miRNA调控NF-κB在心肌缺血再灌注损伤中的研究进展

冯周恒 王海英

1遵义医科大学（贵州遵义563000）；2遵义医科大学附属医院麻醉科（贵州遵义563000）

目前，心血管疾病在全球范围内已成为致残和致死的主要原因之一，其中缺血性心肌病占据了很大的比例［1］。针对缺血性心肌病的治疗，早期成功的心肌再灌注是最有效的策略，可在很大程度上改善临床结局［2］。但是，血流的再通，心肌的复灌注会引起进一步的损伤，导致心肌代谢紊乱和结构重塑，临床上可表现为心律失常、心功能减退、心肌梗死等，这种现象称之为心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）［2-3］。近年来，随着多种微小RNA（microRNA，miRNA）在心肌保护方面的作用逐渐被研究者发现，miRNA 减轻MIRI 的机制也成为了研究热点。大量的研究证实MIRI 的发病机制涉及炎症反应、钙超载、补体活化、细胞自噬、凋亡等一系列复杂的病理过程［4］，其中炎症反应在MIRI 的进程中起到了至关重要的作用，因此通过调节炎症相关信号通路如核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）等减轻MIRI，恢复心功能障碍是一种良好的治疗策略［5］。

1 miRNA

1.1 miRNA 的概述及生物学功能 miRNA 是一种内源性非编码小分子RNA，由19～25 个核苷酸组成［6］，其广泛存在于真核生物中，在进化上具有高度保守性。miRNA 通过与靶mRNA 的3’端非编码区互补配对，促进靶mRNA 降解或者抑制其翻译，负性调控靶基因的表达［7］。近年来，大量研究显示miRNA 是影响包括增殖、分化、衰老、凋亡等所有细胞病理生理过程的关键分子，广泛参与如心血管、肝肝、肾脏、肠等多种脏器缺血再灌注损伤的调节［8-12］。

1.2 miRNA 与MIRI 研究［13］发现大量miRNA与MIRI 的关系密切，它们可通过干预电信号传导、肌肉收缩、血管再生等过程的方式参与其中。不同miRNA 在MIRI 中会呈现出不同的表达水平［14］，其中表达上调、呈现心肌损害作用的miRNA被称为负性调控miRNA，如miR-1［15］、miR-122［16］、miR-195-3p［17］、miR-92a［18］等，反之表达下调、呈现心肌保护者则称为正性调控miRNA，如miR-499［19］、miR-210［20］、miR-141［21］、miR-144［22］等。

2 NF-κB

2.1 NF-κB 的概述及生物学功能 NF-κB 是一种非常重要的转录调控因子，它是由SEN 等［23］在1986年发现的一种可以和κ 轻链基因增强子κB序列特异性结合的功能性蛋白。NF-κB 包括p50（NF-κB1）、p52（NF-κB2）、RelA（p65）、RelB 及c-Rel 5 种亚单位，各亚单位以不同形式组合形成同源或异源二聚体［24］。NF-κB 可通过调控如B 淋巴细胞瘤（Bcl）-2 以及ICAM-1 的表达，广泛参与炎症反应、免疫应答、细胞增殖和细胞凋亡等多种生理、病理过程［25-26］。

2.2 NF-κB 与MIRI 目前在NF-κB 家族中研究最多的亚型是p50 和p65，由它们组成的p50/ p65二聚体复合物在哺乳动物中分布最为广泛，并且与心血管疾病关系最为密切［27］。越来越多的研究表明，NF-κB 活性在MIRI 相关梗死区升高，当其被激活后可诱导产生过度炎症反应及细胞凋亡等，最终导致心肌损伤；运用NF-κB 抑制剂可减少黏附分子及凋亡相关基因的表达，抑制炎症反应及细胞凋亡，减轻MIRI［2，28］。

3 调控NF-κB 通路的miRNA 与MIRI

3.1 miR-327 YANG 等［29］通过病毒转染的方式过表达或下调miR-327，构建缺血再灌注损伤模型之后，检测发现NF-κB 通路的相关蛋白表达量在miR-327 过表达组增加，在miR-327 抑制组减少。并且发现炎症介质TNF-α 和IL-6 呈现出了与NFκB 相同的变化趋势，心肌梗死面积也随着炎症介质以及NF-κB 表达量的减少而减轻，证实了下调miR-327 会抑制NF-κB 信号通路，减轻炎症反应，从而减弱MIRI。

3.2 miR-340-5p NF-κB 激活剂1（Act 1）是一种促进NF-κB 信号通路激活蛋白，LI 等［30］研究发现miR-340-5p 在缺血再灌注引起的急性心肌梗死小鼠模型和缺氧复氧模型的心肌细胞中下调，并且Act1 和miR-340-5p 存在反向调节的关系，miR-340-5p 可通过下调Act1 来抑制缺氧复氧的H9C2 细胞的凋亡和氧化应激，反之当过度表达Act1 时，NFκB 被大量激活，miR-340-5p 表达量减少。所以上调miR-340-5p 可通过抑制Act1，减少NF-κB 通路的激活，从而减弱细胞凋亡和氧化应激，起到心肌保护的作用。

3.3 miR-208a 为了研究miR-208a 增强H9c2 细胞缺血再灌注损伤的分子机制，ZHANG 等［31］探讨了miR-208a 对相关信号通路的影响。结果显示，在miR-208a 过表达组，NF-κB 的mRNA 和蛋白表达水平明显高于缺血再灌注组，主要表现为IκBα和p65 的增加。而在miR-208a 敲低组，NF-κB 的表达较缺血再灌注组有所下降。这个负调控效应表明miR-208 a 促进NF-κB 信号通路的激活从而增加H9c2 细胞的缺血再灌注损伤。

3.4 miR-590-3P miR-590-3P 是近年来发现的一种通过靶向调控NF-κB 信号通路参与心肌炎症的miRNA［32］。在ZHAO 等［33］的研究中发现与假手术组相比，缺血再灌注组的心肌组织中miR-590-3P表达降低，而NF-κB 的核酸以及蛋白表达均增高；通过细胞转染过表达miR-590-3P 会抑制NF-κB 信号通路，表现出心肌细胞增殖的增强，细胞凋亡减少，氧化应激减弱。

3.5 miR-486 研究发现缺氧抑制了H9c2 细胞中miR-486 的表达，过表达miR-486 可减轻H9c2 细胞缺氧诱导的心肌损伤，抑制miR-486 可进一步加重缺氧诱导的心肌损伤［34］。此外，N-myc 下游调控基因2（NDRG2）被证实是miR-486 的靶点，其表达受miR-486 负调控，NDRG2 的下调减轻了miR-486 抑制缺氧心肌损伤的作用。此外，敲低NDRG2 显著抑制低氧诱导H9c2 细胞NF-κB 信号通路，表明miR-486 可能通过靶向调控NDRG2 和NF-κB 信号通路来缓解低氧诱导的心肌损伤。

3.6 miR-31 为探究miR-31 在MIRI 过程中的作用，WANG 等［35］在小鼠MIRI 后检测miR-31 的表达，最终发现miR-31 在缺血再灌注后表达增加，再灌注12 h 后达到最高值。并且体外miR-31 下调可提高心肌细胞的活力和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，miR-31 下调可在体内减少心肌梗死的面积。蛋白激酶C ε（PKCε）是miR-31 的功能目标基因，NF-κB 作为PKCε 的下游分子，参与了miR-31 的心肌保护作用。下调miR-31可依赖PKCε/NF-κB 通路减弱MIRI。

3.7 miR-27 miR-27 家族（包含miR-27a 和miR-27b）是一个跨物种高度保守的miRNA 家族［36］，有研究表明miR-27 在心脏发育和稳态中起着关键作用［37］。ZHANG 等［38］通过荧光素酶报告基因实验证实转化生长因子β受体1（transforming growth factor β receptor，TGFBR 1）是miR-27 的作用靶点，并采用大鼠心肌细胞H9c2 细胞，探讨miR-27 对心肌细胞缺氧复氧损伤的调节作用，结果显示miR-27 能靶向调节TGFBR1，抑制NF-κB 信号通路激活，减少心肌细胞凋亡，减轻心肌细胞缺氧复氧损伤。

3.8 miR-183 miR-183 通过调节细胞凋亡与自噬参与各类肿瘤的发生发展［39］，有研究证实miR-183 与NF-κB 信号通路密切相关。XING 等［40］通过细胞实验与动物在体实验同时研究miR-183 与MIRI 的关系，在细胞层面显示：与缺氧复氧模型组相比，miR-183 组的H9C2 细胞凋亡率明显降低，NF-κB、Caspase-3、Bax 蛋白表达量增加，抗凋亡蛋白Bcl-2 表达量降低；而在体实验也证实：miR-183组的心肌梗死面积较MIRI 模型组明显减少。最终得出结论，miR-183 作用于NF-κB 信号通路，调节细胞凋亡，减轻MIRI。

3.9 miR-21 研究显示棕榈酸盐能引起心肌细胞凋亡［41］，而miR-21 能通过调节Caspase-3/NF-κB信号通路降低棕榈酸盐诱发的心肌细胞凋亡率，从而减轻心肌细胞损伤［42］。并且也有报道天麻素可以通过上调miR-21 的表达，保护大鼠H9c2 心肌细胞免受缺氧诱导的损伤，相关通路包括PI3K/AKT 和NF-κB［43］。PAN 等［44］通过AAV 转染过表达miR-21，建立MIRI 模型后检测凋亡相关基因和炎症因子的表达。结果显示miR-21 组的Bcl-2/Bax以及Bcl-10 浓度较对照组升高，而Caspase-3、NFκB 以及IL-6 水平较对照组明显降低。因此，大鼠MIRI 会导致miR-21 表达下降，而miR-21 过表达能够有效抑制NF-κB 信号通路的激活，从而减少大鼠的心肌细胞凋亡水平和炎性因子的释放。

如前述，miRNA 基于NF-κB 信号通路参与MIRI 的调节机制涉及细胞凋亡、炎症反应、氧化应激等过程。除上述miRNA 以外，还包括miR-301b-3p［45］、miR-146b-5p［46］、miR-711［47］等。

4 结语及展望

目前大量研究表明，miRNA 在几乎所有的细胞生理病理过程中都扮演着重要的角色，miRNA已经成为在心肌保护过程中不可或缺的关键因素；NF-κB 家族作为一种重要的信号通路，干预多个病理生理进程，包括免疫、炎症、细胞增殖、细胞分化以及调节细胞的氧化应激等。在众多的miRNA 参与MIRI 的过程中，或多或少的都会依赖类似于NF-κB 的信号通路，这将为临床上减轻MIRI的策略提供大量的理论支撑。所以在miRNA 层面探究依赖NF-κB 信号通路以减轻MIRI 的分子机制将会是一个非常有潜力的心肌保护热点。然而，目前的研究证实在MIRI 进程中，并非某种miRNA 单因素调控NF-κB 这一条信号通路就能实现心肌保护，所有的病理生理进程都是在包含众多miRNA 和多条信号通路的基础上，通过调控炎症、免疫、自噬、细胞凋亡、氧化应激等多种因素从而完成的一系列复杂的程序。相信通过进一步探究MIRI 的分子机制，必将找到更多有效减弱MIRI的靶点，为临床心肌保护开拓新的篇章。