miRNAs在冠心病合并糖尿病患者发病过程中的关联性

宋 健 陈晓会 胡庆鹰 夏禹华 闫 冰 王智慧

(吉林大学第二医院心内科，吉林 长春 130041)

miRNAs在冠心病合并糖尿病患者发病过程中的关联性

宋 健 陈晓会 胡庆鹰1夏禹华 闫 冰 王智慧

(吉林大学第二医院心内科，吉林 长春 130041)

miRNA;冠心病；糖尿病

根据国家心血管病中心发布的《中国心血管病报告2015》显示，目前心血管病死亡仍占城乡居民总死亡原因的首位，农村为44.6%，城市为42.51%，并且今后10年心血管病患病人数仍将快速增长。而糖尿病是动脉粥样硬化性血管病的独立危险因素之一，糖代谢异常与心血管疾病之间有着紧密联系〔1〕。近年来发现血液循环中存在着miRNAs，且不同疾病中血液中miRNAs的表达不同，因而根据血液中miRNAs的不同表达状态可以早期诊断和评估疾病的发生发展〔2〕。本文就近几年有关冠心病合并糖尿病患者的miRNAs表达最新研究进展进行汇总分析。

1 miRNAs及循环中miRNAs的特性

miRNAs是一类由内源基因编码的长度约为22 nt的非编码单链RNA分子，主要参与转录后基因表达调控〔3〕。 miRNAs通过和靶基因mRNA碱基配对引导沉默复合体(RISC)降解mRNA或阻碍其翻译来发挥其作用〔4〕，但miRNAs的作用具有复杂性及特殊性，具体某一miRNA的作用方式及其与各系统疾病发病的关系仍是目前的研究热点。近年来许多研究证明miRNAs参与体内许多生理反应的调节过程，如细胞的生长、凋亡及分化、胰岛素的分泌等，而其表达异常则会引起某些疾病的发生或加剧疾病的进展。miRNAs具有良好的稳定性和组织特异性〔5〕。循环中的miRNAs可通过血液传递到受体细胞，从而进行靶基因的调节〔6〕。并且循环中miRNAs很容易用qRT-PCR、PCR-RLFP、基因芯片等技术检测出来〔7〕。上述特点使miRNAs可能成为相关疾病的一种新的生物学诊断指标及潜在的治疗靶点。

2 miRNAs在冠心病合并糖尿病患者的表达及作用机制

糖尿病是心脑血管病的高危因素，通过升高全身系统内葡萄糖水平、诱发胰岛素抵抗、血管内炎症及血液高凝状态，进一步导致内皮功能紊乱和血管并发症，加剧冠心病的临床进展。

2.1 代谢功能紊乱 早期糖代谢异常引起的胰岛素抵抗和胰岛素分泌受损导致的血管壁结构和功能的改变是糖尿病血管并发症的重要原因。

2.1.1 诱发胰岛素抵抗 葡萄糖转运蛋白(GLUT)4是调节胰岛素的葡萄糖转运体，主要存在于脂肪，骨骼或心脏组织〔8〕。胰岛素能够诱导GLUT4从细胞内囊泡转移到细胞质膜上，进而促使循环中葡萄糖顺浓度梯度异化扩散，从而加速肌细胞摄取葡萄糖 。实验研究发现在大鼠2型糖尿病模型和胰岛素抵抗细胞模型中mir-106 b，miR-27a和miR-30 d表达上调，这些miRNAs表达升高通过抑制GLUT4，磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(MAPK 14和PI3K)调节亚基β，减弱GLUT4的信号通路的作用，进而导致胰岛素抵抗的形成〔9〕。miR-29a的过表达则可以抑制过氧化物增殖物受体(PPARδ)基因的表达，进而影响过氧化物酶体增殖物激活受体-γ类激活蛋白(PGC)-1α的表达，PPARδ/ PGC-1α依赖信号共同作用，降低胰岛素依赖型葡萄糖摄取和三磷酸腺苷(ATP)生成。此外，过表达的miR-29a也可降低GLUT4的表达水平，诱导体内形成胰岛素抵抗〔10〕。除此之外，还有许多miRNAs被证明与胰岛素抵抗相关，例如：miR-135高表达可通过下调Insr基因表达，影响降血糖组织中信号分子的表达，进而影响胰岛素发挥作用的相关通路，参与胰岛素抵抗形成〔11〕。而miR-16低表达通过作用于rp70s6k1信号通路影响胰岛素作用〔12〕。

2.1.2 胰岛素分泌不足 胰岛素是由胰岛β细胞分泌的一种蛋白质激素，主要参与调节糖代谢，控制血糖平衡，因此各种原因导致胰岛β细胞损害均会影响胰岛素的分泌。miR-375在胰岛β细胞中大量表达，通过的直接碱基互补结合到3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶(PDK1)基因3′非编码区(3′UTR)上，从而抑制PDK1基因表达，进而减少胰岛素的分泌〔13〕。但近期有实验证明miR-375不仅表达于胰岛β细胞，而且更多表达于肺癌、胃肠道、甲状腺和肾上腺的各种神经内分泌细胞〔14〕。因此循环中mir-375表达升高是否能作为胰腺损伤的特异性诊断指标尚需进一步实验证实。近期研究表明miR-21在糖尿病小鼠模型胰腺组织中表达降低，与胰岛β细胞功能障碍密切相关，miR-21通过调节其下游基因(SOX6，RPBJ 和 HES1)在胰岛素分泌细胞生长过程中起着双向调节作用，而在1型糖尿病患者血液循环中mir-21表达也明显降低，表明其可作为新的生物学指标预测早期糖尿病的发生〔15〕。体内高血糖状态对内皮及平滑肌细胞产生损伤，使血管形成有利于炎症/血栓形成状态，最终导致冠心病的发生。

2.2 对心肌细胞的影响 循环中高葡萄糖水平可直接作用于心肌细胞，表现为心肌细胞肥大、心肌纤维化、心肌细胞凋亡等病理生理改变，进一步加剧冠心病的进展。Duan等〔16〕研究指出在糖尿病大鼠模型中伴随心肌细胞肥大，mir-150表达明显降低，而P300转录辅激活子的表达明显升高，进一步研究表明，高糖通过激活PKCβ2进而使miR-150表达下调，mir-150过表达可以抑制P300 3′-UTR荧光素酶报告基因的活性及内源性p300的表达，抑制高糖诱导的心肌细胞肥大。另一项研究则表明葡萄糖诱导的心肌细胞肥大与mir-133a表达降低有关，mir-133a可作用于胰岛素样生长因子受体(IGF1R)和糖皮质激素调节蛋白激酶(SGK1)，使其表达上调和并激活SGK1，进一步作用于蛋白激酶B(PKB)，参与心肌细胞肥大的病理过程。此外在糖尿病小鼠模型中mir-133a过表达可以抑制胚胎成纤维细胞2C(MEF2C)表达的上调，与此同时，MEF2也可以调节mir-133a的活性，因此两者之间可能存在一个正反馈循环，进一步加重心肌病变的进展〔17〕。并且mir-133a过表达可作用于靶基因转胶蛋白2(TAGLN2)，抑制半胱氨酸蛋白酶-9(caspase-9)、caspase-3、caspase-8的表达，进而抑制心肌细胞凋亡〔18〕。有研究表明mir-21、mir-29、mir-133等表达异常也与心肌细胞纤维化病理改变密切相关〔19〕。

2.3 血管内皮损伤及功能障碍 miRNAs在血管的形成和功能上起着关键作用，目前研究较多的是miR-126，已有研究表明mir-126通过作用于靶基因Spred1 和PIK3R2影响MAPK和PI3K信号通路来调控血管生成反应，另外还可以通过作用于血管内皮生长因子(VEGF)-A及血管细胞黏附分子(VCAM)-1来影响内皮细胞功能〔20〕。并且miR-126被证明是主要不良心血管事件(MACE)的独立危险因素〔27〕。而同期研究则研究表明在糖尿病患者中也存在miR-126表达的改变，其降低先于糖尿病临床症状出现，miR-126水平与糖尿病的发病呈负相关(P=0.0158)，因此mir-126有望成为一种新的非侵入性的快速诊断的指标来预测高危人群发生2型糖尿病的风险〔22〕。血糖水平升高可引起miR-126的表达发生改变，而miR-126在调节内皮细胞功能及血管再生及炎症反应中起着重要作用〔23〕，因此miR-126可能成为冠心病合并糖尿病新的血清学检测指标及治疗靶点。此外，mir-221/222在血管平滑肌细胞及内皮细胞的生理中起着重要作用，主要参与血管损伤过程中的血管重塑，维持血管内皮的完整性和支持静态内皮细胞表型，通过作用于与诱导收缩蛋白表达有关的细胞周期调控因子p21Waf1/Cip1、p27Kip1和 p57Kip2，靶向激活血管内皮细胞的再生活性，在动脉粥样硬化初始阶段miR-221/222血管表达上调可抑制血管内皮细胞增生，引起内皮功能障碍与内皮细胞凋亡〔24〕。

2.4 血管内炎症 糖尿病表现为一种全身炎症状态，损害血管内皮功能，并有助于动脉粥样硬化的形成〔25〕。目前，下列因子已被证明参与体内炎症状态有助于糖尿病血管并发症：促炎性细胞因子〔白细胞介素(IL)-1、-6、-18，肿瘤坏死因子(TNF)-α，C反应蛋白(CRP)〕、趋化因子〔单核细胞趋化蛋白(MCP)-1、调节激活正常T细胞表达和分泌(RANTES)〕，黏附分子〔细胞间黏附分子(ICAM)-1，VCAM1、E-选择素〕和核因子(NF)-κB。近期一项研究指出糖尿病和高脂血症可引起代谢性炎症和细胞因子的产生，作用于血管平滑肌细胞，选择性下调miR-10a、 miR-139b、miR-206和miR-222，增加链接蛋白和Rho激酶的表达，导致血管高反应性和收缩功能障碍〔26〕。另一项临床研究则证实mir-146a的表达与糖化血红蛋白、胰岛素抵抗、靶基因TRAF6和NF-κB的表达水平及循环中的TNF-α和IL-6水平呈负相关，但由于横断面研究的性质，此研究不能建立因果关系，需进一步细胞培养和动物模型实验证实其相关性的确切作用〔27〕。

2.5 血液高凝状态 糖尿病患者表现出血小板活化、黏附、聚集增强，血小板聚集的数量的增加，凝血因子(包括纤维蛋白原、凝血因子Ⅶ、Ⅷ因子，Ⅺ、Ⅻ因子，激肽释放酶等)水平升高和血小板活化的产物(如β血小板球蛋白、血小板4因子，血栓素B2)增多〔28〕。而血栓形成是缺血性心血管事件发生至关重要的因素，心肌梗死(MI)和脑卒中事件大多数是由动脉粥样硬化斑块破裂，导致大动脉闭塞引起的〔30〕。有研究表明miR-136-5p下调及miR-424-5p上调与下肢深静脉血栓形成密切相关〔31〕，但有关糖尿病合并冠心病血液高凝状态相关的miRNAs研究目前较少。

3 总 结

MiRNAs与冠心病合并糖尿病的发生发展密切相关，冠心病合并糖尿病患者血液中miRNAs表达异常，通过作用不同的靶基因，促进或抑制代谢功能紊乱、心肌细胞肥大、心肌纤维化、心肌细胞凋亡、血管内皮再生、血管内炎症等多种途径，导致或加剧疾病进展。而miRNAs在血液中有着极其稳定的特性，因此miRNAs可能成为冠心病合并糖尿病疾病发展过程中的一个诊断标志物及新的治疗靶点，为疾病的诊断和治疗提供帮助。

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〔2016-11-14修回〕

(编辑 袁左鸣)

王智慧(1966-)，男，教授，主任医师，硕士生导师，主要从事冠心病介入治疗研究。

宋 健(1991-)，男，硕士，主要从事冠心病临床研究。

R446.1

A

1005-9202(2017)13-3371-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.13.114

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