微小RNA在病理性心肌肥厚中的研究进展

胡志琴 方志平 杨雪芳 方翼 李咏梅

1广州医科大学附属第五医院药学部 510700；2宁波市医疗中心李惠利医院药剂科，浙江 315040

目前，全球约有4 000 万成年人患有心力衰竭（以下简称心衰），占世界总人口的1%～2%［1］。心衰多为各种原因所致心肌病变发展到终末阶段所引起的一种临床综合征，具有高患病率、高住院率、高病死率等特点，已成为全球的重要公共卫生问题［2］。目前认为病理性心肌肥厚在心衰发生发展过程中起着重要作用，是心衰和猝死等心血管事件的独立危险因素［3］。因此，对病理性心肌肥厚的发病机理的研究显得尤为重要，临床上可以为心衰的预防、诊断和临床治疗提供科学依据和资料。

1 心肌肥厚及其影响因素

心肌肥厚是指心脏在遗传、环境和（或）多种生理及病理因素作用下，心脏适应性做功增加而出现的心脏重量和体积的增加，伴随心肌细胞的肥大和心脏间质的改变。根据心肌肥厚的发生原因，可将心肌肥厚分为生理性心肌肥厚和病理性心肌肥厚。生理性心肌肥厚主要是指心脏在生理条件下所引起的肥厚，一般不会出现心脏结构和功能的异常。病理性心肌肥厚是心肌代偿性适应性肥厚，主要由压力性负荷、损伤或内源性疾病、遗传性疾病等病理因素诱导形成。心肌肥厚失代偿时，常伴随着细胞生长、蛋白质合成、线粒体功能障碍及胎儿基因的重新激活等过程，促进细胞凋亡和坏死，最终导致心衰甚至死亡［4］。

2 微小RNA（microRNA，miRNA，miR）生成及作用机制

miRNA 是生物体内重要的调控因子，由长度约22 个核苷酸的单链非编码RNA 构成。miRNA 的生物合成以经典途径为主，也包括独立的Drosha/DGCR8 和Dicer 等非经典途径［5］。其中，miRNA 生物合成的经典途径依赖于在细胞核和细胞质中相继发生的两个加工过程。成熟的miRNA与Ago2 蛋白结合后，一起进入RNA 诱导的沉默复合体（RISC），与靶基因的3’非翻译区（3’-UTR）互补序列发生特异性结合，促使靶基因的降解或抑制其表达，负性调节靶蛋白的表达［5］。

3 miRNA在病理性心肌肥厚中的作用

研究发现，miR-1、-199a、-125b、-27b、-17-5p、-24 等miRNA通过靶向线粒体自噬、线粒体动力学、线粒体钙和线粒体生物合成的相关基因来调控线粒体功能和形态，其在心脏肥大过程中发挥着促进或抑制肥厚的作用［6-12］。此外，miRNA 可通过钙信号传导通路、细胞周期等肥大信号通路相关的转录因子和离子通道等分子机制，发挥促进或抑制肥厚的作用［6，13］。本文将对部分miRNA作详细的介绍。

3.1 发挥抑制作用的miRNA

3.1.1 miR-1 在心肌组织中特异性表达的miR-1 靶向促肥信号通路关键基因的3’-UTR，抑制促肥信号的产生，对心脏肥大起到保护作用。miR-1 不仅参与调控心肌肌钙蛋白（cTn）、转录因子NKX2.5 和血清反应因子（SRF）、WNT 信号通路等的表达，而且靶向钙离子（Ca2+）依赖性途径中激活T 细胞核因子3（NFATc3）、线粒体钙单向转运蛋白（MCU）、钙调蛋白（CaM）、肌细胞增强因子2A（MEF2A）和转录因子GATA4等靶基因的mRNA［6，13-14］。

3.1.2 miR-133 miR-133 在骨骼肌和心肌细胞中具有特异性表达的特征，其水平在小鼠和人的肥厚心肌组织中显著下降［15］。已有研究报道，miR-133a 靶向肌醇1，4，5，’三磷酸受体Ⅱ（IP3RⅡ）、肌浆/内质网钙离子ATP 酶2a（Serca2a）、CaM、蛋白激酶C-δ（PKC-δ）、Gq蛋白等Ca2+依赖性信号通路中靶点，抑制心肌细胞肥大［16-18］。

3.2 发挥促进作用的miRNA

3.2.1 miR-155 miR-155 在胚胎和新生儿心肌中的水平较低，而在出生后第7 天和成年心脏中水平升高，且富集于巨噬细胞［19-20］。Heymans等［19］研究发现，心肌在压力作用下，巨噬细胞产生的miR-155通过抑制细胞因子信号转导抑制因子1（SOCS1），促进信号转导和转录激活因子3（STAT3）磷酸化，引起巨噬细胞炎性反应，并将旁分泌信号传导至心肌细胞，激活心肌细胞STAT3，从而促进心肌细胞肥大。此外，miR-155可抑制钙信号传导通路相关的Jumonji富含AT联合结构域2（Jarid2）、巨噬细胞炎症相关的MAPK 信号通路的胞外信号调节激酶（ERK）、c-Jun 氨基端激酶（JNK）和p38 MAPK的磷酸化，促进心肌肥大［20-21］。

3.2.2 miR-199a 心肌特异性miR-199a 过表达的转基因小鼠心肌发生明显的肥厚，且伴随着心功能减弱。miR-199a 可以靶向GSK3β/mTOR 信号通路进而损害心肌细胞的自噬；或抑制过氧化物酶体增殖物激活受体γ 辅激活子1α（PGC-1α）/雌激素相关受体α（ERRα）轴与线粒体脂肪酸氧化（FAO）和氧化磷酸化（OXPHOS）调控线粒体结构及功能，参与心肌肥大的过程［7，22］。Asensio-Lopez 等［23］研究报道，永久结扎左前冠状动脉后，miR-199a-5p的水平增加，进而上调血清可溶性生长刺激基因表达蛋白2（sST2），促进心肌肥厚，表明降低miR-199a-5p 的水平可防止心肌梗死后心肌的病理性肥大。

4 miRNA表达与肥厚型心肌病的相关研究

肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy，HCM）伴随着心肌细胞肥大、肌节紊乱和纤维化特征的心肌表型变化［24］。miRNA 在HCM 发病机制中发挥重要作用。心肌组织RNA 测序研究结果显示，HCM 患者心肌组织中miR-487a、-654、-30d、-154、-3193 的表达显著下调，而miR-3671 的表达显著上调［25］。研究发现，血清miR-30d 是急性心衰患者生存的预后生物标志物，其水平可以用来预测急性心衰患者1 年的存活率［26］。Sonsoz 等［27］研究报道，HCM 患者血清中miR-29a 水平显著升高，且与患者心电图QRS持续时间、左心室肥厚和左心房扩张相关。表明，血清中miR-29a 水平可作为评估HCM 患者心功能的潜在生物标志物［27］。此外，Li 等［28］研究发现，miR-1-3p 的表达在HCM 患者心肌中具有疾病特异性和敏感性，且与患者左心室功能相关，表明miR-1-3p 为心功能障碍的潜在治疗目标。

5 展 望

miRNA通过正向调控或负向调控心肌细胞分化、肥大、增殖和凋亡，促进或抑制心肌肥厚，其在人体血液中的稳定性与可传递至细胞的特征，使得miRNA 药物治疗心肌病患者成为可能［29］。目前，Miravirsen（miR-122 反义RNA）［30］、MRX34（miR-34a 模拟物）［31］、CDR132L（miR-132 抑制剂）［32］等miRNA 的研究已经从基础研究进入到Ⅰ期、Ⅱ期临床研究阶段。miRNA作为生物标志物或治疗药物在心血管疾病的早期诊断、预后判断或治疗方案方面具有良好前景。因此，我们需要在miRNA 参与调控心肌肥厚方面开展更深入的研究，筛选出特异性的miRNA，开展临床研究，以期在心血管疾病的预防、诊断和治疗等方面提供重要的指导价值。