國中西醫結合腎病雜志,2007,8(2):77-80.

[3]楊勇,王瑋,黃從新,等.ACE siRNA對人臍靜脈內皮細胞 ET1表達的影響[J].鄖陽醫學院學報,2009,28(2):109-112.

[4]王嵐,呂家高,張存泰,等.RNA干擾下調鈣調蛋白激酶Ⅱα表達對血管緊張素Ⅱ誘導心肌細胞肥大的影響[J].臨床心血管病雜志,2008,24(5):378-382.

[5]郭英竹,矯強,王世婷,等.Ryanodine受體 2基因沉默對大鼠心肌細胞缺血再灌注損傷的影響[J].中華病理學雜志,2008,37(11):760-764.

[6]Tobias W,Hans PW,Liane T,et al.Suppression of ICAM-1 in human venous endothelial cells by small interfering RNAs[J].Eur J Cardiothorac Surg,2005,28(6):816-820.

[7]周曉彤,沈振亞,于曙東,等.siRNA對小鼠血管內皮細胞 NF-κB p65表達的抑制作用[J].現代免疫學,2005,25(3):208-212.