微小RNA对病毒性心肌炎调控机制的研究进展

曲艺 张迪 刘亚欣

病毒性心肌炎是一种由病毒引起的心肌炎性疾病，病理主要表现为心肌的局限性或弥漫性炎性病变[1]。其临床表现具有高度非特异性，可表现为乏力、轻微胸痛等症状，有时可出现急性心力衰竭，甚至突然发作的心原性休克或室性心律失常等[2-5]。有研究表明，50%的患者可在发病初期2～4周内治愈，但仍有25%的患者可发展为持续的心功能障碍，12%～25%的患者甚至会病情急剧恶化甚至死亡，或进展为扩张型心肌病[3]。因此，如何在早期诊断及治疗病毒性心肌炎对于该病预后具有十分重要的意义。

目前，临床上诊断病毒性心肌炎的金标准为心内膜心肌活检，但尚无高敏感性、特异性的无创检验方法。近年来，有研究发现病毒性心肌炎患者外周血中微小RNA(microRNAs，miR)的表达量与非心肌炎患者相比具有明显差异[4]，提示了microRNAs可能通过不同途径参与病毒性心肌炎致病过程的调控。

1 microRNAs的概述

MicroRNAs是一种非编码的内源性小核糖核酸分子，生物学特性上高度保守[6]，被证实参与转录后的基因表达调控，在蛋白质合成过程中起重要作用。大量研究已证实，在超过1 000种细胞中均存在microRNAs介导的转录后调控，包括细胞增殖、分化、凋亡、宿主-病原体反应等[7-9]。有研究表明，某些microRNAs在健康心脏组织中高度表达，证实其可能在维持正常心脏功能中发挥作用[8]；而另一部分则证实其与炎症和心血管疾病密切相关[9]。由于microRNAs在多种生物途径中具有重要调控作用，探究其作为新生物标志物和治疗靶点是目前学者广泛研究的主题[10-11]。为此，本文对microRNAs在病毒性心肌炎中的相关调控机制进行综述。

2 microRNAs在病毒性心肌炎中的调控机制

2.1 影响病毒的复制

2.1.1 促进病毒复制 研究表明，部分microRNAs可通过与不同靶点结合，促进柯萨奇病毒B3(CVB3)诱导的心肌炎中的病毒复制，从而促进疾病的进展。

Ye等[11]在2013年的研究中发现，CVB3感染Hela细胞可激活ERK1/2并触发Ets-1和Ets-2转录因子的磷酸化，从而使miR-126表达上调。而上调的miR-126又可通过抑制SPRED1蛋白，进一步促进ERK1/2的激活。这种正反馈环促进了CVB3的复制。同时还可通过抑制Wnt/β-catenin途径中的两个新靶点LRP6和WRCH1，促进病毒诱导的细胞死亡和病毒脱落。在另一项Hela细胞实验中，人们发现miR-10a也可通过直接与编码病毒核糖核酸聚合酶靶点结合[12]，来增强病毒的生物学活性。MiR-20b和miR-203也被证实可通过与ZFP-148的3’-UTR结合并抑制其翻译，进一步抑制锌指蛋白(ZFP)-148的表达，从而促进抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，加强感染细胞的存活能力，进而促进病毒感染和复制[13-14]。而miR-590-5p则可以通过与SPRY1蛋白的基因靶点结合，从而阻断凋亡信号来促进病毒复制[14]。

2.1.2 抑制病毒复制 另一部分研究提出，部分microRNAs可通过影响多种通路抑制病毒的复制过程。MiR-342-5P被证实可通过与病毒的2C-编码区靶点结合而抑制CVB3的生物合成[15]，而miR-221/-222则可通过靶向IRF2、CXCL12及TOX从而抑制病毒复制[16]。此外，研究者发现miR-221/-222具有心肌细胞特异性，并依赖于柯萨奇病毒的感染。而使用细胞因子刺激T细胞、单核细胞等均不增加miR-221/-222的表达。

2.2 调控细胞免疫反应

机体免疫反应对心肌细胞的损伤在心肌炎的病理生理学中具有重要作用，它们往往可以通过与特定靶点结合，影响炎性因子的合成与释放。

有研究发现，miR-21和miR-146b的上调可促使TH17细胞分化并增加白细胞介素17释放，从而加剧心肌炎症反应[17]，提示其参与病毒性心肌炎的致病过程。miR-155和miR-148a可通过抑制核转录因子κB的亚单位RelA(p65)，减弱白细胞介素6和白细胞介素1β的表达[18]；而miR-146a则可以通过靶向TLR3和TRAF6双重阻断核转录因子κB通路，从而发挥对心肌的保护作用[19]。MiR-381可与COX-2 mRNA的3′-非翻译区结合并抑制其表达，从而抑制心肌细胞的炎症反应，减轻小鼠心肌细胞的损伤[20]。MiR-16可通过调节CD40及核转录因子κB通路降低炎症因子的相对表达，消除由心肌炎引起的心肌细胞损伤[21]。MiR-15可通过上调NLRP3和caspase-1 p20的表达，进一步激活NLRP3炎性小体。而抑制miR-15的表达，则能够介导过度炎症反应的负向调控因子——NOD样受体家族成员X1(NLRX1)反向调控NLRP3炎性小体，并使其失活，从而逆转CVB3诱导的心肌炎症和细胞损伤[22]。

2.3 影响细胞连接蛋白及缝隙连接

相邻的心肌细胞间通过缝隙连接紧密相连，从而在心肌内建立电传导[23]。构成这些通道的跨膜蛋白被称为“连接蛋白”，其中缝隙连接蛋白43(Cx43)是心脏组织中表达最丰富的连接蛋白之一。

Xu等[24]发现病毒性心肌炎小鼠模型中miR-1水平与Cx43蛋白表达呈负相关。而进一步实验证明，miR-1能够在转录后水平抑制Cx43的表达，同时使其定位发生改变，从而破坏以Cx43为主要成分的低阻力通道的电耦联，影响心肌细胞同步收缩功能。另一项研究发现，miR-19b可与miR-1协同高表达，共同导致体外培养的多能干细胞(hiPSCs-CMS)来源人心肌细胞出现不规则的搏动，同时导致缝隙连接蛋白α1(GJA1)的表达明显下调。而当GJA1过表达时，miR-19b模拟物介导的心肌细胞不规则搏动则会被逆转[25]。研究表明，miR-1和miR-19b参与了心肌炎心律失常的发生机制，提示GJA1有望成为病毒性心肌炎相关心律失常的新治疗靶点。

2.4 调控心肌细胞凋亡进程

2019年Jiang等[26]在一项实验中发现，miR-34a在CVB3诱导的心肌炎的细胞培养模型中高度表达，进而使SIRT1的表达下调。Xia等[27]的研究也表明，miR-217和miR-543也存在相同机制。而SIRT1是SIRT1-p53信号通路的核心成分，也是细胞凋亡的重要抑制物[26]，其表达的下调，进一步促进了细胞凋亡。MiR-98可与FAS/FASL基因靶点结合，从而影响心肌炎的发病[28]。Fas作为膜表面分子，其配体FASL可影响诱导细胞凋亡的多条信号转导通路[29]。而miR-98可通过与其结合，抑制心肌细胞Fas/FASL基因的表达，进而减少细胞凋亡。MiR-93在病毒性心肌炎的细胞凋亡方面也发挥了相应的调控作用。MiR-93可通过与SPP1基因mRNA 3′-UTR上198-204 nt位点结合，降低SPP1、P50、P65、VEGFA和BAX的mRNA表达并增加BCL-2的mRNA表达，从而增加细胞活力，降低细胞凋亡率[30]。

3 小结与展望

综上所述，microRNAs可通过影响病毒复制、增强或抑制炎症反应、影响细胞连接以及调控细胞凋亡等方式参与病毒性心肌炎发病机制的调控。然而，目前该方面的研究仍存在部分局限性。其一，仍有部分microRNAs与成人心肌炎的致病机制相关性尚未探明，此外，目前还缺少感染性心肌炎及非感染性心肌炎之间相关microRNAs水平比较的研究。但是根据现有研究成果探究microRNAs在病毒性心肌炎发病机制中的调控作用，使其有望在未来成为新的生物标志物监测病毒复制情况、评估炎性反应程度、预测心律失常及炎症后心肌病的发生，有利于对疾病的早期干预；同时还有希望作为一种新的治疗思路，根据其作用靶点为病毒性心肌炎患者提供更精准化治疗。

利益冲突：无