小干扰RNA与冠状动脉粥样硬化性心脏病的关系研究进展

王 宽，王 东，郑柳颖，左国兴，张明惠，杜新平

(天津市第五中心医院，天津 300450)

小干扰RNA(microRNA)是新近发现的一类由内源基因编码的长度为21～25个核苷酸的非编码单链RNA分子，它参与人体多种生理病理功能。近年来研究发现microRNA与冠状动脉粥样硬化性心脏病(CAHD)的发生、发展与预后存在密切关系。因此，本文就microRNA与CAHD的关系的研究进展做一综述。

1 microRNA的发现及产生机制

Lee Feinbaum和Ambros等于1993年首次在线虫体内发现一种RNA，该RNA虽然在体内不编码任何蛋白质，但却可以形成一对RNA转录本，单独的一个转录本能通过抑制lin-14核蛋白的表达，调节线虫的生长发育。对于上述现象，研究者们认为是由于mRNA 3＇非编码区独特的重复序列与lin-4有部分序列互补造成的，从而致使lin-4表达水平下调或降解［1～4］。microRNAs起源为内源性表达转录本，总长度约为21～25 nt的双链RNA分子，具有典型的发卡或短发卡结构［5，6］。microRNA 产生途径始于pri-microRNA转录本。首先，一个70～100 nt的发卡状RNAs在细胞核内被核Drosha酶切割成为pre-microRNA，后者被带有核输出信号蛋白exportin 5的载体转运出细胞核，进入细胞质，被Dicer酶切割为21～25 nt的microRNA或被Dicer酶的同族物加工为成熟的20～24 nt microRNA，此时段的microRNA可以与RISC复合体结合，并与靶mRNA互补，从而使互补序列降解或表达下调［7～9］。

2 microRNA与CAHD发病机制

2.1 microRNA与冠状动脉血管内皮功能异常 血管内皮细胞衬附在血管表面，直接与血液接触，易受到血液中各种氧化代谢产物的影响而产生损伤，使其通透性增高，并产生大量黏附分子及非对称性二甲基精氨酸，这些物质进一步介导动脉粥样硬化的形成并加重血管内皮细胞损伤，最终导致CAHD的发生。血管内皮损伤是动脉粥样硬化发生的重要因素。研究显示，冠状动脉粥样硬化的各个阶段都有不同程度的血管内皮损伤和功能障碍。近年来，随着对动脉粥样硬化发生机制研究的不断深入，很多研究结果表明microRNA在动脉粥样硬化的发生发展过程中起着关键作用。Harris等［10］研究发现，miR-126可对血管黏附因子1(VCAM-1)进行调节，使其黏附到血管内皮细胞表面。当miR-126表达下调时，肿瘤坏死因子2(TNF2)可刺激VCAM-1表达，进一步刺激白细胞贴壁附着于血管内皮细胞，对血管内皮造成损伤，进而影响内皮功能。另有研究显示，microRNA-10a可对其靶基因 βTCR和MAP3K7进行调控从而影响NF-κB信号通路，激活细胞核内转录因子与靶基因结合，进一步介导血管内皮炎症，加重血管内皮损伤［11］。上述研究均显示microRNA在介导血管内皮炎症反应中起到一定作用，进而影响血管内皮功能。

2.2 microRNA与氧化应激 活性氧自由基在具有很高的氧化性，其在动脉粥样硬化形成及CAHD发生发展过程中起着至关重要的作用。血管内皮细胞中的活性氧自由基是细胞代谢过程中产生的，体内很多生物酶均参与该过程，主要包括辅酶Ⅱ氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)和黄嘌呤氧化酶等。其中SOD是体内对抗氧自由基的关键酶，其可将氧自由基进行还原，使其失去强氧化性，从而降低氧自由基对血管内皮的损伤。有研究显示，microRNA-21可抑制SOD表达，使血管内皮中氧自由基增多，加速血管内皮损伤和粥样硬化进程［12］。另有学者发现，microRNA-21可增强H2O2介导的血管及心肌细胞氧化应激反应，从而加重动脉粥样硬化进程和心肌损伤［13］。Liu等［14］在研究受体交互蛋白-1时发现，该蛋白可以被microRNA-155抑制。而受体交互蛋白-1参与多种氧化应激反应，因此，microRNA-155可能在动脉粥样硬化反应中起保护作用。

2.3 microRNA血管再生 急性完全性心肌缺血缺氧导致组织坏死、瘢痕修复。此过程主要表现为心肌细胞坏死后刺激新生血管形成，继而成纤维细胞沿血管内皮细胞增殖迁移，构成细胞外基质成分进而形成瘢痕组织。新血管的生成在心肌梗死后的心肌修复及侧支循环建立起至关重要的作用。这些新生血管可为残存心肌细胞提供必要的血液供应，对于维持部分心肌的功能是十分重要的。新生血管主要是在多种血管生长趋化因子的作用下以出芽方式逐渐生长并建立侧支循环。参与新生血管生成的趋化因子主要有血管内皮生长因子(VEGF)、血管生成素及血小板转化生长因子(PDGF)等。其中VEGF是目前研究较多的一种血管生长刺激因子。大量研究表明，体内多种microRNA均参与血管生成过程。Fish等［15］研究发现microRNA-126可以靶定SPRED1、VCAM1和 PIK3R2基因并共同调控VEGF的表达，影响新生血管生成。Wang等［16］在敲除编码microRNA-126基因的小鼠中发现PIK3R2和SPRED1基因表达水平明显升高，进而抑制VEGF通路，导致新生血管数量减少、血管内皮完整性降低，产生出血等，从而证实microRNA-126与新生血管的完整性有关。另有研究显示，将编码microRNA-210的基因敲除后，新生血管内皮细胞功能会受到抑制，导致血管内皮完整性下降，通透性增高。因此，microRNA与参心肌缺血后新生血管形成的多个步骤，同时可能成为心肌梗死治疗的新靶点。

3 microRNA与CAHD治疗

虽然目前对microRNA的体内生物学功能及其在调节CAHD发生发展机制方面的研究并不十分完善，但现有结论充分体现了microRNA在CAHD治疗方面的巨大潜力。已有研究表明，microRNA-1能被β肾上腺素刺激并增加拷贝数，继而导致心肌缺血。倍他乐克为β肾上腺素受体阻断剂，该药有可能通过降低体内microRNA-1的表达水平从而实现心肌保护作用。但目前microRNA作为药物还存在很多难以解决的问题，如脱靶效用、无法在体内稳定表达及免疫原性等。但随着研究的不断深入，以上问题会一一得到解决。

4 microRNA与CAHD预后分析

对CAHD患者病变严重程度作出准确判断，预测心肌梗死发生风险，从而作出恰当的早期干预已成为CAHD防治的重点［17］。近年来，随着分子生物学技术的发展及大规模高通量分析技术的产生，使应用芯片技术全面分析与CAHD患者病变程度有关的microRNA成为现实。Bostjancic等［18］采用microRNA芯片技术进行检测发现急性心肌梗死患者miR-1、miR133等多种microRNA表达下调，而miR-208出现拷贝数增多，提示上述microRNA有可能成为预测急性心肌梗死的新的生物学标记物。

5 展望

尽管microRNA在CAHD发生发展及治疗领域的重要性越来越受到关注，有望可作为CAHD发生、发展的监测指标，但目前其在CAHD治疗方面的应用仍处在研究的初期阶段。到目前为止，microRNA的表达模式及生物学功能已部分得到阐明，但许多机制仍不明确，相信随着研究的不断深入，microRNA在CAHD的诊断、监测、治疗预防及预后判断中的作用将日益凸显［19，20］。

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