微小RNA在動脈粥樣硬化中的作用及中藥干預(yù)研究進展*

謝曉暄，黃鉑淵，宗文靜

首都醫(yī)科大學中醫(yī)藥學院，北京102200

動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）作為冠心病、心力衰竭、腦梗死等疾病的主要病理過程，目前已成為全球死亡的首要原因［1-2］。其發(fā)病機制目前尚未完全闡明，主要有內(nèi)皮損傷應(yīng)答學說、細胞克隆學說、脂源性學說和免疫學說等等。大量研究表明，微小RNA（microRNA，miRNA）對動脈粥樣硬化形成的多個過程如內(nèi)皮細胞的遷移和凋亡、脂質(zhì)沉淀、炎癥反應(yīng)和血管新生等均有一定影響［3］。

1 miRNA的生物學特征

1.1 miRNA的生成miRNA是一種廣泛存在于動物、植物甚至病毒體內(nèi)的內(nèi)源性非編碼小RNA，大多含有20～25個核苷酸。miRNAs位于蛋白質(zhì)編碼基因的內(nèi)含子或基因間區(qū)內(nèi)，因此可以通過與宿主基因共同轉(zhuǎn)錄，促進協(xié)同調(diào)控，也可以在自身基因啟動子的控制下被轉(zhuǎn)錄［4］。

miRNAs總的生成過程包括轉(zhuǎn)錄、核成熟、釋放出細胞質(zhì)，其最初轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為帶有莖環(huán)發(fā)夾結(jié)構(gòu)的500～3000 bp的pri-miRNA，pri-miRNAs的發(fā)夾結(jié)構(gòu)通過一系列復(fù)雜的運動，被RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ處理形成前體miRNA（pre-miRNA），莖環(huán)長度為80～110 nt；pre-miRNAs上3'或5'臂上環(huán)狀結(jié)構(gòu)形成的miRNAs雙鏈被核酸內(nèi)切酶清除，在與一種Ago蛋白質(zhì)結(jié)合后發(fā)生裂解，丟棄隨從鏈；余下的向?qū)ф溑cmiRNAs誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RISC）形成特定互補結(jié)構(gòu)，最終產(chǎn)生成熟的miRNAs以調(diào)控目標基因mRNA的外顯子表達［4-6］。

1.2 miRNA的作用機制miRNAs是一類轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子，通過翻譯抑制或降解目標基因提供一種基因沉默機制，其基因表達調(diào)控能夠參與大多數(shù)生理和病理過程［7］。miRNAs 5'端的堿基與靶基因3'端或5'端互補配對從而發(fā)揮作用，但miRNA可以直接切割靶mRNA的前提是二者的結(jié)合完全互補配對，若不完全互補配對，則會抑制對mRNA的翻譯作用，使mRNA失去穩(wěn)定性而降解或引起基因沉默，從而調(diào)控細胞分化、增殖、凋亡和遺傳性狀［8-9］。miRNA參與的基因調(diào)控范圍和功能均較廣泛，一個miRNA可調(diào)控多個靶基因，即可以同時調(diào)控涉及特定通路或生理過程的基因的轉(zhuǎn)錄后表達，同一個靶基因可受到多個miRNA的共同調(diào)控［6］。

2 miRNA在動脈粥樣硬化中的作用

2.1 miRNA調(diào)控AS相關(guān)細胞自噬正常水平的自噬能夠緩解AS，如內(nèi)皮細胞的自噬在AS損傷調(diào)控中具有保護作用。但過度的自噬或自噬缺陷會加重AS，甚至可以加速斑塊破裂，造成心腦血管意外。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA能夠調(diào)控動脈粥樣硬化相關(guān)細胞自噬的誘導(dǎo)、自噬體成核、延伸、成熟、形成與降解等多個環(huán)節(jié)［10］。

在血管內(nèi)皮細胞（vascular endothelial cell，VEC）的自噬過程中，miR-21通過促進自噬流以及溶酶體功能的修復(fù)緩解氧化型低密度脂蛋白導(dǎo)致的主動脈VEC損傷；miR-155則通過直接抑制Rheb/mTOR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活VEC自噬并參與凋亡調(diào)控；miR-100能夠刺激VEC自噬來抑制NF-κB表達，從而發(fā)揮抗炎作用，而且還與AS斑塊穩(wěn)定性以及面積減小相關(guān)聯(lián)［10-11］。研究表明，miR-17在動脈粥樣硬化患者的血液中特異性升高，并通過靶向ATG7介導(dǎo)細胞自噬水平降低，進而刺激巨噬細胞的炎癥反應(yīng)增強并促進巨噬細胞凋亡［12］。但在AS晚期，巨噬細胞不能達到正常的自噬水平，此時miR-33能夠反向促進其凋亡細胞的清除以及凋亡產(chǎn)物的降解，還能夠促進AS斑塊自噬，從而減少斑塊面積；同時，has-let-7g下調(diào)血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）LOX-1的表達是VSMC自噬和凋亡的主要調(diào)節(jié)器，在斑塊的穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用［10］。

2.2 miRNA調(diào)控脂質(zhì)代謝過高水平的LDL-C在血清中經(jīng)氧化修飾后被巨噬細胞吞噬，其進入血管內(nèi)膜并沉積于血管壁是動脈粥樣硬化形成的使動條件。miRNA作為脂質(zhì)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵性因子，也因此更加受到研究人員的關(guān)注。迄今為止，已經(jīng)有多種miRNA被確認具有調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝功能，包括miR-370、miR-27、miR-33、miR-335、miR-613、miR-122、miR-378和miR-125a-5p等［13］。

脂聯(lián)素作為一種新型抗炎物質(zhì)，由脂肪細胞分泌，是具有生物活性的一種脂肪因子。它對粥樣硬化動脈的保護已被證實。邢鈺等［14］研究證明，miRNA-143轉(zhuǎn)染能夠促進脂肪細胞脂聯(lián)素的分泌，通過PPARγ-LXR-α信號通路促使脂肪細胞中的膽固醇轉(zhuǎn)運體ABCA1表達上調(diào)，提高脂肪細胞膽固醇流出的效率，進而抑制AS進展。彭永東等［15］研究發(fā)現(xiàn)，miR-224能夠以EGR2為靶點抑制脂肪細胞分化，并且在脂肪細胞分化晚期，以ACSL4為靶點調(diào)控脂肪酸代謝；miR-135a可能參與調(diào)控脂肪酸碳鏈的延長，這兩種miRNA可能通過以上機制抑制AS的發(fā)展。此外，相關(guān)研究顯示［16］，抑制THP-1細胞中的miR-149-5p能夠促使巨噬細胞中的ABCA1蛋白表達上調(diào)，同時能夠加強胞內(nèi)膽固醇的外流；在小鼠體內(nèi)，miR-149-5p還可以降低血清LDL-C水平，證實了其對AS的積極作用。

2.3 miRNA調(diào)控血管新生血管新生在AS的形成過程中有雙向作用：在新生血管未成熟時，會導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定，且有可能導(dǎo)致斑塊破裂出血，引發(fā)急性事件；但當新生血管成熟后，AS斑塊較穩(wěn)定，有利于延緩AS發(fā)展進程，防止急性事件發(fā)生［17］。

VEC的miR-126和miR-214能夠促進新生血管形成，miR-155能夠損壞血管的擴張功能；此外，K562細胞來源的miR-92也可以促進血管新生，在一定程度上延緩AS發(fā)展［18］。VSMC的分化直接與血管新生相關(guān)，有學者研究發(fā)現(xiàn)，高表達的hsa-miR-30b-5p通過使VSMC中MBNL1下調(diào)影響冠狀動脈粥樣硬化患者VSMC的增殖和分化，從而影響血管新生［18］。

2.4 miRNA影響炎癥反應(yīng)AS是多種病變共同存在的一種血管壁的慢性炎癥性疾病。大量研究表明，多種來源的miRNA參與了AS的炎癥過程，通過引起炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致動脈壁發(fā)生多種病變，從而加劇了AS的發(fā)展。同時，也有多種miRNA如miR-21、miR-126、miR-145和miR-221等調(diào)節(jié)了轉(zhuǎn)錄后基因沉默并減少炎癥介質(zhì)釋放［19-20］。

在AS模型中，巨噬細胞（Macrophages）外泌體中的miR-223可以誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)及自身分化。在炎癥因子的作用下，巨噬細胞來源的外泌體包含的大量miRNA-19、miRNA-21、miRNA-133、miRNA-155等被運送到靶細胞，進一步促進炎癥反應(yīng)；T細胞外泌體中也含有較為豐富的miRNA，它們可以被轉(zhuǎn)運到Th1細胞抑制細胞免疫的發(fā)生。血小板外泌體中的miRNA部分可以通過誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生而加劇AS，如miR-191，也有一些可以抑制炎癥反應(yīng)。氧化低密度脂蛋白（oxLDL）水平與miR-146a的表達呈正相關(guān)，miR-146a通過降低巨噬細胞成熟過程中CD80和CD86表達，阻止oxLDL造成炎癥反應(yīng)，抑制AS的發(fā)生發(fā)展。miR-155表達增加可抑制鈣調(diào)節(jié)熱穩(wěn)定蛋白1，負反饋下調(diào)TNF-α，從而抑制AS中的巨噬細胞炎癥應(yīng)答［17，19-21］。李貞貞等［22］研究顯示，miR-29c可通過下調(diào)沉默信息調(diào)節(jié)因子2相關(guān)酶類1（SIRT1）的表達來增強AS進程中氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)。

3 中藥對動脈粥樣硬化中miRNA的干預(yù)作用

在AS的臨床防治中，中藥具有全方位、多靶點的優(yōu)勢特征，能夠在動脈粥樣硬化的發(fā)生以及發(fā)展的各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生作用，對于AS的防治展現(xiàn)出了良好效果［23-24］。

3.1 單味中藥及其有效成分研究顯示，三七總皂苷、人參皂苷Rg1、瓜蔞皮等單味中藥成分均具有抗動脈粥樣硬化的功效。另外，中藥丹皮的提取物丹皮酚具有抗炎、化濁降脂、活血化瘀等廣泛藥理作用，能夠促使miR-223和miR-126表達上調(diào)，進而下調(diào)VCAM-1等黏附因子的表達，減少單核細胞向VEC的黏附，達到抑制AS發(fā)展過程中重要炎癥反應(yīng)的效果［25］。中藥姜黃中的提取物姜黃素能從多種角度發(fā)揮保護血管內(nèi)皮損傷細胞、抗炎、抗動脈粥樣硬化等作用。已有實驗證實，姜黃素能夠促使AS模型中miR-145的高表達，抑制同型半胱氨酸誘導(dǎo)的CD40 mRNA以及相關(guān)蛋白表達，并可以同時促進膽固醇外流，達到維持細胞內(nèi)脂質(zhì)平衡的作用［26-29］。中藥黃芩中提取出的黃酮類化合物黃芩苷亦對AS有較明顯的抑制作用。ZHONGPU CHEN等［30］揭示了黃芩苷以miR-126-5p為靶點治療AS的機制：他們發(fā)現(xiàn)AS和氧化低密度脂蛋白處理的VSMCs（ox-LDL-VSMCs）中均發(fā)生了miR-126-5p表達下降，同時其靶點HMGB1的表達增加；黃芩苷干預(yù)在一定程度上上調(diào)了miR-126-5p并下調(diào)了HMGB1，在功能上顯著抑制了ox-LDL-VSMCs的增殖和遷移。人參皂苷-Rb1是人參中含量最多的人參皂苷成分，被許多研究者認為是一種很有前途的心血管病相關(guān)藥物。CHENGLIN JIA等［31］的實驗研究結(jié)果表明，在AS模型中，Rb1干預(yù)能夠降低與AS相關(guān)的miR-21、miR-26a、miR-126表達，同時上調(diào)miR-20a表達。

3.2 中藥復(fù)方秦合偉等［32-34］研究顯示，化痰祛瘀中藥能夠通過調(diào)控miRNA-126及其下游信號的表達參與VEC損傷的修復(fù)，進而抑制AS的發(fā)生發(fā)展。另一項研究顯示［35］，冠心康復(fù)方藥高、低劑量干預(yù)的實驗組主動脈miR-126、CXCL12、RGS16、CXCR4和VCAM-1 mRNA表達明顯優(yōu)于對照組，故推測該復(fù)方中藥抑制AS形成和發(fā)展的作用機制可能與調(diào)控miRNA-126及其下游相關(guān)信號表達有關(guān)。李紅蓉等［36］研究表明，與炎癥具有相關(guān)性的miRNA-155在AS斑塊和巨噬細胞中均出現(xiàn)了表達上調(diào)，而中藥復(fù)方通心絡(luò)膠囊抑制了巨噬細胞的炎癥反應(yīng)靶點，進而起到抑制AS發(fā)生發(fā)展的作用。已知脂質(zhì)代謝障礙為AS的病變基礎(chǔ)，有研究報導(dǎo)，miR-33能夠控制膽固醇的吸收和生成，應(yīng)用益氣健脾和血祛痰中藥方能夠改善脾虛痰濁證患者的脂質(zhì)代謝，外周血中的miR-33表達水平上調(diào)［37-39］，故該方法很可能通過調(diào)控miR-33治療AS。

4 小結(jié)與展望

作為重要的信息載體，miRNA在AS的發(fā)生發(fā)展過程中具有重要調(diào)控作用。因此，調(diào)控miRNA的表達，或者人工增加、抑制指定miRNA的合成很可能是防治AS的關(guān)鍵手段之一。中醫(yī)藥在干預(yù)miRNA進而防治AS中發(fā)揮著越來越重要的作用。中醫(yī)重視整體觀和辨證論治，且中藥對于疾病的治療具有全方位、多靶點、多途徑等特征，因此對于治療AS這類較為復(fù)雜的疾病具有較大優(yōu)勢。但中藥與miRNA之間的具體調(diào)控關(guān)系，如調(diào)控是否具有雙向性、調(diào)控機制、調(diào)控效果與用量等，均需要進行大量深入研究，為中藥干預(yù)miRNA從而防治AS提供更加有力的理論依據(jù)，也利于后人發(fā)現(xiàn)新的治療策略。