miRNA與頸動脈狹窄的研究進展

范　星，周翔宇

(西南醫科大學附屬醫院，四川 瀘州　646000)

·綜述·

miRNA與頸動脈狹窄的研究進展

范星，周翔宇

(西南醫科大學附屬醫院，四川 瀘州646000)

[摘要]頸動脈是將血液從心臟輸送到頭頸及面部的大血管，是顱腦的主要供血血管之一。動脈粥樣硬化、頸動脈夾層及與自身免疫、發育、炎癥有關的血管等多種原因可以導致頸動脈狹窄。不同病因導致的頸動脈狹窄及臨床表現亦不同。本文探討miRNA在頸動脈狹窄發生、發展過程中的作用過程及機理，對miRNA與頸動脈狹窄的有關研究進行綜述。

[關鍵詞]miRNA；頸動脈狹窄；發病機理

優先數字出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1688.R.20160425.1340.002.html

頸動脈是將血液從心臟輸送到頭頸及面部的大血管，是顱腦的主要供血血管之一。動脈粥樣硬化、頸動脈夾層及與自身免疫、發育及炎癥有關的血管等多種原因可以導致頸動脈狹窄。不同病因導致的頸動脈狹窄及臨床表現亦不同。本文對miRNA與頸動脈狹窄的有關研究進行綜述，探討miRNA在頸動脈狹窄發生、發展過程中的作用過程及機理。

1miRNA的概念、合成及作用機理

microRNA(簡稱miRNA)是一類由18～23個核苷酸組成的小分子非編碼調控RNA，目前已經發現數千種miRNA，通過與靶mRNA 3’非翻譯區(3’-UTR)互補配對，使其翻譯受抑制，繼而在轉錄后水平上精細調節生物體內基因時序性表達，其在進化上高度保守，并大量存在于真核生物中。miRNA的合成是一個受精細調控且復雜的機理，其表達具有細胞和組織特異性，在RNA聚合酶Ⅱ、核糖核酸酶等酶的作用下轉變為成熟的miRNA，并與RNA介導的沉默復合體結合，靶信使RNA與miRNA不完全結合，可在轉錄后反向調節靶miRNA的表達，使mRNA穩定性降低或翻譯抑制，從而參加細胞的增殖、分化、代謝以及凋亡等生物學過程的調控。目前，Hulsmans等[1]研究證實miRNA可通過調控其靶miRNA翻譯過程，發揮基因表達調控作用，得以廣泛參與細胞增殖、分化、代謝及血管再生等多種生物過程，并在炎癥控制、細胞凋亡、腫瘤等方面發揮重要作用，且與多種疾病如心腦血管疾病、腫瘤等的發生、發展有著緊密的關系。

2頸動脈狹窄、再狹窄機理及其重要性

頸動脈狹窄在腦缺血性卒中病因中占有重要地位。隨著新型材料的出現以及技術水平的提高，血管內介入治療越來越多地被應用于臨床。但目前我國對頸動脈狹窄支架植入術的中長期臨床隨訪的相關文獻尚少，且手術后再狹窄率高的特點也不容忽視。

2.1頸動脈狹窄的發病機理目前認為頸動脈狹窄的發病機理有炎性細胞因子、一氧化氮(NO)、自由基損傷等，還包括興奮性氨基酸(excitatory amino acids，EAA)毒性作用、能量耗竭、梗死灶周邊半暗帶去極化以及細胞凋亡等。

2.2頸動脈再狹窄機理手術后再狹窄是在患者以后的發病過程中的重要因素。支架成型術后再狹窄主要發生在支架與血管壁接觸的部位，其機理目前尚無相關文獻報道。Mach[2]認為可能是因血管壁對機械性損傷的一種過度性修復，即血管壁重構以及新生內膜的過度增生導致的，而單純經皮球囊擴張后的再狹窄可能還包括破損斑塊表面血栓形成、血管壁的負面重構、血管壁回縮等因素。目前認為再狹窄形成的主要原因與頸內動脈狹窄機理不同、血管內膜修復-炎癥反應、狹窄部位不同有關，也不能排除操作技術的不熟練導致再狹窄。

3miRNA與動脈粥樣硬化及頸動脈狹窄的關系

3.1動脈粥樣硬化是導致頸動脈狹窄的主要病因之一多種原因如糖尿病、高血壓及氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，Ox-LDL)等危險因素損害血管內皮細胞，繼而炎性細胞聚集、平滑肌增殖和血管重塑，從而導致血管狹窄。miRNA通過對脂質代謝的調節參與動脈粥樣硬化的調節[3]，在血管平滑肌細胞的遷移和增殖，細胞外基質的合成及降解，以及頸動脈狹窄的病理生理過程中起到非常重要的作用[4]。多個研究證實，miRNA-92a、126、221、222等參與了內皮細胞功能調節以及血管生成，miRNA-217能促進內皮細胞的衰老，miRNA-125a-5p參與了巨噬細胞對致動脈粥樣硬化脂質的炎癥應答，miRNA-34、221、222還可能對內皮祖細胞具有調節作用[5]。另Loyer等[6]研究發現，miRNA-92a在Ox-LDL存在的情況下，容易在具有低血流剪切力的血管內皮細胞高表達，繼而激活內皮細胞，增加Ox-LDL對內皮細胞的損傷。Harris等[7]的研究也證實miRNA-126a可能嚴格控制血管炎癥，動脈粥樣硬化的啟動因素有血管內皮細胞功能的障礙和活化，促進白細胞在內皮細胞下的聚集。

3.2miRNA與頸動脈狹窄的相關機理miRNA通過對有關靶mRNA降解或阻止其翻譯轉化成蛋白質后調節頸動脈狹窄的發生及發展過程，如X連鎖凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP)、缺氧誘導因子、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD2)、水通道蛋白(aquaporin，AQPa)等。

3.2.1X連鎖凋亡抑制蛋白X連鎖凋亡抑制蛋白是目前發現的凋亡機理蛋白家族的一位新成員，它是很強的凋亡抑制因子，具有直接抑制半胱氨酸和天冬氨酸蛋白酶的作用[8]。Siegel等[9]發現，XIAP的mRNA在腦缺血的雌性大鼠中明顯下降，蛋白表達水平在雄性大鼠與雌性大鼠均有下降。通過體內及體外試驗發現，miRNA-23連接到XIAP 的mRNA的3’-UTR區。體外試驗還發現，通過抑制miRNA-23的表達可以增加XIAP的mRNA表達，并且miRNA-23在雄性大鼠與雌性大鼠腦中表達不同，在雌性大鼠中表達明顯升高，而在雄性中卻下降，提示腦缺血表達可能有性別相關特異性。

3.2.2超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶可能是miRNA-145的靶基因。為了證實缺血后miRNA-145對SOD2抑制的蛋白表達，Dharap等[10]采用腦內注射抑制劑以及空白抑制劑，結果可見空白抑制劑注射區周圍神經細胞中的SOD2免疫活性明顯提高，但同一側缺血區并未見提高，而腦內注射抑制劑后SOD2免疫活性可見明顯提高，梗死體積也較前小，說明腦內注射抑制劑雖然只對缺血邊緣區具有保護作用，也不能排除其他的miRNA及mRNA也在涉及細胞損傷方面起到同樣作用。

3.2.3水通道蛋白水通道蛋白具有控制水在細胞的進出的作用[11]，鼠類腦中主要有AQP1、AQP4和AQP9。Sepramaniam等[12]發現通過SD大鼠建立MCAO模型以及星形細胞瘤氧缺失模型，在造模之前分別向大鼠腦室內注射或細胞轉染anti-mRNA-320a或pre-mRNA-320a，結果提示注射或轉染anti-mRNA-320a的AQP1及AQP4的mRNA的表達均有提高，mRNA-320a表達下降，而注射或轉染pre-mRNA-320a與前相反。Jeyaseelan等[13]發現缺血再灌注24 h時AQP表達下降，48 h時上升，而且miRNA-30a-3p的表達下降與AQP4的表達上升恰好相對應，可以起到減輕頸動脈狹窄引起缺血損傷導致的腦水腫程度。

3.3mRNA可能作為頸動脈狹窄的生物學標識物目前認為，頸動脈狹窄的生物學標識物可能包括IL-1、IL-6、IL-8、C-反應蛋白(C-reactive protein，CRP)、同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)等，miRNA能夠耐受強酸、強堿等不利條件在血漿以及血清中穩定存在[14-15]，頸動脈狹窄患者與健康人群相比，其血液中miRNA表達水平具有明顯差異，如頸動脈狹窄患者血液中miRNA-145表達水平明顯上升[16]，提示miRNA有望成為頸動脈狹窄血漿以及血清的生物學標識物。Gan等[15]研究顯示，有很多miRNA可能參與了頸動脈狹窄的調控，如miRNA-210在急性腦缺血的臨床診斷及預后中具有重要價值。更可喜的是，Tan等[17]發現粥樣硬化導致的頸動脈狹窄患者外周血miRNA表達譜與小動脈閉塞性卒中患者相比存在明顯差異，提示miRNA未來可能在預測卒中亞型方面發揮重要作用。

3.4miRNA與頸動脈狹窄引起的腦缺血的治療由于miRNA可以參與調控頸動脈狹窄引起的缺血性腦病的多種病理生理學過程，在臨床上應用人工合成的miRNA及其模擬物或抑制物，可能調控或干預缺血性腦病的起病及發展，以此達到治療的目的。在動脈粥樣硬化方面，miRNA-27在粥樣硬化易損斑塊形成方面發揮著重要作用，在未來可能成為動脈粥樣硬化治療的潛在靶miRNA[18]。miRNA-181a在腦組織含量非常豐富，Moon等[19]證實通過抑制miRNA-181a可減少頸動脈引起的腦缺血后星形膠質細胞死亡率及缺血梗死面積。miRNA-155可以抑制炎性細胞，如TNF等的分泌。在小鼠尾靜脈注入miRNA-155誘導劑誘導 miRNA-155過度表達時，試驗組小鼠相比對照組巨噬細胞陽性斑塊的面積縮小約64.2%，TNF、基質金屬蛋白-9和IL-6分別減少62.2%、27.4%和73%，提示miRNA-155在未來有望成為治療和預防頸動脈狹窄的研究熱點[20]。頸動脈狹窄后，凋亡刺激蛋白p53參與介導神經細胞死亡是腦缺血的主要病理生理學之一。Pandi等[21]、Liu等[22]研究表明，miRNA-29c過度表達可以顯著縮小頸動脈狹窄引起的腦梗死面積，而miRNA-124過度表達可以抑制p53介導的神經細胞死亡的病理生理過程。另外，有些miRNA可通過在腦組織內的低水平表達從而達到保護神經細胞的作用，如使用miRNA-1治療可明顯減小成年雌性大鼠腦缺血4 h時的梗死面積，聯合應用抗Let7f治療可顯著性減輕皮質和紋狀體梗死，還有整合大腦間神經細胞與保護感覺及運動功能的作用。在腦水腫的治療方面，幾種miRNA，如miRNA-128、130a、152、939等可通過與水通道蛋白4 M1基因啟動子的相互作用，尤以miRNA-130a的抑制作用為甚，其在哺乳動物中保守，提示其在未來可能成為人類腦水腫的治療靶miRNA[23]。

4展望

目前，已有多個研究證實miRNA可通過多種途徑參與頸動脈狹窄引起的腦梗死的發生、發展過程，對miRNA表達的調控，可以穩定斑塊、延緩動脈粥樣硬化進展，增加神經細胞對頸動脈狹窄引起缺血的耐受性，從而減少神經細胞損傷及凋亡，進而對評估頸動脈狹窄風險及其損傷的機理，減少或避免腦血管事件的發生、發展具有極其重要的意義。雖然在缺血性心臟病及一些動物模型領域，miRNA作為治療靶點已經有了很多的進展[24-25]，但是miRNA在頸動脈狹窄的治療上仍有很長的一段路要走。首先，由于各地的miRNA檢測水平和方法的限制，芯片測量特別是多次測量可能會存在一定差異[26]，針對miRNA在頸動脈狹窄引起的腦梗死中的重要意義以及作用，還有賴于現代科學技術的發展以及同仁的更多相關研究。

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通信作者：周翔宇，xiangyuzhou@126.com

[中圖分類號]R543

[文獻標識碼]A

DOI:10.11851/j.issn.1673-1557.2016.03.001

(收稿日期：2015-09-07)