miR-132在心臟疾病中的研究進展

牟山琪，張楠，廖海含，唐其柱

(武漢大學人民醫院心血管內科 代謝與相關慢病湖北省重點實驗室，武漢430060)

2020年世界衛生組織發布的統計報告顯示，2016年全球估計有4 100萬人死于非傳染性疾病，占總死亡人數的71%，其中心腦血管疾病死亡人數為1 790萬［1］。中國統計年鑒顯示，2019年部分城市居民中心臟疾病死亡率高達148.51/10萬，僅次于惡性腫瘤的161.56/10萬;部分農村居民中心臟疾病死亡率高達164.66/10萬，位居榜首［2］。因此，急需提高心臟疾病的診療技術，以控制心臟疾病的發病率和死亡率。針對心臟疾病的基礎和臨床研究仍是目前醫學研究的重點。微RNA(microRNA，miRNA/miR)－132最初在神經組織中被發現，廣泛參與神經細胞的發育、成熟和死亡過程［3－4］。此外，miR－132在呼吸、消化、泌尿、內分泌、免疫等系統中均起到一定的作用［5－11］。研究發現，miR－132參與一些重要的心臟疾病和病理的發生發展，包括心肌梗死［12］、心肌缺血再灌注損傷［13］、心力衰竭［14］、糖尿病心肌病［15］以及心房顫動［16］等。現就miR－132在心臟疾病中的研究進展進行綜述。

1 miR-132概述

miRNA是一類由20～24個核苷酸組成的單鏈非編碼小分子RNA，參與目標基因的轉錄后調控。在大多數情況下，miRNA通過其種子區域——5＇端第2至第8個核苷酸區域與mRNA 3＇端非編碼區結合，并根據互補程度不同，最終導致目標mRNA的翻譯抑制或降解［17］。自1993年miRNA第一次被發現后，已經在人類基因組中識別了超過1 500種miRNA［18］。

miR－132位于人類基因組中第17號染色體p13.3基因間區，表達受環腺苷酸反應元件結合子的調控［19］。成熟的miR－132序列長度為22 bp，由長度為66 bp的前體序列加工而成，且在人類、類人猿、大鼠、小鼠以及其他物種中維持相同的序列結構［20］。在人體中，miR－132由hsa－miR－132－5p和has－miR－132－3p兩個同源miRNA組成，后一種miRNA是miR－132/212簇的重要組成部分(miR－212是與miR－132進化上同源且具有高度相似序列和功能的miRNA)。miR－132最初在小鼠的神經組織中被發現［3］，因此既往關于miR－132的研究主要集中在神經領域。miR－132廣泛參與神經元的分化、成熟、功能調節以及軸突生長、神經遷移等生理過程［4］。在癌癥方面，miR－132可通過其靶點人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源(phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome ten，PTEN)促進腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲［5－6］;在免疫系統中，miR－132可抑制核糖體蛋白的轉錄，促進保護性輔助性T細胞1免疫［7］;在呼吸系統，miR－132可通過靶向細胞因子信號通路抑制因子5參與慢性阻塞性肺疾病的病理生理過程［8］;在內分泌方面，miR－132可調節腎上腺和卵巢類固醇激素生成［9］;在骨骼系統，miR－132可調節血小板結合蛋白基序的解聚蛋白樣基質金屬蛋白酶5的表達，促進大鼠間充質干細胞的軟骨分化［10］，miR－132還可通過協同多靶點抑制誘導肝脂肪變性和高脂血癥［11］等。此外，miR－132在心血管疾病中也具有廣泛的作用。

2 miR-132在心臟疾病中的研究

2.1 miR－132在心肌梗死中的研究 心肌梗死是由冠狀動脈閉塞，血流中斷引起的部分心肌嚴重而持久性缺血，進而導致心肌發生局部壞死，大量心肌細胞丟失［21］。心肌梗死是導致心源性死亡的惡性心血管事件，其早期診斷和預后評估仍是臨床工作的難點。

多項研究發現，miR－132與心肌梗死關系密切。臨床試驗中，Zeller等［22］分析了不穩定型心絞痛和非冠狀動脈胸痛患者的血清，鑒定出8種有助于診斷不穩定型心絞痛的miRNA，其中miR－132、miR－150和miR－186的組合對不穩定型心絞痛的診斷能力最強。另一項對急性冠狀動脈綜合征和穩定型心絞痛患者的隨訪調查發現，miR－132能有效地評估冠心病的死亡風險［23］。Li等［24］從35例急性心肌梗死患者和55例匹配的對照中分離血漿樣品，發現在急性心肌梗死早期血漿miR－132－5p維持較低水平，且其水平與血漿心肌肌鈣蛋白I相關。上述臨床證據提示，miR－132與心肌梗死關系密切，有望成為心肌梗死早期診斷和預測風險預后的指標。

基礎研究同樣證實miR－132與心肌梗死關系密切。但在不同的研究中，miR－132在心肌梗死模型中表達變化及作用機制的結果不同。Chen等［12］研究發現，在心肌梗死小鼠模型中，心肌梗死后7 d內梗死區、邊緣區和非梗死區的miR－132表達水平逐漸下降。與野生型小鼠相比，miR－132敲除小鼠心肌梗死后心肌損傷嚴重，心功能進一步惡化;而給予miR－132類似物能有效減輕小鼠心肌梗死后的心功能障礙，減小梗死面積。同樣，Zhao等［25］證明，在心肌梗死大鼠模型中miR－132低表達，miR－132可通過下調白細胞介素－1β抑制心肌細胞凋亡，改善心肌梗死大鼠的心肌重塑。體外細胞實驗研究顯示，在受H2O2攻擊的心肌細胞中miR－132－3p表達下調，過表達miR－132－3p可以顯著提高細胞活力，抑制細胞凋亡并減少H2O2誘導的心肌細胞中活性氧類的產生［26］。以上實驗研究結果提示，miR－132可改善心肌梗死后的心肌重塑。而Wang等［27］研究發現，在心肌梗死誘發的心力衰竭大鼠心臟和血管緊張素Ⅱ刺激的大鼠心臟成纖維細胞中miR－132表達水平升高，上調的miR－132通過抑制PTEN表達調節磷脂酰肌醇－3－激酶/蛋白激酶B信號通路，改善心臟功能障礙，減輕心臟纖維化。miR－132的上調可能是治療心力衰竭和心臟纖維化的一種策略。Lei等［28］研究發現，基礎條件下，與野生型對照組相比，miR－132/212敲除小鼠心臟收縮功能顯著增強。而在心肌梗死模型中，冠狀動脈閉塞1 d后，miR－132/212敲除小鼠心肌細胞死亡增加，4周后新生血管的數量較野生型小鼠減少，但兩者的梗死面積和心功能比較差異無統計學意義，表明miR－132/212的缺失并不影響永久性冠狀動脈閉塞后小鼠的整體心肌功能。

以上研究結果不一致的原因主要與miR－132作用的多樣性及心肌組織中不同的細胞類型有關。心肌梗死時，miR－132在心肌細胞中低表達，而在成纖維細胞中高表達。miR－132在心肌梗死前和期間的作用多且復雜，包括對細胞死亡和血管生成的抑制作用以及對心臟收縮力和自噬反應的積極作用，這些作用之間相互影響，導致實驗結果的不確定性增加。因此，考慮miR－132在心肌梗死中的作用時，必須注意其功能的多樣性和時空特異性。

2.2 miR－132在缺血再灌注中的研究 心肌缺血再灌注損傷指冠狀動脈部分或完全阻塞后，在一定時間又重新再通時，缺血心肌得以恢復正常灌注，但其組織損傷反而呈進行性加重的病理過程。基于我國急性心肌梗死的龐大人群基數，溶栓和介入治療引發的缺血再灌注損傷亦是臨床上常見的疾病，對患者健康具有極大的負面影響，且目前仍無有效的治療方法［29］。

miR－132已被證明在心肌缺血再灌注損傷中起重要作用。在H9c2心肌細胞模型中發現，氧和葡萄糖剝奪明顯增強了H9c2細胞中miR－132的表達，miR－132可以通過靶向叉頭框蛋白O3A(forkhead box O3A，FoxO3A)對氧糖剝奪造成的H9c2細胞損傷發揮保護作用［30］。在低氧誘導的原代大鼠心肌細胞中miR－132表達增加，通過靶向Na+－Ca2+交換器1預防缺氧條件下的Ca2+超負荷，減輕缺氧誘導的心肌細胞Ca2+超載和凋亡，從而發揮心肌細胞保護作用［13］。在缺血再灌注模型小鼠心肌組織中，miR－132顯著上調，抑制miR－132可以通過靶向去乙酰化酶1激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活物－1α/核因子紅系2相關因子2信號轉導通路，從而抑制氧化應激及焦亡，減輕心肌缺血再灌注損傷［31］。因此，在缺血再灌注損傷中，靶向miR－132有望對缺血再灌注造成的心肌損傷發揮保護作用。

此外，miR－132通過外泌體的形式參與新生血管的生成，從而發揮保護作用。研究發現，人隱靜脈來源的周細胞祖細胞的移植可以通過分泌miR－132對心臟發揮保護作用，改善心功能［32］。載有miR－132的外泌體(作為miRNA轉移的載體)可以顯著增加內皮細胞管的形成。用包含miR－132的外泌體預處理臍靜脈內皮細胞，可以顯著提高臍靜脈內皮細胞在裸鼠體內的血管生成能力［33］。在小鼠缺血心臟移植miR－132外泌體可顯著增強梗死周圍區域的新血管形成，并保留心臟功能［33］。以上研究表明，miR－132可通過對缺血心肌細胞的直接保護和促進血管再生兩條途徑在缺血再灌注損傷中發揮保護作用。

2.3 miR－132在心力衰竭中的研究 心力衰竭的臨床綜合征可由心包、心肌、心內膜或心臟瓣膜病變引起，急性心肌梗死或慢性刺激導致的心臟結構重塑所誘發的心力衰竭占臨床病例的絕大部分［34］。臨床研究數據顯示，循環miR－132水平隨心力衰竭嚴重程度的增加而升高，但miR－132對患者死亡結局的預測效果不佳，僅與心力衰竭患者的再入院風險有關［35］。miR－132抑制劑——反義寡核苷酸CDR132L的臨床Ⅰb期試驗結果顯示，與接受0.9%氯化鈉溶液處理的對照組相比，接受CDR132L治療的慢性心力衰竭患者左心室射血分數上升，QRS波縮窄，心力衰竭標志物和纖維化標志物水平明顯下降［36］。而Liu等［37］研究發現，心力衰竭患者血液中miR－132表達下調，但該研究納入的樣本量較少，存在一定的偏倚，需要擴大樣本量進一步驗證。上述研究結果提示，miR－132可能參與心力衰竭的發生發展。

病理性心臟重構是左心室受內外心血管損傷或致病因素影響而發生結構和功能改變的過程，是臨床心力衰竭發生的前兆。心肌肥厚是一種旨在減少心室壁應力和增加心排血量的代償機制。然而，長期的心肌肥厚可發展為收縮功能障礙、心臟失代償，最終發展為心力衰竭，因此研究心力衰竭的前期心肌肥厚意義重大［38］。Ucar等［14］發現，在不同的促心肌肥厚因素(包括血管緊張素Ⅱ、胰島素樣生長因子－1、去氧腎上腺素、異丙腎上腺素和壓力負荷)的刺激下，心肌細胞中miR－132表達上調，提示miR－132參與心肌肥厚的發生發展。Narasimhan等［39］研究發現，異丙腎上腺素通過促進大鼠在體和原代心肌細胞內活性氧類的升高，導致環腺苷酸反應元件結合子磷酸化增加，miR－132上調，從而促進心肌肥厚。miR－132過表達可增加H9c2細胞的細胞大小，抑制細胞凋亡;心肌細胞特異性過表達miR－132的轉基因小鼠均表現為明顯的心力衰竭癥狀，心臟體積增大，心臟組織肥厚指標(心房鈉尿肽、腦鈉肽、β－肌球蛋白重鏈)表達水平升高，“胚胎”基因重新激活，從而導致小鼠預期壽命縮短，而miR－132敲除鼠成年后心重體重比減小，表現出對壓力負荷誘導心肌肥厚和心力衰竭的保護作用，證實了miR－132的促肥厚效應［14］。miR－132促肥厚的機制涉及兩個方面:一方面miR－132通過直接下調心肌細胞內FoxO3的表達，減少鈣調神經磷酸酶A的降解，導致鈣調神經磷酸酶/活化T細胞核因子信號過度激活;另一方面FoxO3受抑制后導致心肌細胞自噬水平下降，加重心肌細胞的代謝紊亂，兩者共同作用促進心肌肥厚的發展。因此，miR－132拮抗劑有望用于心肌肥厚的治療。注射選擇性miRNA拮抗劑阻斷miR－132的作用可預防心肌肥厚和心力衰竭的發生［14］。同樣，使用miR－132拮抗劑能夠減輕血管緊張素Ⅱ誘導的心肌肥厚［40］。

間質纖維化是心臟重構重要的病理生理過程。成纖維細胞是導致心臟間質纖維化的主要細胞，其在受到炎癥、氧化應激或神經內分泌等因素的刺激時，會發生增殖并向肌成纖維細胞轉化，從而促進心臟間質的降解和膠原沉積，改變心室壁的結構和室壁應力，在維持組織結構完整性的同時降低心臟的功能儲備，并最終導致心力衰竭的發生［41］。研究顯示，miR－132過表達可導致成纖維細胞增大，參與調控血管緊張素Ⅱ介導的肥大和纖維化信號通路［42］。miR－132拮抗劑能夠減輕血管緊張素Ⅱ誘導的心臟成纖維細胞活化［40］。在miR－132拮抗劑的臨床前研究中，miR－132拮抗劑呈劑量依賴性地減輕了實驗動物心肌梗死后心臟重構，改善心功能;基因富集結果表明，miR－132拮抗劑參與干細胞白血病蛋白因子中斷位點、TEK受體酪氨酸激酶、內皮一氧化氮合酶3、FoxO3、肌質/內質網Ca2+ATP酶2等與心臟重構高度相關的基因調控，但在終點時不同劑量的治療組與對照組間瘢痕組織大小比較差異無統計學意義，表明miR－132拮抗劑治療不影響心肌梗死后心臟纖維化瘢痕的演變或梗死區及其周圍的血管重建［43］。但部分實驗呈現相反的結果。有實驗證實，miR－132轉染H9c2心肌細胞后，纖維化信號分子轉化生長因子－β1和Smad3表達顯著降低，提示miR－132可能抑制心臟纖維化［37］。Qiao等［16］研究發現，在血管緊張素Ⅱ刺激下miR－132代償性升高，靶向結締組織生長因子，抑制心臟成纖維細胞的活化。另外，miR－132下調基質金屬蛋白酶9的表達可能會抑制細胞外基質的降解［44］，而PTEN下調引起的磷脂酰肌醇－3－激酶/蛋白激酶B通路激活［45］以及甲基CpG結合蛋白2下調［46］均會抑制心臟纖維化。

2.4 miR－132在其他心臟疾病中的研究 miR－132也參與其他心臟疾病的發生發展。糖尿病相關心肌損傷的研究發現，在2型糖尿病心肌病早期患者血漿中miR－132水平降低;動物模型顯示miR－132的下降發生在糖尿病心臟微血管病變前，提示miR－132可能參與糖尿病微血管病變的發生［15］。體外應用miR－132處理離體糖尿病小鼠主動脈環和高糖刺激的人臍靜脈內皮細胞可以恢復其血管生成潛能［15］。在阿霉素誘導的擴張型心肌病中，miR－132抑制PTEN表達，激活磷脂酰肌醇－3－激酶/蛋白激酶B通路，促進心肌細胞增殖，抑制細胞凋亡［45］。因此，miR－212/132的過表達可延緩阿霉素誘導的心臟毒性的發展，可能是限制阿霉素介導的心臟不良反應的治療切入點。動脈粥樣硬化相關模型的研究發現，大鼠頸動脈導管損傷后miR－132表達上調，其可能靶向富亮氨酸重復相互作用蛋白－1，抑制血管平滑肌細胞的增殖并誘導細胞凋亡，從而抑制動脈粥樣硬化的發生［47］。另外，體外周細胞－內皮細胞共培養，內皮細胞中過表達miR－132可通過直接抑制Ras GTP酶激活蛋白和Spred1蛋白，增強Ras－促分裂原活化的蛋白激酶信號通路，從而促進血管生成［48］。在心房顫動患者和心房顫動實驗動物模型的心耳組織中miR－132水平降低［16］。在老年自發性高血壓大鼠心臟組織中miR－132表達上調［49］。

3 小 結

miR－132與心臟相關疾病關系密切，在心肌梗死和缺血再灌注中能夠輔助診斷和評估疾病預后，可通過多條途徑保護心肌細胞免受氧化應激損傷;在心臟重構和心力衰竭方面，可能促進心肌細胞肥大，而抑制心臟纖維化的發展;但由于miR－132靶點的多樣性，其作用仍存在爭議，具體作用機制尚不明確。此外，由于miR－132作用的多樣性，在同一模型下的不同細胞或同一疾病的不同發展階段，miR－132的表達及其作用可能不同。因此，時間特異性和組織特異性地研究miR－132在特定細胞中的作用，對于靶向miR－132治療相關心血管疾病至關重要。