血小板microRNA-155与动脉粥样硬化的研究进展

血小板microRNA-155与动脉粥样硬化的研究进展

作者单位:650032 昆明,成都军区昆明总医院心内科(李文琴,杨丽霞)；昆明医科大学成都军区昆明总医院临床学院(李文琴)

李文琴,杨丽霞

[关键词]血小板； microRNA-155；动脉粥样硬化

动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)是一类以脂质和炎症性细胞在血管壁内膜沉积为特征的血管壁慢性炎症性、血栓性疾病[1]。慢性炎症反应、脂质代谢异常、斑块不稳定、血小板活化和凝血系统失衡是相互作用、相互关联的的反馈调节通路,在AS发生及发展过程中均起重要作用。另外,经皮冠状动脉介入术(PCI)后局部血管壁损伤和斑块破裂,可引发血小板级联式激活而继发血栓。在这一系列病理生理过程中,血小板起着核心作用。

miRNA存在于包括血液在内的各种生物体液内,并可作为良好的潜在诊断标记物、预后标志物和治疗靶标[2]。近年,miRNAs对AS发生、发展的调节作用逐渐得以阐明,参与调控血管壁炎症反应、脂质代谢、不稳定斑块破裂、血小板活化、血栓形成等病理生理过程[3]。而mir-155被认为与炎症相关,参与调控与AS相关的血管壁炎性反应及辅助性T细胞分化,是参与AS发生、发展的最关键分子之一。

1miRNA的生物学基础

miRNAs是一类在真核生物广泛分布,长约21~23个核苷酸时序性、高度保守性和组织特异性的非编码小分子RNA。miRNAs的合成,首先是从RNA聚合酶Ⅱ在细胞核内转录生成含有几千个碱基对的原始miRNAs(primary miRNAs,pri-miRNAs)开始,此步的关键是pri-miRNAs将特定区域折叠成发夹结构。然后,pri-miRNAs经过细胞核内RNA内切酶ⅢDrosha与结合蛋白DGCR8共同作用,形成一个长约65~75个核苷酸的茎环结构,即前体miRNAs(precursor miRNAs,pre-miRNAs)。接着,pre-miRNAs被RAS相关核蛋白GTP酶依赖的核穿膜蛋白Exportin5识别并转运出细胞核。在细胞质中,pre-miRNAs在RNA内切酶Dicer与反转录结合蛋白TRBP复合物的作用下剪切成一种含两个3'袢状结构的小片段双链miRNA 复合体,它由成熟miRNA和互补链dsRNA组成。最后,双链miRNA 复合体很快被一种尚未明确的解螺旋酶松解,互补链dsRNA被降解,成为成熟的miRNA单链,该成熟单链与RNA诱导的沉默复合体(RISC)一起结合到靶基因mRNAs的3'非翻译区(3'UTR),通过降低靶mRNA稳定性或(和)抑制mRNA翻译调控蛋白质编码基因。在转录后水平沉默特定基因,从而对基因表达起精细调控作用,参与调控细胞生长、分化、增殖、凋亡和迁移等作用[4]。

2血小板与血小板miRNA

2.1血小板血小板是从骨髓巨核细胞释放入血的直径1~4 μm的无细胞核的胞质碎片,参与维持止血平衡和保护血管完整性。与此相反,不受控制的血小板活化与多种疾病有关,血小板通过与单核细胞、血管内皮细胞、嗜中性粒细胞等相互作用,在AS,增生性、闭塞性或血栓性心血管疾病,炎症和部分癌症等疾病中发挥重要作用[4-5]。大量研究表明,血管内皮损伤、粥样斑块形成、斑块破裂等过程均有血小板的活化和聚集。血小板还是重要的炎症介质,活化的血小板、白细胞和内皮细胞之间相互作用,导致泡沫细胞形成和发育,加速AS进展。

2.2血小板miRNA血小板上有大量的miRNA存在,已证明血小板表达超过492种miRNA[6]。血小板无核且不具备自己的基因组DNA,但含有来源于巨核细胞的mRNA,仍能合成蛋白质和介导miRNA成熟。首先,能将mRNA翻译为与止血和炎症相关的蛋白质[7]。其次,Landry等[8]已证明,人类血小板含有来源于巨核细胞胞质的Dicer、TRBP2和Ago2等物质,能促使pre-miRNA转化为成熟的miRNA。2008年Bruchova等[9]首次报道人类血小板有miRNA存在的证据,且首次描述了人类血小板miRNA表达失调可能与血液系统疾病有关。而血小板miRNA通过改变基因在疾病治疗方面的临床价值,正在逐步被深入广泛研究。

3血小板miRNA-155与动脉粥样硬化的关系

3.1miRNA-155与动脉粥样硬化mir-155是由位于21号染色体的BIC基因外显子编码而成的一个多功能microRNA[10]。最初由Metzler等[11]发现在B淋巴细胞相关性肿瘤中表达上调,随后研究证实,mir-155在血细胞生成、炎症反应、免疫反应、癌症和心血管疾病等过程中均发挥重要作用[12]。然而,mir-155对动脉粥样硬化的作用一直存在争议。

mir-155是在动脉粥样硬化斑块和促炎巨噬细胞特异性表达的多靶点分子,参与调节内皮细胞、巨噬细胞、树突状细胞、血管平滑肌细胞、不同的白细胞亚群和血小板。Zhu等[13]研究发现,在载脂蛋白敲除(ApoE-/-)或高脂血症小鼠模型中,mir-155有抑制炎症、防止AS的功能。同时,mir-155在急性冠脉综合征患者的外周血单核细胞中表达减少了60%[14]。提示mir-155可能是一种保护性的miRNA,起到抗炎、预防AS的作用。

与此相反,近来有研究指出,mir-155是一类致炎性miRNA。Tian等[15]用实时荧光定量方法发现,在动脉粥样硬化ApoE-/-)小鼠的血浆和巨噬细胞内,miR-155的表达水平明显上升,并证明了氧化低密度脂蛋白(oxLDL)诱导巨噬细胞内miR-155表达增加。Du等[16]发现,miR-155表达水平降低,削弱AS ApoE-/-小鼠的病情。Nazari等[17]发现,在人和小鼠AS病变处miR-155表达上调,且miR-155仅表达于巨噬细胞和平滑肌细胞病损局部。然而,冠心病患者的循环miR-155表达下调[18]。但miR-155在AS早期和晚期的作用似乎不同[19],而具体机制尚未得到定论。这似乎限制了miR-155目前在AS患者诊疗中的应用价值。

3.2血小板miR-155与动脉粥样硬化血小板被证明参与AS发生、发展的多个环节。然而,与AS密切相关的miR-155在血小板上的表达情况如何呢？Tian等[15]发现,当CD34+造血干细胞向巨核细胞谱系分化过程中,miRNA-155表达水平显著降低。Romania等[20]所做的体外实验和O'connell等[21]所做的体内实验得出相似的结论,即过表达miR-155抑制造血干细胞分化为巨核细胞。Qian等[22]研究发现,原发性免疫性血小板减少症(ITP)患者miR-155有所增加,miR-155水平与血小板计数呈负相关；ITP患者接受治疗后,miR-155水平下降。AS患者随着病情演变,循环血小板数量先减少后又恢复正常,是否可推测miR-155表达水平随着循环血小板数量的变化而呈现负相关趋势,但这些推断目前还缺乏相关的研究进行论证。

4展望

从基因水平诊断、治疗AS是当今生物医学研究的热点。以往研究大多趋向于把miR-155看做是AS保护因子,具有抗炎和对抗AS作用。近年,随着人们对miR-155不断深入研究,发现它在AS发生、发展过程中表现出致炎效应。有学者认为,miR-155在AS发生、发展不同时期表现出不同的作用,导致这一对立结果的出现,但具体分子机制需进一步阐明。目前相互矛盾的结论一定程度上限制了miR-155在疾病诊疗中的应用价值。血小板是AS发生、发展过程中起核心作用的分子之一,且发现血小板有一定水平的miR-155表达并与AS表现出一定相关性。推测血小板miR-155可作为AS诊疗新靶点。但血小板mirNA-155在AS患者的表达水平,与AS的相关性及相互作用机制研究还较少。目前对miRNA的很多功能、对应靶点及其发挥作用的具体分子机制等研究还不是很清楚,尤其与血小板相关的miRNA的研究甚少。虽已有一些血小板miRNA被明确与AS密切相关,但还处在一个早期研究阶段,这将是未来对血小板miRNA病理生理状态下各种分子机制研究的一个热点。

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(收稿日期:2014-12-19)

文章编号1004-0188(2015)04-0453-03

doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2015.04.046

中图分类号R 543.5

文献标识码A

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