MiR-27 参与血管疾病调控的研究进展

马宁，陈云霞，安阳，齐珊珊，苏俊平，司捷

（承德医学院，河北 承德）

0 引言

miRNA 在细胞内调节中有着重要作用。近年来研究发现miR-27 家族及其基因簇与人体内多种疾病有着较高的相关性。因此，miR-27 越来越受到关注。miRNA 参与多种调控途径。在本研究中，糖尿病下肢血管病变涉及脂代谢、糖代谢和血管生成等过程。本文就miR-27 家族及其基因簇在上述过程中的研究进展作一综述。

1 miRNA

miRNA 首次被发现于 1993 年。Lee 等人[3]通过遗传分析，在线虫体内发现了22nt 的非编码小RNA--LIN-4。到目前为止，已经在不同的物种中发现了大量的miRNA，仅在人类身上就高达1000 多种。它们参与了不同细胞的许多生物学过程，包括发育、神经发生、凋亡、代谢和造血过程中的脂肪形成，并可能与人类恶性肿瘤和感染性疾病有关。Chang 和Men-Dell[4]的研究表明，这些miRNA 具备调节许多功能基因的功能并涉及转录因子、受体和各种信号通路。

两个亚型是组成miR-27 家族的基础：miR-27a 和miR-27b。miR-27a 是基因间的 miRNA，[5]miR-27b主要位于19 号染色体上，而基因内的miRNA 则主要存在于9 号染色体。miR-27a 和miR-27b 之间具有完全相同的种子序列，仅有一个碱基序列不同。(miRNA结合到非编码区的特异性片段或碱基)[6]。

2 microRNAs

是一类由18-24 个核苷酸组成的内源性非编码功能性小RNA 分子。关于miRNA 生物发生的一般观点是，初级miRNA 转录本被RNaseIII 酶DROSHA切割成细胞核中的茎环中间体，称为Pre-miRNA。[7]然后，这些前miRNAs 被运输到细胞质，并被细胞质RNaseIII 酶切割器切割，产生成熟的miRNAs[8-10]。尽管这些分子的表达可能会受到这一中间过程的任何方面的影响。然而，miRNAs 通常通过特异性互补碱基对靶mRNA 的3‘非翻译区(UTR)降解或直接抑制靶基因的翻译，从而调控多种途径，如细胞死亡、细胞增殖、胚胎发育和代谢过程。[11]有人认为miRNAs 可能调节超过1/3 的人类基因组mRNAs 的翻译。最近的研究表明，miRNA 功能的增强或丧失参与了T2 DM 的发病过程。例如，miR-27A 在自发性2 型糖尿病大鼠的脂肪组织中表达上调，在被诊断为代谢综合征和2 型糖尿病的患者中循环水平升高[12-13]。

3 miR-27 和能量代谢

miR-27 和脂质代谢的关系已得到证实[14]。miR-27A 参与表达脂肪细胞的分化。细胞分化程度与miR-27a 的表达量负相关。MIR-27A 也参与脂肪类细胞的调节。康教授等人[15]发现PHB 表达下调可抑制人前脂肪细胞的克隆性增殖。脂肪产生的标志物表现为PHB 和 C/EBPβ、PPARγ 和 APP2 的蛋白水平和 mRNA含量的减少。正常人脂肪组织中赖氨酸酶、脂氧合酶水平低于肥胖患者。细胞和人皮下脂肪细胞实验证实miR-27 水平越高与Lox 含量越低。此外，miR-27可以通过靶向Lox 来抑制脂肪细胞的分化。通过脂肪细胞实验，miR-27A 通过PPARγ 途径的3‘非翻译区抑制许多下游标志物基因，如脂肪细胞脂肪酸结合蛋白 (AP2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、脂联素 (Adiponectin) 和CD36。此外，Karbiener 等人[16]发现 miR-27b 还可以通过减少PPARγ 的表达达到抑制人脂肪细胞的分化的效果。通过实验[17]朱等人发现，在小鼠模型3T3L1脂肪细胞分化的早期，miR-27 的过表达与C/EBPα 脂肪细胞的进一步分化具有一定想象。根据“白色脂肪褐变”理论，脂肪组织主要分为以储能为主要功能的白色脂肪组织，以线粒体含量较多的棕色脂肪组织。并提出“白色脂肪细胞褐变”的理论基础为肥胖的治疗带来新的思路。Kong 等人[18]通过学习研究，建立了动物和细胞模型。通过糖皮质激素这一媒介，得出下调miR-27b 的表达可以改善糖皮质激素诱导的肥胖和胰岛素抵抗，增加氧耗[19]。

脂类的合成、分解和转运称为脂类代谢。miRNA调节作用于与脂质代谢相关的酶、激素和转录因子密切相关。已有研究证明，miR-27 可通过CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)、等因子调节脂类代谢。zhang等人[20]指出：胆固醇流入、酯化、水解和流出的过程均涉及miR-27a/b 的调节，具体与ATP 结合的蛋白调节相关。Shirasaki 等人[21]通过大量细胞实验证实，丙肝病毒的感染力会因为miR-27 的相关作用机制而降低。同时miR-27 及其前体对细胞内甘油三酯和总胆固醇的含量也有一定影响。国内临床试验指出[22]，按照指南治疗的患者的肝脏活检表明，中度与重度脂肪肝患者的血清miR-27 含量存在统计学差异。关于对药物敏感性，对于病毒学应答或者瞬时应答的患者相对于无反应组，其血清miR-27 含量更高。miR-27a/b 具有抑制细胞内脂滴的产生和积聚的效果，考虑与LPL 的表达水平呈负相关。相关动物实验结果表明，高脂饲料、富含果糖的标准饲料和富含果糖的高脂饲料可下调miR27 的水平，从而影响参与脂肪酸代谢的炎症因子[23]。miR-27A 可通过TRβ1mRNA‘非翻译区的结合位点，通过翻译等从而使TRβ1 蛋白的表达成负相关，另一方面表现为miR-27A 可促进脂质堆积和动脉粥样硬化斑块的形成。以上依据Erion 等人[24]发现。

4 miR-27 和糖代谢

2 型糖尿病主要特征是胰岛素抵抗和胰岛素分泌减少，可加重重要器官损害。直到最近，2 型糖尿病的病因还不清楚。目前普遍认为是环境因素和遗传因素共同作用导致2 型糖尿病的发生和发展[25]。因此，我们对miR-27 进行了分析，以解释基因变异与临床疾病的关系。有证据表明miR-27 的过表达在空腹血糖水平较高人群中更明显。miRNA 可以通过靶向叉盒上调胰腺发育，减少胰岛素分泌，进而通过直接靶向RabGTPase 家族27a 和RabPhilin-3a 样蛋白减少葡萄糖刺激的胰岛素分泌。rs895819 或rs531564 上的SNPs 还可影响miR-27 及其靶基因在脂肪细胞分化、胰腺发育和胰岛素分泌紊乱中的表达水平。分层数据还显示，miRNA 基因型GC 增加了超重人群患T2 DM 的风险。MIR-27 可抑制脂肪细胞过氧化物酶体PPARγ 和CCAT 蛋白α 的阻断表达。根据对循环miRNA 随胰岛素敏感性变化的观察，可以推测，随着体重的增加，miRNA 的变化可能由超重转变为肥胖。然而，还需要进一步研究证据来验证这一假设。

5 miR-27 和血管形成

血管形成参与了多种复杂的过程。例如，内皮细胞[26]激活、增殖、迁移和成熟。miR-27 与血管生成有非常重要的关系[27]。研究表明，miR-27 与靶向Sprouty 和Sema6A 诱导血管生成相关，主要表现为通过抑制miR-27 将抑制体外血管生成和发育。MIR-27不仅可以调节血管生成，还可以通过调节内皮细胞的完整性来控制血管完整性[28]。结果表明，[30]miR-27 过表达可通过沉默血管抑制因子(Sema6a)减轻内皮细胞排斥反应，增加内皮细胞数量。

血管疾病的病理过程也涉及血管损伤修复、血管生成和衰老等等相关复杂生理病理功能。研究表明，miR-27 调控的多种靶点与血管炎症有关，其中RxRα和PPAR 最为常见[29-30]。目前对动脉扩张期的研究较多。以某一靶点为代表的有效靶点，明确连接与动脉扩张期病理生理变化的相互作用可作为早期防治的起点。

越来越多的实验证实miRNA 在细胞生长、增殖和代谢中起着重要作用。对血管疾病干预指标的要求越来越高，miR-27A 的特性可以满足其要求。miRNA 的调控涉及多个复杂靶点和途径。可以推测，某些功能的表达需要涉及多个目标和途径。在今后的研究中，我们可以进一步阐明该通路的表达及其相关的病理生理机制，提高miR-27 的早期诊断效率和干预时间。尽快将研究成果转化，促进医疗事业发展。