微小核糖核酸-208与心血管疾病关系研究进展

刘新秀 综述 阮长武 葛智儒 审校

(1.上海第二军医大学附属公利医院心内科，上海200135; 2.宁夏医科大学研究生院，宁夏 银川750004)

微小核糖核酸(microRNA，miRNA)是一类由21～25 个核苷酸组成的在进化上高度保守的内源性非编码小分子RNA，主要通过与靶基因真核mRNA 的3’非翻译区(mRNA 3′-UTR)特异性结合，降解靶mRNA 或者抑制其表达，从而调控基因的表达［1］。根据最新的miRNA 中心数据库20.0，目前已经有超过2 000多种成熟的人类miRNA 被确定，其中至少有1/3人类蛋白质编码的基因是由miRNA 调控［2］。研究发现，内源性miRNA 可在血液中稳定存在，甚至在血清样本经反复冷冻后仍很稳定［3］。近年来研究发现循环血miRNA 在心血管疾病中的含量会发生变化，也可作为心血管疾病诊断的生物标志物，现就心肌特异性的微小核糖核酸-208(microRNA-208，miRNA-208)在心血管疾病的研究进展做一综述。

1 miRNA-208 的概述

miRNA-208 家族包括miRNA-208a 和miRNA-208b，后来，基于序列同源性和组织表达的特异性，miRNA-499 也成为了该家族的一员，它们有一个共同的特性:都是由基因的内含子形成。其中miRNA-208a是由α-心肌肌球蛋白重链基因(Myh6)的内含子编码，miRNA-208b 是由β-心肌肌球蛋白重链基因(Myh7)编码，而miRNA-499 则是由相近的基因Myh7b 内含子19 编码［4］。miR-208 具有明显的组织特异性，在心肌组织中特异性表达，参与心脏的发育及心肌损伤等病理生理机制。

2 miRNA-208 与心血管疾病

miRNA-208 是心脏特异性的miRNA，它不仅可以调控心血管细胞的生成、发育、损伤修复等生理和病理过程，而且还可作为一个潜在的心肌损伤标志物和治疗靶点。

2．1 miRNA-208 与心肌梗死

心肌梗死是在冠状动脉病变的基础上，发生冠状动脉血供急剧减少或中断，使相应的心肌严重而持久的急性缺血导致心肌坏死。miRNA-208 是心肌特异性的miRNA，在心肌组织损伤时表达升高。多个动物及临床研究表明，血中miRNA-208a 水平在心肌坏死后1 h 即可出现特异性升高，3 h 达到峰值，而24 h 后则基本无法测得［5-6］。目前关于miRNA-208 与心肌梗死的研究很多，多数研究显示miRNA-208 与急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)有关，但也有个别相反结论。不同研究结果之间的差异可能是由于检测方法和样本质量的不同。

李祥云等［7］比较因急性胸痛发作入院的AMI 患者和非AMI 患者血清miRNA-208、肌红蛋白(myohemoglobin，Mb)和肌钙蛋白I(troponin I，cTnI)的变化，结果发现，AMI 患者入院即刻血清中miRNA-208 表达显著高于对照组，入院后miRNA-208 逐渐升高，12 h 左右达到高峰;与Mb 和cTnI 相比，miRNA-208 既具有Mb 的高度敏感度，又具有cTnI 的高度特异性。Xu 等［8］用异丙肾上腺素诱导大鼠心肌缺血动物模型，检测大鼠心肌缺血后不同时间段血浆miRNA-208 及cTnI水平，发现两者在大鼠心肌梗死后6 h 内时间变化趋势相似;6 h 后miRNA-208 呈下降趋势，而cTnI 则继续升高。miRNA微阵列分析得出miRNA-208 是心脏特异性miRNA。这些结果提示，miRNA-208 可能成为一种新型心肌损伤标志物。Wang 等［9］对AMI 患者与有胸闷症状的非AMI患者进行比较，发现miRNA-208a 在胸痛出现后1～4 h内cTnI 尚未检测出时即升高，比cTnI 具有更高的敏感度和特异性;通过结扎大鼠左前降支冠状动脉构建AMI模型，发现miRNA-208a 在结扎后30 min 开始升高，3 h达到峰值，6～12 h 开始回落，24 h 后检测不到。Devaux等［10］通过比较AMI 患者与健康人血浆高敏肌钙蛋白T 和miRNA，发现miRNA-208b 在患者血浆中显著升高，而在健康人血浆中几乎检测不到;Corsten 等［5］比较AMI 患者和冠状动脉造影正常患者，发现AMI 患者血浆miRNA-208b 水平较对照组升高，且miRNA-208b 升高水平与肌钙蛋白T、肌酸磷酸激酶存在相关性。

然而，D’Alessandra 等［11］对9 例ST 段抬高型心肌梗死患者研究发现，6 例未检测出miRNA-208a，3 例表达极低。Ji 等［12］利用异丙肾上腺素诱导的大鼠AMI 模型进行研究，发现异丙肾上腺素注射3 h 后，miRNA-208 和cTnI 都显著上升，12 h 后miRNA-208开始回落，cTnI 在24 h 后依然高于基线水平，两者在时间窗上差异无统计学意义。

2．2 miRNA-208 与心力衰竭

目前大量研究表明，心力衰竭发生发展的基本机制是心肌重构。当心脏后负荷增高时常以心肌肥大作为主要的代偿机制，心肌肥大以心肌纤维增多为主，使心肌顺应性降低。起初，心肌适度肥厚足以克服心室壁应力时，心功能可维持正常。随着时间的进展，心肌重构的病理变化不断发展，从而使心排血量降低、心肌收缩力下降，最终导致心力衰竭。许多动物实验证实了miRNA-208 在心力衰竭发生发展中的作用。

van Rooij 等［13］发现缺乏miRNA-208 的小鼠心肌不能承受负荷增加而导致心力衰竭，其机制可能与miRNA-208 作用于甲状腺素受体相关蛋白I 使其沉默，抑制β 肌球蛋白重链基因的表达有关。

miRNA-208a 能够通过上调β-主要组织相容性复合体(β-major histocompatibility complex，β-MHC)诱发心肌重构，当miRNA-208a 基因缺失时β-MHC 表达下调;心肌收缩力取决于α-主要组织相容性复合体(αmajor histocompatibility complex，α-MHC)和β-MHC 的表达，两者比例的失调可导致心肌肥大及纤维化［14］。在心肌纤维化的小鼠模型中，miRNA-208a 的表达上调，它可能是通过增加内皮素的表达水平诱发心肌纤维化［15］。

Montgomery 等［16］通过给心力衰竭的Dahl 高血压大鼠皮下注射miRNA-208a 抑制剂(miRNA-208a inhibitor，antimiRNA-208a)，发现Myh7 表达水平下调，同时发现antimiRNA-208a 能剂量依赖性地抑制心脏重塑，改善心功能，表明miRNA-208a 可能是治疗心力衰竭的潜在靶点。

Paulin 等［17］利用野百合碱诱导的大鼠肺动脉高压模型进行研究，发现野百合碱诱导的大鼠肺动脉高压模型发生右心室衰竭时，随着右心室衰竭的进展，miRNA-208 表达下调，而肌细胞增强因子2 在心脏代偿阶段升高，失代偿阶段降低。同时，研究者发现右心室衰竭失代偿阶段，中介体复合物亚基13 基因(Mediator-13，MED13)和核受体共抑制1 基因(nuclear receptors suppressor 1，NCoR1)表达降低。而Grueter等［18］发现心肌特异性的miRNA-208a 能对MED13 进行负性调控。以上研究表明，miRNA-208 的表达下调触发MED13/NCoR1 通路，启动对肌细胞增强因子2的负反馈机制，进而促使右心室向失代偿期发展。

2．3 miRNA-208 与心律失常

心律失常是由多种因素引起的心肌细胞电生理异常，钙渗漏、缝隙连接蛋白及钙通道自身抗体在心律失常发生中发挥重要作用。缝隙连接蛋白43(connexin 43，Cx43)是构成心肌细胞间通道和缝隙连接的最基本蛋白质之一，Cx43 表达减少可增加心律失常的发生率［19］。有研究发现，多种miRNA(如miRNA-1、miRNA-133 和miRNA-208)可能通过调控离子通道蛋白和Cx43 的表达，影响心肌电传导，导致心律失常［20-21］。

Callis 等［22］发现miRNA-208a 的表达能够引发心律失常，同时研究敲除miRNA-208a 的小鼠，80%的心电图上缺少P 波，并表现为心房颤动。这一研究结果显示，miRNA-208a 可能是心脏传导以及心脏转录因子、心肌转录调节因子和缝隙连接蛋白40 表达所必需的。

2．4 miRNA-208 与其他心血管疾病

Satoh 等［23］等通过对82 例扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM)患者和21 例非左室功能障碍患者(对照组)心内膜进行活检，发现DCM 患者miRNA-208、miRNA-208b、miRNA-499 水平均高于对照组。长期随访证实，miRNA-208 水平可对临床结局进行有效预测。这项研究表明，miRNA-208 可能参与人类DCM的进展。

肥胖、2 型糖尿病和心力衰竭与心肌代谢异常有关。近来有研究［19］发现，心脏通过MED13 调控全身能量代谢平衡，而心肌特异性的miRNA-208a 能对MED13 进行负性调控。大鼠心脏特异性MED13 过表达或抑制miRNA-208a 表达，可以改善机体对胰岛素的敏感性和葡萄糖的耐受性。以上发现表明miRNA-208a 可能与机体代谢有关。

病毒性心肌炎伴随着心肌细胞的损伤及相应的肌钙蛋白升高，Corsten 等［5］研究发现病毒性心肌炎血浆内心肌细胞相关的miRNA-208b 和miRNA-499 升高，与炎症相关的miRNA(miRNA-146、miRNA-155、miRNA-223)在血浆中的浓度却没有显著变化。

最近，Yang 等［24］分别于主动脉阻断后45 min，再灌注60 min 后、术后24 h 检测体外循环心脏手术(15例二尖瓣及主动脉瓣联合瓣膜置换术)患者肌酸激酶同工酶、cTnI 与miRNA(miRNA-1、miRNA-21、miRNA-208a、miRNA-499)水平，研究发现miRNA-1、miRNA-208a 水平直到45 min 主动脉夹紧后是不变的，再灌注60 min 后增加，术后24 h 明显下降，而且这种变化趋势类似于肌酸激酶同工酶和cTnI，推测miRNA-1、miRNA-208a 可能与心肌缺血再灌注损伤有关。

3 结论与展望

近些年对miRNA-208 在心血管疾病领域的基础与临床研究发现，miRNA-208 在心肌梗死、心力衰竭、心律失常等疾病的发生发展中起着重要作用，但是目前miRNA-208 检测的灵敏度和特异性还不是很高，对miRNA-208 在心血管疾病的产生机制和作用上的认识很局限。相信随着对miRNA-208 研究的深入和拓展，可能为心血管疾病的诊断和治疗提供新的思路。

［1］Ambros V.The functions of animal microRNAs［J］.Nature，2004，431(7006):350-355.

［2］Kozomara A，Griffiths-Jones S.miRBase:integrating microRNA annotation and deep-sequencing data［J］.Nucleic Acids Res，2011，39:152-157.

［3］Gilad S，Meiri E，Yogev Y，et al.Serum microRNAs are promising novel biomarkers［J］.PLoS One，2008，3(9):e3148.

［4］杨伟，张桂敏.miR-208a 在心脏疾病中的作用［J］.广东医学，2014，35(20):3281-3283.

［5］Corsten MF，Dennert R，Jochems S，et al.Circulating microRNA-208b and microRNA-499 reflect myocardial damage in cardiovascular disease［J］.Circ Cardiovasc Genet，2010，3(6):499-506.

［6］Hu S，Huang M，Li Z，et al.MicroRNA-210 as a novel therapy for treatment of ischemic heart disease［J］.Circulation，2010，122(11 Suppl):124-131.

［7］李祥云，蔡成松，潘峰，等.microRNA-208 在急性心肌梗死病人血清中的变化［J］.医学研究杂志，2013，42(6):62-65.

［8］Xu J，Rie T.Plasma miR-208 as a biomarker of myocardial injury［J］.Clin Chem，2009，55(11):1944-1949.

［9］Wang GK，Zhu JQ，Zhang JT，et al.Circulating microRNA:a novel potential biomarker for early diagnosis of acute myocardial in farction in humans［J］.Eur Heart J，2010，31(6):659-666.

［10］Devaux Y，Vausort M，Goretti E，et al.Use of circulating microRANs to diagnose acute myocardial infarction［J］.Clin Chem，2012，58(3):559-567.

［11］D’Alessandra Y，Devanna P，Limana F，et al.Circulating microRNAs are new and sensitive biomarkers of myocardial infarction［J］.Eur Heart J，2010，31(22):2765-2773.

［12］Ji X，Takahashi R，Hiura Y，et al.Plasma miR-208 as a biomarker of myocardial injury［J］.Clin Chem，2009，55(11):1944-1949.

［13］van Rooij E，Sutherland LB，Qi X，et al.Control of stress-dependent cardiac growth and gene expression by a microRNA［J］.Science，2007，316(5824):575-579.

［14］Stelzer JE，Brickson SL，Locher MR，et al.Role of myosin heavy chain composition in the stretch activation response of rat myocardium［J］.J Physiol，2007，579(Pt 1):161-173.

［15］Wang BW，Wu GJ，Cheng WP，et al.MicroRNA-208a increases myocardial fibrosis via endoglin in volume overloading heart［J］.PLoS One，2014，9(1):e84188.

［16］Montgomery RL，Hullinger TG，Semus HM，et al.Therapeutic inhibition of miR-208a improves cardiac function and survival during heart failure［J］.Am Heart Assoc，2011，124:1537-1547.

［17］Paulin R，Sutendra G，Gurtu V，et al.A mir-208-mef2 axis drives the decompensation of right ventricular function in pulmonary hypertension［J］.Circ Res，2015，116:56-69.

［18］Grueter CE，van Rooij E，Johnson BA，et al.A cardiac microRNA governs systemic energy homeostasis by regulation of MED13［J］.Cell，2012，149(3):671-683.

［19］Lerner DL，Yamada KA，Schuessler RB，et al.Accelerated onset and increased incidence of ventricular arrhythmias induced by ischemia in Cx43-deficient mice［J］.Circulation，2000，101(5):547-552.

［20］Yang B，Lin H，Xiao J，et al.The muscle-specific microRNA miR-1 regulates cardiac arrhythmogenic potential by targeting GJA1 and KCNJ2［J］.Nat Med，2007，13:486-491.

［21］Chen JF，Mandel EM，Thomson JM，et al.The role of microRNA-1 and micro-RNA-133 in skeletal muscle proliferation and differentiation［J］.Nat Genet，2006，38:228-233.

［22］Callis TE，Pandya K，Seok HY，et al.MicroRNA-208a is a regulator of cardiac hypertrophy and conduction in mice［J］.Clin Invest，2009，119(9):2772-2786.

［23］Satoh M，Minami Y，Takahashi Y，et al.Expression of microRNA-208 is associated with adverse clinical outcomes in human dilated cardiomyopathy［J］.J Card Fail，2010，16(5):404-410.

［24］Yang W，Shao J，Bai X，et al.Expression of plasma microRNA-1/21/208a/499 in myocardial ischemic reperfusion injury［J］.Cardiology，2015，130:237-241.