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miR-758调控动脉粥样硬化研究进展*

2016-02-21杨长勇吴剑锋综述曾高峰审校南华大学附属第二医院心内科湖南衡阳4200衡阳市第一人民医院心内科湖南42002

现代医药卫生 2016年4期
关键词:靶标脂质胆固醇

杨长勇,吴剑锋综述,曾高峰△审校(.南华大学附属第二医院心内科,湖南衡阳4200;2.衡阳市第一人民医院心内科,湖南42002)

miR-758调控动脉粥样硬化研究进展*

杨长勇1,2,吴剑锋1综述,曾高峰1△审校
(1.南华大学附属第二医院心内科,湖南衡阳421001;2.衡阳市第一人民医院心内科,湖南421002)

微RNAs;动脉粥样硬化;炎症;综述

流行病学研究显示,动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)引起的心血管疾病对人类健康的危害极大,其发病率呈逐年升高趋势,已成为我国乃至世界首位人口死亡原因。有文献报道,我国75%以上的致残、致死心脑血管疾病均由AS引起,提示AS已成为危害我国公民健康最严重的因素之一[1-2]。AS的发病过程极其复杂。当血管内膜尤其是主动脉内膜损伤后,循环于血液中的单核细胞便进入血管内膜,在应激刺激下分化为巨噬细胞,并进一步吞噬氧化或乙酰化的脂质,继而成为早期AS的标志——泡沫细胞;泡沫化的巨噬细胞(泡沫细胞)在多种炎症介质的刺激下,分泌大量的促炎性细胞因子如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、IL-6、转化生长因子-β(TGF-β)、IL-8及趋化因子单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)等,继而放大炎症细胞的黏附、浸润和基质降解,最终导致AS斑块的破裂,血管大出血,严重危害人类健康。因此,血脂代谢与血管壁炎性反应是预防AS的重要途径,多项国内外的研究也重点关注这2条途径[1-2]。最新研究结果显示,miRNA与AS的独立危险因素密切相关,如miR-758,广泛参与脂质代谢、炎症调控、AS斑块调控等[3-5]。本文主要对miR-758调控AS的最新研究进展进行综述,以期能够推动相关研究,加快开发miR-758作为药物分子治疗AS等心血管病的可行性。

1 miRNA的形成及作用机制

miRNA作为一类内生性的成熟单链非编码RNA,总长约为22个核苷酸,绝大多数定位于编码基因的内含子和外显子区域[6]。miRNA首先在RNA聚合酶Ⅱ作用下转录产生具有5′帽子结构和3′polyA的pri-miRNA,然后由RNaseⅢ家族的Drosha联合DGCR8/Pasha等辅助因子,将pri-miRNA加工成长度为70~100 nt的发夹形前体pre-miRNA,继而在Exportin-5转运蛋白协助下经Ran-GTP-dependent转运到细胞质。在细胞质中,premiRNA再经过Dicer或Ago蛋白家族的调节蛋白Ago2的加工修饰与剪切,最后形成长约22 nt的成熟miRNA。大量研究显示,miRNA内部的2~8 nt属于高度保守序列,称为种子序列,对精确识别靶标序列并匹配靶标基因起到关键作用。有研究显示,miRNA的作用机制主要是通过形成RNA诱导沉默复合体(RNA induced silencing complex,RISC),然后与靶标基因的3′端非编码区(untranslated region,UTR)发生完全或不完全配对,进而诱导靶标基因mRNA的切割降解和翻译抑制,从而调控基因表达,属于转录后调控的一种方式[6-7]。

2 miR-758 与AS

2.1miR-758与脂质代谢脂质代谢紊乱可引起AS已经达成专家共识。机体内脂质主要包括三酰甘油、胆固醇和脂肪酸等,其中胆固醇与AS的关系尤为密切,是国内外研究热点。细胞内的胆固醇平衡主要在细胞内生物合成、细胞外摄取及胆固醇流出作用下维持动态平衡。进一步研究发现,胆固醇合成主要由固醇调节元件结合蛋白(sterol-regulatory element binding protein,SREBP)和羟甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A reductase,HMGCR)调控,其中HMGCR被称为胆固醇合成的限速酶,对胆固醇的合成至关重要,目前已经作为他汀类药物的主要靶点;胆固醇摄取主要由低密度脂蛋白受体 (low density lipoprotein receptor,LDLR)和一些清道夫受体如SR-A、CD-36、LOX-1等调控,其中LDLR在正常情况下主要介导胆固醇的摄取,对减少血浆中脂质,防治AS至关重要,而清道夫受体主要介导病理情况下的胆固醇摄取,对泡沫细胞的形成和AS的发生、发展至关重要;胆固醇外流主要由肝X受体(liver X receptor,LXR)、腺苷三磷酸结合盒转运体A1(ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)和G1(ATP binding cassette transporter G,ABCG1)及SR-B1等调控[8-9]。

流行病学已经证实,血浆中的高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)水平与AS的发生、发展呈负相关,增高血浆中HDL水平能够抑制AS的发生、发展。HDL抗AS的作用机制已基本明确,其作为体内与脂质转运相关载脂蛋白和脂质的复合物,主要功能是将动脉壁中多余的胆固醇直接或间接地转运至肝脏进行分解代谢,即胆固醇逆向转运(reverse cholesterol transport,RCT)[9-10]。有研究已经显示,与HDL代谢相关的因素大多具有抗AS作用,其中整合膜蛋白ABCA1在RCT和HDL生成的起始步骤中起到关键作用,被多位学者称为RCT的守门员,其能以ATP为能源促进细胞内游离胆固醇流出胞外,并与细胞表面apoA-Ⅰ结合,促进胆固醇逆向转运的效率和HDL颗粒的形成。因此,ABCA1是促进巨噬细胞内过量胆固醇流出,转运至肝脏进行代谢的关键起始步骤。国内外的大量研究已经显示ABCA1在抵抗AS发生、发展方面起到关键作用,以ABCA1为靶点防治AS等心血管疾病的研究已经广泛开展[11-12]。

新近研究结果显示,miR-758能够调控脂质代谢,提示miR-758对AS的调控至关重要。有研究发现,miR-758广泛表达于小鼠的心、肝、脾、肺、肾,尤其高表达于心脏、动脉、大脑等部位[13]。Cristina等研究显示,miR-758能够通过调控ABCA1,进而介导胆固醇流出。该研究首先运用生物信息学发现miR-758能够靶向结合ABCA1的3′UTR,荧光素报告基因显示miR-758能够沉默ABCA1,体外细胞实验显示miR-758能够抑制包括巨噬细胞、肝细胞和星型胶质细胞等多种鼠源性细胞和人源性细胞ABCA1的mRNA和蛋白表达,抑制ABCA1介导的胆固醇流出至apoA-Ⅰ,而拮抗miR-758后,能够促进ABCA1 的mRNA和蛋白表达,促进ABCA1介导的胆固醇流出至apoA-Ⅰ。体外研究显示,Ac-LDL能够抑制小鼠腹腔巨噬细胞和THP-1细胞miR-758的表达;体内研究也显示,高脂饮食能够抑制C57BL6小鼠肝细胞和AS经典模型鼠LDLR敲除鼠巨噬细胞中miR-758表达,并与ABCA1的表达呈负相关,提示miR-758能够抑制AS模型鼠ABCA1的表达,介导AS的发生、发展[13-16]。更为有趣的是,ABCA1是介导脂质代谢与炎症表达的中轴因子[17],提示miR-758可能通过ABCA1调控炎症表达,进而发挥调控AS发生、发展的作用。

2.2miR-758与人AS斑块Mandolini等[18]研究显示,与健康人相比,miR-758在人AS斑块中表达高了4.6倍,比AS研究中“明星miRNA”—miR-33还高(miR-33高了3.3倍),ABCA1 mRNA水平也在人AS斑块中表达上调,并与血浆LDL水平呈正相关,提示在AS早期,ABCA1表达上调可拮抗AS的发生和发展。进一步研究发现,与健康人相比,ABCA1在人AS斑块和巨噬细胞中的表达并无升高,提示ABCA1在AS的发生、发展过程中属于转录后调控,而miRNA在转录后水平对靶标基因进行调控,提示miR-758在体内是ABCA1的重要调节者,能够通过转录后水平影响ABCA1的表达,进而影响巨噬细胞的胆固醇流出、胆固醇逆向转运和AS的发生与发展,其可能是影响AS发生、发展的关键miRNA[18]。

2.3miR-758与其他粥样硬化相关危险因素Can等[19]研究发现,miR-758在肥胖儿童的血液中表达下调。肥胖是AS发生、发展的独立危险因素,提示miR-758有可能作为AS发生、发展的生物学标记物。Yang等[20]研究发现,miR-758能够抑制TLR3和TLR7的表达。TLR3 和TLR7是介导炎症表达的关键受体,也是介导AS发生、发展的关键受体。已有研究表明,TLR7在防治泡沫细胞形成、抑制巨噬细胞迁移、发挥抗炎效应、抑制AS发生、发展方面发挥关键作用[21-23],提示miR-758有可能通过TLR3和TLR7影响AS的发生和发展。进一步研究发现,炎症因子TNF-α和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)能够抑制人冠状动脉平滑肌细胞miR-758的表达,其抑制率高达到8~10倍。在此过程中TNF-α和IGF-1同样抑制了SOCS3的表达[24]。SOCS3作为SOCS家族的重要分子,已有大量研究表明其具有抑制多种免疫分子的信号传导作用,如抑制SOCS3核因子-κB(NF-κB)通路、拮抗cAMP介导的信号传导等,提示SOCS3是一种抗炎因子,miR-758可能通过SOCS3影响AS的发生和发展。

3 展 望

miR-758通过参与脂质代谢、炎症调控在AS的发生、发展中起关键,尤其是脂质代谢,miR-758能够通过介导血脂代谢影响AS的发生和发展。基于这一点,期望能够通过拮抗miR-758的表达,促进ABCA1介导的胆固醇逆向转运,增加血液中HDL浓度和循环效率,促进巨噬细胞中胆固醇的清除能力,使抗miR-758作为新型治疗AS相关心脑血管疾病的有效方式。因此,沉默miR-758可能是防治AS的新靶点,必将引起医药界的新革命。但miR-758作为潜在的药物治疗靶点,仍然面临着许多挑战,如单一的miR-758如何在体内外严格调控多个目标基因的表达,不同的miRNA对单个目标基因的表达会产生哪些影响,miR-758虽然影响炎症介质的表达,但如何通过炎症介质调控AS的发生和发展,miR-758是否还有更多的靶标基因可以影响AS的发生和发展,拮抗miR-758是否会对其他组织器官产生一些不利影响,miR-758的有效剂量如何,半衰期如何,能否被安全传送到特定的靶组织,并发挥相应的效应,是否会产生一定的不良反应等,这些问题都有待于更深层次的研究和探索。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.04.019

A

1009-5519(2016)04-0530-03

湖南省教育厅资助项目(14C0988)。

△,E-mail:2379795177@qq.com。

(2015-11-01)

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