微小RNA-208家族与心血管疾病关系研究进展

丁 雄 周 慧 周雪颖 舒 哲 岳 清 马晓旭 武 英 李 云

华北理工大学公共卫生学院 河北唐山 063210；①护理与康复学院；②研究生学院

心血管疾病(CVD)是一类临床常见疾病，发作后易造成残疾甚至猝死，严重危害人类健康。目前因CVD死亡高居我国城乡居民总死亡原因的首位，农村为45.50%，城市为43.16%，且CVD患病率及死亡率仍处于上升阶段[1]。微小RNAs(miRNAs)是一类长度约22个核苷酸的基因转录后调控小分子RNA[2-3]，参与调控多种生理病理过程。目前发现的miRNAs的种类多达几千种，其中miR-208家族近年来研究较多，且在miR-208家族与CVD发病的关系方面已取得了一定进展。本文就miR-208家族在CVD中的研究进展做一综述。

1 miRNAs的形成与生物学功能

1.1miRNAs的由来 1993年，Lee等[2]在秀丽隐杆线虫体内发现一种不编码的蛋白，但是可以形成小型转录RNA，研究者将其命名为lin-4。随后Reinhart等[4]又发现类似具有转录调节功能的小分子RNA，并将其命名为let-7。因并非由遗传学家鉴定，研究者们并不了解其功能，只知道它们很小，称其为miRNAs[3]。随着生物信息、分子克隆等技术的发展，研究者们在植物、真菌、果蝇和人类等也发现miRNAs。目前，在人体中发现的miRNA已有3479种[5]。

1.2miRNAs的生物合成 miRNA的生物合成包括转录、切割、易位和成熟。首先，miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ作用下转录生成包含2个核苷酸环状结构的初级产物pri-miRNA；其次，Drosha在辅助因子DGCR8的帮助下识别pri-miRNA，并将其茎环状结构剪切下来，pre-miRNA在转运蛋白Expoain-5帮助下转运到细胞质，被RNaseⅢ酶Dicer切割成长约22个核苷酸的双链miRNA；最后，该双链RNA解旋，一条链与Argonaute蛋白结合，形成基因沉默复合物RISC，该复合物与靶基因mRNA的3'UTR区结合，形成成熟的miRNA，另一条链在复合物中降解[6]。

1.3miRNAs的生物功能 研究发现，miRNAs具有广泛的基因调控功能，参与多数基因表达后调控，包括各类生物，其中人类约90%基因受miRNAs的调控。成熟的miRNAs参与形成RNA诱导的沉默复合物，并作用于靶基因mRNA上发挥调节作用。miRNAs调控靶基因表达最重要的是依赖于miRNA-mRNA的互补性，当二者完全互补时，直接导致mRNA降解；若二者部分互补，则mRNA翻译受限[7]。通过这种互补性从而实现对mRNA转录调控，发挥其重要的生物学功能。

2 miR-208家族表达及在CVD中的作用机制

2.1miR-208家族的表达情况 miR-208家族包括miR-208a、miR-208b和miR-499。人类miR-208a位于14号染色体q11.2区α-心肌肌蛋白重链基因(α-MHC/Myh6)的第29内含子区内；而miR-208b位于14号染色体q11.2区β-心肌肌蛋白重链基因(β-MHC/Myh7)的第31内含子区内；miR-499位于10号染色体q11.2区Myh7基因的第19内含子区内[8]。 miR-208家族是最重要的心脏富集型miRNAs之一，在心血管的健康和疾病中发挥着重要作用。miR-208家族在人、小鼠、大鼠和狗中的序列相似，其pri-miRNA在哺乳动物中高度保守，并且具有严格的空间、时间和特定腔室性表达模式[9]。miR-208家族作为miRNAs的一员，是通过识别靶基因mRNA的3'UTR，抑制靶基因mRNA的翻译甚至加速其降解，再转录后起到负反馈调节的作用[10]。近些年来，越来越多证据表明，miR-208家族在CVD中的重要作用和地位，未来有望作为潜在的生物标志物。

2.2miR-208家族在CVD中的作用机制 目前关于miR-208家族与CVD作用机制尚不清楚。Callis等[11]研究证实:①miR-208a和miR-208b是miR-208家族的成员，在心脏发育和心脏病理过程中差异表达，与它们各自宿主基因的表达平行；②miR-208a在心脏过度表达可诱发心脏肥大；③miR-208a诱导的β-MHC表达仅限于与纤维化相关的心肌细胞的一部分；④在miR208a -/-小鼠心脏β-MHC表达显著下调；⑤miR-208a和miR-208b都靶向Thrap1和Myostatin，是肌肉生长和肥大的两个重要负调节剂；⑥其对于正常的心脏传导是必需的，miR-208a功能获得和丧失与心律不齐相关。另外研究报道，miR-208可通过调节肌球蛋白基因表达来影响肌肉功能和表达[12]；还有研究认为是通过影响心肌细胞内cAMP-PKA信号通路参与了心肌梗死的过程[13]。miR-499通过调节p53、钙调神经磷酸酶和Drp1的机制在心脏执行凋亡程序中参与抑制缺氧和局部缺血引起的凋亡和心肌梗死[14]。

3 miR-208家族与冠状动脉粥样硬化性心脏病

3.1急性心肌梗死 急性心肌梗死(AMI)是冠状动脉急性、持续性缺血、缺氧所引起的心肌坏死，可并发心律失常、心力衰竭或休克，严重者甚至危及生命。miR-208家族在AMI中高度表达。在心肌梗死小鼠模型和细胞模型研究发现，与对照组比，miR-208b表达上调，在心肌梗死患者血清中也发现类似的结果[15]。与健康人群相比，AMI患者miR-208b表达水平增加9.6倍，该研究还发现miR-208b表达上调与AMI患者的生存率降低相关，但由于研究样本量有限，需要更大的样本量随访研究进行验证[16]。研究发现，AMI患者入院后4h和24h后，血清miR-208a分别上调36倍和51倍。进一步研究发现，与无病理性心源性猝死患者相比，AMI患者的mi-208以及miR-499表达下调，该项研究指出，miR-499在区分心源性猝死和AMI、 miR-208在区分AMI和非AMI有很高的准确性为临床医生和病理医生的鉴别诊断方面提供了潜在的帮助[17-18]。

与健康对照组相比，AMI患者miR-499表达显著上调，变化超过6.03倍，合并终末期肾病患者miR-499的变化更是高达350倍[19-20]。AMI患者入院4h和24h后，同miR-208一样，在血清中miR-499表达上调，分别升高103倍和95倍，对梗死区域分析发现，在心肌梗死区的表达水平明显低于偏远区或假手术组，可能是miR-499由受损的心脏释放到循环中[17]。在一项关于循环miRNA诊断性研究发现，与健康人群或非AMI患者相比，AMI患者中的miR-499和miR-208b表达水平显著上调；对AMI类型深入分析，ST段抬高型AMI患者比非ST段抬高型患者miR-499和miR-208b的表达上调明显(P<0.001)；疼痛发作3h内的患者中，93%的患者miR-499-5p阳性，88%的患者心肌钙蛋白Ⅰ(cTn1)阳性，但他们之间差异并无统计学意义(P=0.78)，经ROC分析发现，与循环cTnT1具有相似的准确性[21]。研究发现，这些miRNAs作为早期AMI的心肌标志物并不优于cTn1[22]。这些研究均表明，血浆中心脏特异性miR-208a升高可作为诊断AMI的新的生物标志物，并且有较高的敏感性和特异性，miR-208a上调比cTn1出现早[23]。一项Meta分析研究表明，循环miR-499是诊断AMI患者的可靠生物标志物[24]。

3.2心绞痛、急性冠状动脉综合征(ACS) 研究发现，与健康对照组比，miR-208和miR-499在心绞痛患者表达上调(P<0.05)，进一步分析发现，在心绞痛患者上述两种miRNA表达上调水平高于AMI患者，作为潜在心绞痛诊断标志物具有更高的灵敏性[25]。Bi等[26]研究得出ACS患者血清体中miRNA-208a表达显著上调，根据miR-208a表达的倍数变化，ACS患者分为低miR-208a表达组(<3倍)和高miR-208a表达组(≥3倍)，临床特征分析显示，miR-208a高表达组患者年龄较大、1年生存率显著降低；miR-208a对ACS的诊断及预后至关重要；但其研究样本量较小，未对ACS的早期以及晚期进一步细分，也未对评价ACS的其他参数进行分析。对于miR-208a作为潜在生物标志物还需要更大样本量进行验证并收集更多参数进行评价。

4 miR-208家族与心肌重塑性疾病

4.1肥厚型心肌病 肥厚型心肌病是长期压力负荷过重导致心脏的肥厚，使心肌需氧增加，冠状动脉供血量不足，最终导致心肌收缩力减退。在动物研究发现，小鼠心肌细胞中的miR-208过度表达，与肥厚型心肌病有关[27]。Huang等[28]研究发现，与健康人相比，左室肥厚患者外周血中miR-208的表达水平显著升高(P<0.05)，该结果表明，miR-208可用作肥厚型心肌病的新型治疗和诊断标志物。另外有研究发现，高血压患者miR-208b(r=0.426，P<0.001)和miR-499(r=0.433，P<0.001)表达水平与左室重量呈显著正相关，该研究认为这些miRNAs可能与高血压患者的肥厚型心肌病有关[29]。

4.2心肌纤维化及扩张型心肌病 心肌纤维化是由于不同程度的冠状动脉粥样硬化性狭窄引起心肌纤维持续性和/或反复加重的心肌缺血缺氧所产生的结果，最终发展为心力衰竭的慢性缺血性心脏病。动物研究发现，miR-208a为心肌纤维化所必须，过度表达会增加心肌纤维化，可能是由于miR-208a通过增加endolin蛋白的表达，诱导大鼠心肌纤维化[30]。研究发现，与对照组相比，扩张型心肌病的小鼠和扩张型心肌病患者心肌组织中miR-208b表达上调(P<0.05)[31]。

5 miRNA-208家族与心律失常

心律失常是指心脏活动的起源和/或传导障碍导致心脏搏动的频率和/或节律异常，其中房颤(AF)是普通人群中最常见的心律失常。在动物模型和患者的研究中，miR-208被确定与房颤密切相关。在miR-208a-3p转基因小鼠中鉴定出一级或二级房室传导阻滞，研究还发现大多数miR-208基因敲除小鼠表现出一级房室传导阻滞和AF[11]。一个较小样本研究发现，与窦性心律患者相比，AF患者miR-208a-3p的表达水平上调[32]。Nishi 等[33]报道，与窦性心律患者相比，AF患者右房中的miR-208b表达上调。Radtke 等[34]发现持续性房颤患者阵发性发作时左心房miR-208a-3p表达上调。在心肌梗死患者中，与无室颤/室性心动过速(VF/VT)的患者相比，所有VF/VT的患者miR-208a表达明显下调；但与健康成人相比上调，与健康成人相比，有VF/VT患者和无VF/VT患者的miR-208a表达均上调，差异有统计学意义(P<0.05)[35]。与窦性心律相比，AF患者心房miR-499上调2.33倍[36]。这些研究证实，心律失常与miR-208家族的表达上调有关。

6 总结及展望

综上所述，miR-208家族在CVD中发挥重要的作用，该家族维持心肌的正常传导。它可能是冠状动脉粥样硬化性心脏病、心肌重塑性疾病和心律失常潜在生物标志物和治疗靶点。miR-208家族在AMI患者与健康人群中的表达不同，出现比cTn1早，这些miRNAs可作为诊断AMI早期的生物标志物。然而，由于miR-208家族表达检测还存在一定的分歧、病例的纳入以及排除标准、疾病分级等不同，造成了各研究之间结论不完全一致。目前，由于miR-208家族与CVD的机制方面的研究较少、已有的研究不够深入及样本量较小等原因，需要更加深入、更大样本的研究来加以验证部分研究结果。CVD是一类病因极其复杂的疾病，进一步完善其病因学有助于推动防治。因此，进一步明确miR-208家族与CVD的关系以及作用机制，对其防治具有重要的意义。