微小RNA在病理性心肌肥厚中的研究進展

胡志琴 方志平 楊雪芳 方翼 李詠梅

1廣州醫科大學附屬第五醫院藥學部 510700；2寧波市醫療中心李惠利醫院藥劑科，浙江 315040

目前，全球約有4 000 萬成年人患有心力衰竭（以下簡稱心衰），占世界總人口的1%～2%［1］。心衰多為各種原因所致心肌病變發展到終末階段所引起的一種臨床綜合征，具有高患病率、高住院率、高病死率等特點，已成為全球的重要公共衛生問題［2］。目前認為病理性心肌肥厚在心衰發生發展過程中起著重要作用，是心衰和猝死等心血管事件的獨立危險因素［3］。因此，對病理性心肌肥厚的發病機理的研究顯得尤為重要，臨床上可以為心衰的預防、診斷和臨床治療提供科學依據和資料。

1 心肌肥厚及其影響因素

心肌肥厚是指心臟在遺傳、環境和（或）多種生理及病理因素作用下，心臟適應性做功增加而出現的心臟重量和體積的增加，伴隨心肌細胞的肥大和心臟間質的改變。根據心肌肥厚的發生原因，可將心肌肥厚分為生理性心肌肥厚和病理性心肌肥厚。生理性心肌肥厚主要是指心臟在生理條件下所引起的肥厚，一般不會出現心臟結構和功能的異常。病理性心肌肥厚是心肌代償性適應性肥厚，主要由壓力性負荷、損傷或內源性疾病、遺傳性疾病等病理因素誘導形成。心肌肥厚失代償時，常伴隨著細胞生長、蛋白質合成、線粒體功能障礙及胎兒基因的重新激活等過程，促進細胞凋亡和壞死，最終導致心衰甚至死亡［4］。

2 微小RNA（microRNA，miRNA，miR）生成及作用機制

miRNA 是生物體內重要的調控因子，由長度約22 個核苷酸的單鏈非編碼RNA 構成。miRNA 的生物合成以經典途徑為主，也包括獨立的Drosha/DGCR8 和Dicer 等非經典途徑［5］。其中，miRNA 生物合成的經典途徑依賴于在細胞核和細胞質中相繼發生的兩個加工過程。成熟的miRNA與Ago2 蛋白結合后，一起進入RNA 誘導的沉默復合體（RISC），與靶基因的3’非翻譯區（3’-UTR）互補序列發生特異性結合，促使靶基因的降解或抑制其表達，負性調節靶蛋白的表達［5］。

3 miRNA在病理性心肌肥厚中的作用

研究發現，miR-1、-199a、-125b、-27b、-17-5p、-24 等miRNA通過靶向線粒體自噬、線粒體動力學、線粒體鈣和線粒體生物合成的相關基因來調控線粒體功能和形態，其在心臟肥大過程中發揮著促進或抑制肥厚的作用［6-12］。此外，miRNA 可通過鈣信號傳導通路、細胞周期等肥大信號通路相關的轉錄因子和離子通道等分子機制，發揮促進或抑制肥厚的作用［6，13］。本文將對部分miRNA作詳細的介紹。

3.1 發揮抑制作用的miRNA

3.1.1 miR-1 在心肌組織中特異性表達的miR-1 靶向促肥信號通路關鍵基因的3’-UTR，抑制促肥信號的產生，對心臟肥大起到保護作用。miR-1 不僅參與調控心肌肌鈣蛋白（cTn）、轉錄因子NKX2.5 和血清反應因子（SRF）、WNT 信號通路等的表達，而且靶向鈣離子（Ca2+）依賴性途徑中激活T 細胞核因子3（NFATc3）、線粒體鈣單向轉運蛋白（MCU）、鈣調蛋白（CaM）、肌細胞增強因子2A（MEF2A）和轉錄因子GATA4等靶基因的mRNA［6，13-14］。

3.1.2 miR-133 miR-133 在骨骼肌和心肌細胞中具有特異性表達的特征，其水平在小鼠和人的肥厚心肌組織中顯著下降［15］。已有研究報道，miR-133a 靶向肌醇1，4，5，’三磷酸受體Ⅱ（IP3RⅡ）、肌漿/內質網鈣離子ATP 酶2a（Serca2a）、CaM、蛋白激酶C-δ（PKC-δ）、Gq蛋白等Ca2+依賴性信號通路中靶點，抑制心肌細胞肥大［16-18］。

3.2 發揮促進作用的miRNA

3.2.1 miR-155 miR-155 在胚胎和新生兒心肌中的水平較低，而在出生后第7 天和成年心臟中水平升高，且富集于巨噬細胞［19-20］。Heymans等［19］研究發現，心肌在壓力作用下，巨噬細胞產生的miR-155通過抑制細胞因子信號轉導抑制因子1（SOCS1），促進信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）磷酸化，引起巨噬細胞炎性反應，并將旁分泌信號傳導至心肌細胞，激活心肌細胞STAT3，從而促進心肌細胞肥大。此外，miR-155可抑制鈣信號傳導通路相關的Jumonji富含AT聯合結構域2（Jarid2）、巨噬細胞炎癥相關的MAPK 信號通路的胞外信號調節激酶（ERK）、c-Jun 氨基端激酶（JNK）和p38 MAPK的磷酸化，促進心肌肥大［20-21］。

3.2.2 miR-199a 心肌特異性miR-199a 過表達的轉基因小鼠心肌發生明顯的肥厚，且伴隨著心功能減弱。miR-199a 可以靶向GSK3β/mTOR 信號通路進而損害心肌細胞的自噬；或抑制過氧化物酶體增殖物激活受體γ 輔激活子1α（PGC-1α）/雌激素相關受體α（ERRα）軸與線粒體脂肪酸氧化（FAO）和氧化磷酸化（OXPHOS）調控線粒體結構及功能，參與心肌肥大的過程［7，22］。Asensio-Lopez 等［23］研究報道，永久結扎左前冠狀動脈后，miR-199a-5p的水平增加，進而上調血清可溶性生長刺激基因表達蛋白2（sST2），促進心肌肥厚，表明降低miR-199a-5p 的水平可防止心肌梗死后心肌的病理性肥大。

4 miRNA表達與肥厚型心肌病的相關研究

肥厚型心肌?。╤ypertrophic cardiomyopathy，HCM）伴隨著心肌細胞肥大、肌節紊亂和纖維化特征的心肌表型變化［24］。miRNA 在HCM 發病機制中發揮重要作用。心肌組織RNA 測序研究結果顯示，HCM 患者心肌組織中miR-487a、-654、-30d、-154、-3193 的表達顯著下調，而miR-3671 的表達顯著上調［25］。研究發現，血清miR-30d 是急性心衰患者生存的預后生物標志物，其水平可以用來預測急性心衰患者1 年的存活率［26］。Sonsoz 等［27］研究報道，HCM 患者血清中miR-29a 水平顯著升高，且與患者心電圖QRS持續時間、左心室肥厚和左心房擴張相關。表明，血清中miR-29a 水平可作為評估HCM 患者心功能的潛在生物標志物［27］。此外，Li 等［28］研究發現，miR-1-3p 的表達在HCM 患者心肌中具有疾病特異性和敏感性，且與患者左心室功能相關，表明miR-1-3p 為心功能障礙的潛在治療目標。

5 展 望

miRNA通過正向調控或負向調控心肌細胞分化、肥大、增殖和凋亡，促進或抑制心肌肥厚，其在人體血液中的穩定性與可傳遞至細胞的特征，使得miRNA 藥物治療心肌病患者成為可能［29］。目前，Miravirsen（miR-122 反義RNA）［30］、MRX34（miR-34a 模擬物）［31］、CDR132L（miR-132 抑制劑）［32］等miRNA 的研究已經從基礎研究進入到Ⅰ期、Ⅱ期臨床研究階段。miRNA作為生物標志物或治療藥物在心血管疾病的早期診斷、預后判斷或治療方案方面具有良好前景。因此，我們需要在miRNA 參與調控心肌肥厚方面開展更深入的研究，篩選出特異性的miRNA，開展臨床研究，以期在心血管疾病的預防、診斷和治療等方面提供重要的指導價值。