microRNA在心律失常中的作用＊

郭 鑫 综述，杨 俊审校

（三峡大学心血管病研究所／三峡大学第一临床医学院心内科，湖北宜昌443000）

microRNA（miRNA）是一种进化高度保守的内源性非编码单链RNA，在调控基因表达过程中发挥重要作用，广泛参与心血管疾病的发生、发展［1-2］，调控心肌细胞的增殖分化、心肌收缩及心电传导等。研究发现，miRNA 通过影响离子通道基因表达及功能，参与心律失常的病理、生理过程。心肌细胞跨膜离子通道功能紊乱是心律失常发生的病理、生理基础，miRNA 通过调控钠、钾、钙等离子通道基因表达或功能，干扰离子通道电流传导，影响心脏自律性、传导性及有效不应期等电生理特性，从而诱发心律失常。大量研究表明，miRNA 与心律失常的发生密切相关。在各种右心房疾病中，miRNA 表达谱存在明显差异［3］，而在左心房疾病该差异则不显著［4-5］。此外，在二尖瓣狭窄患者中，房颤和窦性心律失常miRNA 表达谱也不同［5-6］。因此，miRNA 可能在调控心脏兴奋传导及诱导心律失常过程中发挥重要作用。此外，miRNA 不仅直接影响离子通道基因表达和功能，还可作用于相关转录因子，间接调节离子通道基因，从而参与心律失常的病理、生理过程。本文对miRNA 在心律失常中的作用进行综述如下。

1 miRNA 功能

miRNA 是内源性保守的单链（长约22个核苷酸）非编码RNA，可靶向作用于mRNA 并在转录后翻译水平抑制基因表达。人类基因组编码1 424种miRNA 序列，可作用于约60%蛋白编码基因［7］。每种miRNA 调控数十到数百种不同的靶基因，其5′末端7～8个核苷酸（“种子”区）与靶mRNA 的3′非编码区（3′-untranslated region，3′UTR）互补序列结合，引起该mRNA 的剪切降解，131I-fibrinogen test导靶mRNA 降解，这取决于miRNA 与结合位点互补结合的程度、结合位点的数目及与结合位点的亲和性。miRNA 与靶mRNA 互补性越强，其降解靶mRNA 的可能性越大；反之，miRNA 则易在翻译水平抑制靶mRNA。

2 miRNA 与心律失常

2.1 miR-1与心律失常

2.1.1 miR-1与离子通道 miR-1可靶向作用的心脏离子通道基因及其编码蛋白包括：缝隙连接蛋白a1（GJA1）／Cx43／IJ、内向整流钾通道J亚家族成员2（KCNJ2）／Kir2.1／IK1、钾电压门控通道亚家族H 成员2（KCNH2）人类ether-à-go-go-related基因（HERG）／IKr、钾电压门控通道KQT 样亚家族成员1（KCNQ1）／KvLQT1／IKs及钾电压门控通道IsK 相关家族成员1（KCNE1）／mink／Iks。因此，miR-1 表达改变或基因缺陷均可影响心脏电活动相关的离子通道，从而诱发心律失常。

2.1.2 miR-1致心律失常 利用荧光素酶报告基因及蛋白质印迹分析技术发现：miR-1可靶向作用于GJA1和KCNJ2基因［8］。Cx43在细胞间电信号转导过程中至关重要，Kir2.1可调控心肌细胞膜电位变化，二者是调节心脏兴奋性的重要因素。研究表明，miR-1在心肌梗死大鼠心脏组织中过表达可减慢心脏传导速度，延长复极过程，诱发室性早搏和心律失常。另一方面，用特异性反义寡核苷酸抑制miR-1功能后，Cx43及Kir2.1表达水平恢复正常，QRS波及QT 间期延长等心电图表现消失，心肌梗死后心律失常的发生也随之降低。

此外，Zhao等［9］研究发现，miR-1-2可靶向作用于心脏复极转录因子iroquois同源异型盒5（Irx5），从而抑制钾电压门控通道Shal相关亚家族成员2（KCND2）和瞬时外流K＋电流（Ito）相关的钾通道亚基Kv4.2。在miR-1-2突变体中，Irx5及Irx4蛋白表达水平增加，并伴随KCND2表达水平的降低。以上研究表明，miR-1表达水平增加可抑制Irx5及Irx4表达，从而干扰小鼠心室去极化水平，并诱发心律失常。Terentyev等［10］发现，在心脏组织中，蛋白磷酸酶2A（protein phosphatase 2A，PP2A）调节亚基B56α是miR-1潜在的作用靶点，miR-1在翻译水平抑制其mRNA 表达，导致钙／钙调蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）依赖性雷尼丁受体（ryanodine receptor，RyR2）过度磷酸化，并增强RyR2活性，促进肌浆网内（sarcoplasmic reticulum，SR）Ca2＋释放，从而诱发心律失常。因此，miR-1在心律失常病理生理过程中发挥重要作用，并有望成为治疗心律失常的新靶点。

2.2 miR-133与心律失常 miR-133在心肌和骨骼肌中显著高表达，并可调控Kv4基因编码的Ito，f（Kcnip2）等心肌离子通道活性。Matkovich等［11］研究发现，miR-133a表达增加可延长QT 间期。此外，在慢性心力衰竭的心肌细胞中，miR-1和miR-133均可作用于PP2A 的调节和催化亚基并降低其表达；药物抑制PP2A 活性可引起舒张期Ca2＋峰改变，这表明miR-1和miR-133可能在调节Ca2＋通道中发挥作用。

此外，miR-133与房颤（atrial fibrillation，AF）的发生密切相关。AF最显著的病理、生理学特征是心房结构及电生理改变，其发病率随年龄增加而增加。MiR-133在调控慢性AF心房结构改变过程中发挥重要作用。Shan等［12］发现，miR-133可靶向作用并抑制转化生长因子β1（TGF-β1）及其Ⅱ型受体（TGF-βRⅡ）基因表达，抑制胶原蛋白合成，从而抑制AF心房重塑的病理过程。此外，在AF 动物模型中研究发现，与老年组犬比较，成年组犬miR-133 表达水平显著降低［13］。然而，Cooley等［4］发现，与窦性心 律（sinus rhythm，SR）相比，miR-133在AF中的表达较低。

2.3 miR-208a与心律失常 研究表明，miR-208a在调控动作电位传导过程中至关重要。miR-208a过表达可引起心律失常、心肌肥厚及纤维化，是心源性猝死的重要预测因子［14］。miR-208a基因缺失可增加AF 及其他心律失常发生的风险［14］。

2.4 miR-328与心律失常 在AF动物模型及AF 患者组织样本中均发现miR-328的表达上调。小鼠体内miR-328过表达可增加AF发生率，其可降低L型Ca2＋通道电流、缩短心房动作电位时程。同时，给予miRNA 抑制剂持续处理则可降低AF发生率［15，5］。

2.5 其他miRNAs 研究发现，miR-212可作用于Kir2.1调控内向整流钾通道电流密度［5］。miR-21在AF 患者左心房中表达增加，抑制miR-21 表达则可降低心房纤维化和AF 发生［16-17］。此外，心肌与平滑肌组织中miR-17-92过表达可引发扩张型心肌病、肥厚型心肌病及心律失常，并增加纯合子和杂合子动物心房与心室异位搏动和心律失常的发生率。miR-17-92对下游靶点脂质磷酸酶及张力蛋白同源物基因PTEN 与Cx43的异常调控可引起程序性电刺激转基因动物持续性、致命性的室性心动过速或心室颤动［18］。此外，miR-155、miR-181与心脏传导功能的缺失相关。特异性血管紧张素Ⅱ1型受体（angiotensin Ⅱreceptor 1，AT1R）基因多态性患者血液循环中miR-15表达水平升高，发生室性心动过速及猝死的风险亦增加［19］。MiR-181a在心肌梗死后室性心动过速过程中也发挥作用。

3 展 望

心律失常是一个复杂的病理生理过程，心脏离子通道基因表达及功能异常是其发生基础。大量研究均已证实，miRNAs通过直接及间接方式广泛参与调控心肌细胞跨膜离子通道，从而影响心脏自律性、传导性及有效不应期等电生理特性，形成复杂的调控网络，参与心律失常病理生理过程。因此，具有重要调控功能的miRNA 可能作为药物干预的新靶点［20］，并为心律失常的防治策略提供新思路。虽然miRNA 与心律失常发生密切相关，然而其具体作用机制研究尚待完善。多种miRNA 同时调控心律失常，而不同的miRNA 又参与调节不同病理状态下各种类型的心律失常，因此，针对miRNA 在心律失常中的作用研究必将为心律失常的基因调控和治疗提供更多途径。

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