微RNA與急性心肌梗死關系的研究進展

伍 斌,王軍奎

(1.西安醫學院，西安 710032； 2.陜西省人民醫院心血管內一科，西安 710068)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是急性心血管病中常見的疾病形式，可導致心臟重構和慢性心力衰竭等常見心血管事件，且病死率較高，并可能遺留較多并發癥，必須得到及時治療和干預處理。AMI的早期、準確、快速診斷主要基于臨床癥狀、心電圖動態改變和特異性心肌損傷標志物水平改變。臨床上常用診斷AMI的標志物主要為心肌肌鈣蛋白(cardiac troponin,cTn)和肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme MB,CK-MB)，而CK-MB的主要缺點是釋放時間延遲和組織特異性較差。在探索新的敏感、高效、特異性高的生物標志物過程中，miRNA被越來越多的科研工作者發現并深入研究。miRNA是一大家族，屬于小分子非編碼單鏈RNA，長約22 nt。miRNA與靶信使RNA(messenger RNA,mRNA)的3′非翻譯區配對后，可以通過mRNA的降解或蛋白質翻譯的抑制調節轉錄后的編碼蛋白質的基因[1]。據估計，miRNA調控人類30%以上的基因編碼[2]，目前miRNA對mRNA的具體調控機制尚不完全清楚，但miRNA能夠通過某種特定機制對mRNA特定靶點的沉默作用在細胞和組織中調控基因的表達。miRNA分布廣泛，與心肌細胞的發育、增殖、遷移、凋亡、代謝、損傷、修復等變化過程密切相關。miRNA由不同類型細胞分泌，在血液循環中可以充當旁分泌因子，與蛋白質結合形成蛋白復合物，也可以與脂質或高密度脂蛋白結合，這種復合物結構穩定，能夠耐受RNA酶降解[3]，保持了自身特異的調控作用。因此miRNA滿足理想生物標志物的幾個標準。AMI的早期診斷有賴于高敏感性及特異性的生物學標志物，迄今為止已發現20多種與AMI的發生發展有關聯的miRNA[1]，現就miR-1、miR-126、miR-208、miR-210、miR-214、miR-499等miRNA與AMI相關性的研究進展進行綜述。

1 miRNA作為AMI生物標志物的優缺點

miRNA的優點主要有以下幾個方面：①血漿miRNA具有高度穩定性，可以耐受RNA酶的水解作用，并在血漿中持續而穩定表達。②獲取血漿miRNA標本的方法簡便，在疾病的發生發展全過程可重復檢測。③循環中miRNA具有高度的組織、器官以及特定疾病的特異性，在蛋白質表達異常前，循環中已可以檢測到異常表達的miRNA。目前在血漿miRNA的檢測也存在不足之處：①目前諸多實驗研究仍需要科研工作者更多大規模、前瞻性、獨立性隊列研究來進一步論證。②相同的miRNA可以在多種疾病中異常表達，如miR-1在心血管疾病、惡性腫瘤、糖尿病等疾病中表達異常。同一種疾病中也可以檢測到各種異常表達的miRNA，如AMI中可檢測到miR-1、miR-126等的表達異常。提示，在探索診斷AMI的新方法時，單獨依靠檢測血漿miRNA來診斷仍存在證據不足，還需聯合其他簡便、特異性及敏感性高、可重復性強的檢測方法。③檢測同一疾病血漿miRNA時會出現個別miRNA呈特異性低表達狀態，說明同類型疾病特異性的miRNA轉運至血漿的機制不完全相同，目前的研究結果尚無法明確解釋其原因，如AMI發生時，血漿miR-126的水平呈低表達，而miR-1、miR-208、miR-499的表達均升高[4-6]。

2 miRNA在AMI中的表達

2.1 miR-1 miR-1基因定位在第20號染色體C20orf166基因的第2個內含子上，僅表達于骨骼肌與心肌，在其他組織中幾乎不表達[7]，具有較高的特異性。Shan等[8]在檢測到心肌損傷組織中miR-1過表達的同時，發現miR-1通過調節熱激蛋白60、熱激蛋白70、Bcl-2等靶基因，或增加過氧化氫來誘導心肌損傷后心肌細胞的凋亡。可見，miR-1的過表達可以加速心肌細胞凋亡。Cheng等[4]通過結扎大鼠冠狀動脈誘發心肌梗死模型發現，AMI發生1 h后血漿miR-1水平迅速升高，6 h時達到峰值，可上升至基線的200倍以上，3 d后即可恢復到實驗前基線水平；同時，Cheng等[4]研究中，31例患者AMI發生6 h后血清miR-1水平升高100倍，顯著高于健康人群，出院后miR-1表達水平逐漸恢復正常。同樣Cheng等[4]在小鼠AMI模型的研究中發現，結扎冠狀動脈6 h后血漿miR-1水平也開始升高，且與CK-MB水平呈正相關。然而Ai等[9]對159例AMI患者的研究結果表明，AMI患者血漿中miR-1水平顯著增高，于發病2周后逐漸回落至基線水平，但未發現miR-1與CK-MB等心肌酶水平變化存在相關性，Cheng等[4]在小鼠AMI模型中的研究結果與此不一致，可能與實驗對象的不同有關。段曉霞等[10]在12 h內通過抽取20例AMI患者和健康志愿者的尿液發現，血漿中的miR-1可通過尿液檢測，尿液中miR-1水平在AMI后12 h內達到峰值，ST段抬高型心肌梗死患者的尿液中miR-1 平均值相比健康對照組升高128倍；當 CK-MB<300 μg/L、cTnI<50 μg/L時，ST段抬高型心肌梗死患者尿液12 h內miR-1水平與血清CK-MB、cTnI水平呈直線相關。而CK-MB、cTnI無法在尿液中檢測到，miR-1的尿液檢測法具有簡便和依從性更高的優勢。此實驗表明尿液中miR-1水平可作為AMI的診斷標志物。肖祥和胡建華[11]選取符合2012年全球統一心肌梗死定義的21例急性ST段抬高型心肌梗死患者作為試驗組，另選 21例經冠狀動脈造影確診為非AMI的冠心病患者作為對照組，檢測血漿miR-1水平發現，循環miRNA-1和心肌梗死后心肌缺血程度存在顯著相關性。綜上表明miRNA-1與AMI有顯著的相關性，有望成為新的檢測AMI和臨床風險評估的分子標志物。

2.2 miR-126 miR-126具有內皮細胞特異性，對血管內皮細胞黏附分子的表達及維持內皮細胞完整、細胞增殖和遷移有重要的調節作用[12-14]。目前研究已證實miR-126參與冠心病、心力衰竭、心肌梗死等多種心血管疾病的發生與發展過程。有研究結果表明miR-126在冠心病患者中異常表達，在體內外低氧條件下，抑制miR-126的表達，即可抑制血管內皮細胞生長因子的表達水平，進而參與冠心病的病理生理過程[15]。因此，可通過提高miR-126的表達水平，來促進心肌梗死后新生血管的形成。高威和鐘鋒[16]在結扎左前降支冠狀動脈建立小鼠AMI模型的研究中發現，miR-126的表達能顯著抑制AMI小鼠心肌細胞凋亡，此作用可能是通過調節細胞相關Bax、Bcl-2蛋白的表達實現的。吳雪純和賈永平[17]對114例冠心病患者(冠心病組)和40例健康者(對照組)進行研究，并將冠心病組分為AMI組、不穩定型心絞痛組、穩定型心絞痛組3個亞組，分析各組間miR-126的表達，結果顯示：AMI組miR-126的相對表達水平低于對照組、不穩定型心絞痛組及穩定型心絞痛組；不穩定型心絞痛組、穩定型心絞痛組相比對照組有下降趨勢，但差異無統計學意義，這說明只有發生AMI時miR-126的表達才有明顯下降。江哲龍等[18]建立大鼠心肺復蘇模型，發現心肺復蘇后3 h血漿miR-126的表達開始下降，在12 h時達到最低值，而后在24 h時逐漸恢復至基線水平。王晶等[19]對175例AMI患者的研究發現AMI患者循環miR-126水平顯著下調。這些研究與國外學者的研究結果相一致。上述這些研究表明，血漿循環miR-126可以作為AMI早期診斷新的生物標志物。

2.3 miR-208 miR-208包括miR-208a和miR-208b兩個亞家族，由肌球蛋白重鏈基因編碼，特異表達于心肌細胞，參與心肌細胞的肥大、纖維化過程，與心肌梗死后細胞的凋亡緊密相關。而在正常人群的血漿中幾乎檢測不到miR-208的表達。Ji等[5]在異丙腎上腺素致大鼠心肌細胞損傷的模型中發現，血漿miR-208的表達水平與cTnI在時間進程上有相關性，cTnI水平在心肌損傷3 h后明顯上升，24 h后仍有增加趨勢；而血漿miR-208表達水平在心肌損傷后3 h內也顯著升高，12 h后仍繼續上升，24 h后呈下降趨勢；此外，Ji等[5]通過結扎藥物致心肌損傷大鼠的雙側腎動脈，觀察到血漿miR-208水平不會隨時間的延長而上升，相比cTnI更具有敏感性。cTnI是經腎臟代謝的診斷心肌梗死的重要標志物之一，在終末期腎臟病患者的血漿中多呈高表達狀態，Ji等[5]的實驗結果說明腎功能和血漿miR-208表達水平無明顯關系，故對無終末期腎臟病的AMI患者(cTnI檢測假陽性者)有輔助診斷的價值。Widera等[20]對444例急性冠狀動脈綜合征患者的隊列研究結果顯示，AMI患者血漿miR-208水平明顯升高，并且可預測急性冠狀動脈綜合征患者6個月的病死率。這表明miR-208對AMI具有診斷和評估預后的雙重作用。有研究顯示，與cTn相比，血漿miR-208在鑒別AMI和非心臟疾病時有明顯的優勢[21]。盧章等[22]研究發現，AMI發生后1 h，患者血漿miR-208的表達水平顯著高于正常對照組，而血清cTn的表達水平在AMI發生后3 h內仍處于正常范圍；在AMI發生后3～6 h血漿miR-208和cTn的表達水平均迅速升高，血漿miR-208的表達高峰出現于AMI發生后12 h，峰值早于cTn，cTn表達高峰于AMI發生后24 h。從以上研究可以推測miR-208具有較高的敏感性和特異性，將來有望成為診斷AMI及評估預后的重要生物標志物。

2.4 miR-214 血漿miR-214的表達水平在心臟在應激狀態時上調，這種上調對心臟具有保護作用[23]。miR-214高表達對過氧化氫誘導的心肌細胞凋亡具有保護作用，而其表達缺失可加重心肌細胞缺血再灌注后的細胞凋亡。肖亞利等[24]對AMI患者的一項研究發現，血漿miR-214水平均明顯高于正常對照組，且AMI患者中左心室重構組血漿miR-214水平明顯高于非左心室重構組，提示miR-214與心肌梗死后左心室重構密切相關。Yang等[25]通過探討多種miRNA在大鼠AMI中的發病機制，發現miR-214與大鼠AMI后左心室重構相關。以上研究結果說明miR-214在診斷AMI后還可以提示心肌梗死后的左心室重構。符雅菁和金艷[26]對AMI患者的研究發現，患者發生AMI后的早期(4、12、24 h)，血漿miR-214表達水平顯著增加，與健康對照組相比在發病后4 h達到最高峰(72.1倍)，之后3 d內逐漸恢復到接近基線水平；同時AMI患者血清cTnI水平在早期顯著增加，在發病后4 h達到峰值(2 445.2倍)，3 d內逐漸下降到接近健康對照組水平，其濃度變化規律類似于miR-214；此外，相關分析顯示，AMI患者的血漿miR-214的表達水平與cTnI水平呈正相關。這說明miR-214在敏感性上與cTn相當。由此可見循環miR-214可以作為診斷AMI的生物標志物。

2.5 miR-499 國外學者發現，miR-499高度特異表達于心肌細胞，且僅在AMI發生后顯著升高，而在正常人群及充血性心力衰竭患者中幾乎檢測不到[6]。Wang等[27]的一項研究發現，miR-499可上調亞基蛋白(CnAα，CnAβ)的表達，從而激活鈣依賴磷酸酶的活性，進而抑制線粒體動力相關蛋白1的去磷酸化，降低線粒體內動力相關蛋白1的水平，最終減慢線粒體動力相關蛋白1介導的線粒體裂解過程而抑制心肌細胞凋亡。Hosoda等[28]研究結果顯示，在心肌細胞中miR-499的表達可促進心肌細胞再生，從而顯著改善心臟功能，其機制可能通過抑制其靶基因Sox6和Rod1的表達來實現。有研究顯示，miR-499可緩解經過氧化氫誘導的心肌細胞凋亡，這一機制可能是通過抑制程序性細胞死亡因子4的表達來實現的[29]。以上結果為研究miR-499在AMI過程中可能的作用機制提供了新的思路。肖蕾等[30]的一項Meta分析結果表明，AMI患者血漿中miR-499表達升高的趨勢較一致，Meta分析趨勢和敏感性分析結果表明血漿miR-499為早期AMI患者提供了診斷新思路。許麗霞等[31]對30例急性ST段抬高型心肌梗死患者的一項研究結果表示，冠狀動脈支架置入術后5 d，試驗組血清cTnI水平及血漿miR-499的表達均較冠狀動脈支架置入術前顯著下降；但試驗組cTnI水平仍明顯高于對照組時，血漿miR-499的表達水平則下降至正常，這表明血漿miR-499的表達可更加敏感地反映ST段抬高型心肌梗死患者心肌損傷及修復程度，其升高及下降速度快于血清cTnI。綜上各項研究表明miR-499較cTnI和CK-MB更早達到高峰，且指標變化更敏感，對AMI的早期診斷有較高的應用價值。

3 展 望

近年來，miRNA在AMI中的作用機制成為一個研究熱點，越來越多的研究證實，miRNA在AMI發生與發展過程中起重要調控作用，甚至可能與梗死后心肌缺血相關性心律失常的發生及調節缺血相關性血管旁支的形成有關。miRNA在AMI中的診斷、預后分析、藥物及靶向治療策略中的作用具有潛在研究價值。如上調在AMI中呈正性調節作用的miRNA有望成為新的治療策略。但仍存在研究技術不夠完善、有效性和安全性評價不足和大規模臨床試驗少等問題。而且目前國內對于miRNA與AMI的研究才剛剛起步，相關實驗和檢測水平仍然處于科研階段，臨床檢驗過程耗時長。因此，miRNA在早期AMI診斷中的應用仍需要更多深入和系統的研究進行論證。