microRNA在急性冠脈綜合征中的作用

袁平　梁巖　田鐳鋼

【摘要】 microRNA（miRNA）是一類小非編碼RNA，在基因表達過程中，通過與靶基因mRNA的3非編碼區結合，從而在轉錄后調控靶基因表達，miRNA可以調節多達30%的人類基因和控制多種細胞的代謝活動。有研究表明，miRNA在心血管疾病中有重要的調節作用，且miRNA可能成為心血管疾病的重要的生物標記物和藥物靶點。急性冠脈綜合征（ACS）是心血管疾病中的常見病，本文就miRNA在急性冠脈綜合征中的作用做一綜述。

【關鍵詞】 miRNA； 急性冠脈綜合征； 心血管疾病

Role of microRNA in Acute Coronary Syndrome/YUAN Ping，LIANG Yan，TIAN Leigang，et al.//Medical Innovation of China，2018，15（08）：144-148

【Abstract】 microRNA（miRNA） is a class of small non-coding mRNAs that exert their posttranscriptional regulatory effects by targeting 3 untranslated region（3UTR） of corresponding miRNA.It has been estimated that miRNA may regulate up to 30% of human genes and control various cellular processes.Previous studies have suggested that miRNA may play an important role during cardiovascular disease progression.Acute coronary syndrome（ACS） is a common disease in cardiovascular disease，this article described the role of miRNA in acute coronary syndrome.

【Key words】 miRNA； Acute coronary syndrome； Cardiovascular disease

First-authors address：Graduate Department，Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.08.036

微小RNA（microRNA）是在真核生物中發現的一類內源性的具有調控功能的非編碼RNA，長度大小為20～25個核苷酸。在動物中miRNA主要通過與mRNA的3UTR區特異性結合，從而對靶基因起作用。miRNA對機體的作用和對心血管疾病的發生、發展，現已得到了廣泛的研究，已經被提出作為多種疾病的生物標志。急性冠脈綜合征（Acute coronary syndrome，ACS）是一種常見疾病，早期發現、早期預防顯得至關重要。已有大量研究表明miRNA對ACS的發生發展有重要的調節作用，這預示著miRNA將可能成為ACS診斷、治療及愈合判斷的有效的標記物。

1 miRNA與機體正常的生長發育

miRNA在人體中起著重要作用，調節著機體正常的生長發育。這些miRNA在細胞生長、增殖、分化、代謝、凋亡，多器官發育，血細胞分化及胰島素分泌等過程中起著重要作用，是人體正常生長發育不可缺少的調節因子[1]。有研究表明miRNA是干細胞重要的調節因子，miRNA通過直接靶向多能因子的3UTR來調節干細胞的狀態。如miR-145通過OCt4、Sox2和Kif4抑制人類胚胎干細胞的多能性[2]。有研究顯示，miRNA-1和miRNA-133可能與心臟的發育及傳導系統相關，敲除了miRNA-1-2的小鼠易出現心臟擴大、肺動脈栓塞、室間隔缺損等疾病。Liu等[3]研究了miR-1在P19細胞中對心臟發育的作用，使用逆轉錄定量聚合酶鏈反應分析，在心肌細胞分化前后分別檢測P19細胞中的miR-1的水平，結果顯示與未分化的P19細胞相比，分化成心肌細胞的P19細胞中miR-1表達明顯降低，同時在與正常對照組比較中，發現miR-1的過表達使分化的P19細胞的活力增加和細胞凋亡減少，研究提示miR-1上調可能通過增加Hand2表達和抑制caspase-3的切割來減少P19分化為心肌細胞的凋亡。不同的miRNA在不同的組織中作用不同，具有組織特異性，在心血管系統疾病的產生和正常發育中有著重要的作用。

2 miRNA在ACS發生、發展的作用

ACS是一組由急性心肌缺血引起的臨床綜合征。且急性心肌梗死發生心肌細胞損傷和損失的最主要的原因是心肌細胞壞死和凋亡后發生的過度的炎癥反應[4]。現希望發現多種生物標記物，從而更早期、更準確地診斷ACS，并且提供精準的風險分層依據。多項研究表明，miRNA與心血管疾病息息相關，如miRNA-208和miRNA-499與心肌損傷相關，在ACS患者中，miR-499的AUC值比肌鈣蛋白高，這提示與肌鈣蛋白相比miR-499敏感度可能更高，在表達時間上miR-499更加提前[5-7]，這為miR-499作為ACS診斷、生物標記物提供了有利的條件。miR-208a的表達水平在急性心肌梗死后顯著升高，且miR-208家族被推薦作為急性心肌梗死的一種生物標記物。有研究表明在心臟內，miR-208a參與心臟的發育且和病理生理條件下肌球蛋白重鏈轉換的調控相關，miR-208a可以誘導心律失常、心臟重塑并調節心肌肥大的通路和心臟傳導系統的表達[8]。在AMI患者血漿中miR-1、miR-133a、miR-499和miR-208a均顯著上調[9]，可推測急性心肌梗死可能的生物標記物包括miR-1、miR-133a/b、miR-208a、miR-499、miR-499-5p[10]。在最近的一項研究中，與非ACS對照組相比，ACS中發現了5種miRNA（miRNA-122，miRNA-140-3p，

miRNA-720，miRNA-2861和miRNA-3149）增加[11]。同時有研究表明，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的生物標志物。Zeller等[12]的一項關于不穩定型心絞痛的生物標記物的研究中，在不穩定型心絞痛和健康人對照中，發現了25種差異表達的miRNA，其中8種miRNA（miR-19a，miR-19b，miR-132，miR-140-3p，miR-142-5p，miR-150，miR-186和miR-210）與不穩定型心絞痛顯著相關。由此可見，多種miRNA在ACS的發生、發展上有著重要的作用，影響著疾病的進展。同時可能存在更多的與ACS相關的miRNA有待被發現，作用機制被闡述。

2.1 miRNA與脂質代謝 低密度脂蛋白膽固醇（LDL）和高密度脂蛋白膽固醇（HDL）在循環系統中的高低是心血管疾病發生的重要的危險因素之一。ACS與血管脂質斑塊形成、斑塊破裂、糜爛、血小板聚集及心肌細胞壞死凋亡反應等密切相關，且動脈粥樣斑塊的形成又與血管內皮細胞功能紊亂、脂質沉積、炎癥反應、泡沫細胞集聚和血管平滑肌細胞的增殖密切相關，現有多項研究表明miRNA參與這些過程。研究表明miRNA在脂肪細胞的分化和脂質代謝中有著重要作用，如miRNA-34a、miRNA-548P、miRNA-122、miRNA-208、miRNA-33等[13-15]。有研究已經顯示miR-33通過ATP結合盒轉運體A1（ABCA1）調節膽固醇的輸出[16]，miRNA-33a與miR-33b均屬于miR-33類，均在心肌細胞中表達，且與血管重構、血管粥樣硬化密切相關。并且miR-33a/b靶向與膽固醇代謝相關的其他基因，包括膽固醇7α-羥化酶（CYP7A1），ATP酶氨基磷脂轉運蛋白1B型成員1（ATP8B1）和ATP結合盒亞家族B成員11（ABCB11）基因[17]。由此可見，miR-33a/b是膽固醇、脂質代謝重要調節因子，是保持膽固醇在體內平衡的中心點，提高了HDL-C水平，增加巨噬細胞的膽固醇反向轉運，并且具有動脈粥樣硬化保護作用。另外最近也有研究表明miR-33是調節脂質代謝的重要的非編碼RNA，并且在控制心血管內環境穩定方面也有重要作用，但這一作用與脂質代謝無關[18]。同時其他miRNA也是治療血脂異常

的良好候選者，包括miR-30c-5p、miR-148a-3p、

miR-128-1、miR-144、miR-27等。已經顯示miR-30c-5p的過表達可以減少動脈粥樣硬化小鼠模型中的斑塊形成，抑制高脂血癥和動脈粥樣硬化斑塊形成[19]。在高脂血癥的小鼠中，miR-148a和miR-128-1同時過表達顯著減少肝臟ABCA1表達和循環HDL-C水平[20-21]。現有研究已經顯示HDL通過將miR-223轉移到內皮細胞以抑制細胞內的黏附分子1（ICAM-1）的表達[22]，同時miR-223對細胞內膽固醇的變化很敏感，通過清道夫受體B型Ⅰ型來調節HDL的攝取，亦間接通過SP3促進mRNA和蛋白水平ABCA1表達，從而促進細胞膽固醇的外流[23]。總之，在脂質代謝方面，miRNA以多種方式參與調節，而ACS的發生與脂質代謝異常密切相關，這將為通過干預miRNA從而為研究、治療ACS等方面提供新思路。

2.2 miRNA與細胞凋亡壞死 miRNA在細胞組織的凋亡壞死中起舉足輕重的作用。有些miRNA降低Bcl-2/BAX比例，通過調控線粒體依賴的凋亡通路從而促進細胞凋亡。如在心臟缺血再灌注損傷中miRNA-15a和miRNA-15b顯著上調，通過靶向Bcl-2和caspase信號通路參與心肌細胞的凋亡[24-25]；miR-24增加梗死心肌的心血管凋亡，是內皮細胞凋亡和血管生長的關鍵調節因子，可能成為缺血性心臟并干預治療的靶點[26]。miR-34a也被證實是AMI重要的促凋亡因子[27]。miR-874通過在MI后增加胱天蛋白酶-8而參與H2O2誘導的心肌細胞死亡[28]。在大鼠心肌細胞H9C2缺氧/再氧化（H/R）模型中，發現miR-122高表達，抑制miR-122的表達能顯著降低細胞的凋亡，GATA-4是miR-122直接的靶基因，miR-122的過表達抑制GATA-4在mRNA和蛋白質水平的表達。miR-122的下調能明顯緩解心肌細胞的H/R損傷[29]。由此可見，miRNA-15、miR-24、miR-34a、miR-874、miR-122可能與細胞的凋亡壞死相關，當然這需要更多的基礎實驗來驗證，同時可能還有更多的miRNA參與調節。

2.3 miRNA與炎癥反應 過度的炎癥反應是心肌細胞損害和死亡的重要原因。心肌缺血后心肌細胞的死亡，隨后誘導炎癥的級聯反應。在這炎癥反應中，miRNA起關鍵的作用。一項在小鼠的研究中，miRNA-150的過表達對單核細胞遷移和促炎因子的產生起關鍵作用[30-31]。在急性心肌梗死后，miRNA-155顯著增加了IL-1b、CD105和TNF-α及白細胞浸潤，且miRNA-155缺失明顯減輕了缺血再灌注損害和炎癥細胞反應[32]。這些研究提供了依據表明miRNA參與急性心肌梗死的發生發展。ACS患者中有多種與炎癥相關的miRNA明顯增加，如有研究表明miRNA-146a和miRNA-21與急性心肌梗死成正相關，并且和白細胞和C反應蛋白的數目相一致[33-35]。miR-146參與白細胞炎癥反應，在急性心肌梗死患者中，血漿檢測miR-146明顯升高[36]。有研究表明上調的miR-138通過抑制PI3K/Akt/eNOS信號通路來緩解冠狀動脈內皮細胞（HCAEC）的損傷和炎癥反應[37]。

3 miRNA在ACS的治療方面所起作用

心肌細胞壞死和凋亡隨后發生過度炎癥是AMI病理過程中心肌細胞損傷和損失的主要原因[38]。同時，缺血區域的血管再生促進心肌細胞存活[39]。最終，通過纖維化引起的梗塞性心室重塑的程度決定了心臟功能和預后。因此，抑制細胞死亡和心室纖維化，調節不良炎癥反應并促進AMI后血管生成的方法是改善急性心肌梗死患者預后的可能的新的希望。在AMI的小鼠模型中，miR-155的缺乏能預防AMI后缺血/再灌注損傷誘導的凋亡[40]。此外，艾Eisenhard等[41]發現miR-155通過增加細胞凋亡相關caspase-3的表達而加重AMI后凋亡。總體而言，抑制這些miRNA可能在AMI治療方面提供新的方向。miRNA-210通過下調蛋白酪氨酸磷酸酶-1B，以激活PI3K/AKT通路，來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的過表達降低梗塞的面積，改善心臟功能和血液動力學狀態及抑制左心室重塑[42]。一項在小鼠的研究中，用過表達miRNA-1的胚胎干細胞植入梗死的心肌中，明顯抑制了心肌細胞的凋亡和改善了心臟功能[43]。MiRNA-21通過增加Bcl-2/BAX的比例，抑制心肌細胞的凋亡；缺血缺氧減少了心肌細胞中miRNA-21的表達，增加miRNA-21的表達可通過降低PDCD4的表達來減輕缺血、從而誘導的細胞凋亡[44]，這將為ACS后心肌缺血缺氧的藥物治療提供了可能的靶點，現有廣泛報道miRNA-499也是急性心肌梗死心肌損傷的重要的生物標記物[45-46]。雖然現以有許多關于miRNA對ACS的研究，但仍需要大量的基礎、臨床實驗來論證。

4 展望

miRNA參與了機體大部分細胞活動，是轉錄后調控的樞紐，調控了多種心血管疾病的發生、發展，在疾病的發展、轉歸中發揮重要的作用。近年來冠心病特別是ACS相關的miRNA已成為人們研究的熱點，人們希望通過對miRNA的研究更加深入的了解冠心病的發病機制，相關的miRNA參與冠心病的調節方式等方法來發現ACS的生物標記物，從而為ACS的早期診斷和治療提供方向，并且為病情的預后給予準確的判斷。現國內外大量關于miRNA對ACS的研究已稍有成果，但分子生物學機制仍為完全闡述，現研究成果可能仍是冰山一角，許多實驗仍處于動物細胞實驗階段。由于miRNA檢測流程復雜、昂貴、檢測結果受多重因素的影響，這就得對現研究出的結論成果科學準確性要進行多重考量，反復驗證。且冠心病是一類復雜疾病，受多種基因的調控，調控方式也多種，而miRNA和靶基因的關系也是多對多的關系，一種miRNA可能靶向多個基因，一個基因也可以受多個miRNA的聯合調控，這使得miRNA在臨床實踐中的應用受到局限。在今后的研究中，完善miRNA標準化的檢測流程、加強臨床中的可用性、積極用于冠心病臨床診治、預后判斷、研究藥物作用靶點應為研究的重點。

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（收稿日期：2017-12-26） （本文編輯：程旭然）