miR-132在心脏疾病中的研究进展

牟山琪，张楠，廖海含，唐其柱

(武汉大学人民医院心血管内科 代谢与相关慢病湖北省重点实验室，武汉430060)

2020年世界卫生组织发布的统计报告显示，2016年全球估计有4 100万人死于非传染性疾病，占总死亡人数的71%，其中心脑血管疾病死亡人数为1 790万［1］。中国统计年鉴显示，2019年部分城市居民中心脏疾病死亡率高达148.51/10万，仅次于恶性肿瘤的161.56/10万;部分农村居民中心脏疾病死亡率高达164.66/10万，位居榜首［2］。因此，急需提高心脏疾病的诊疗技术，以控制心脏疾病的发病率和死亡率。针对心脏疾病的基础和临床研究仍是目前医学研究的重点。微RNA(microRNA，miRNA/miR)－132最初在神经组织中被发现，广泛参与神经细胞的发育、成熟和死亡过程［3－4］。此外，miR－132在呼吸、消化、泌尿、内分泌、免疫等系统中均起到一定的作用［5－11］。研究发现，miR－132参与一些重要的心脏疾病和病理的发生发展，包括心肌梗死［12］、心肌缺血再灌注损伤［13］、心力衰竭［14］、糖尿病心肌病［15］以及心房颤动［16］等。现就miR－132在心脏疾病中的研究进展进行综述。

1 miR-132概述

miRNA是一类由20～24个核苷酸组成的单链非编码小分子RNA，参与目标基因的转录后调控。在大多数情况下，miRNA通过其种子区域——5＇端第2至第8个核苷酸区域与mRNA 3＇端非编码区结合，并根据互补程度不同，最终导致目标mRNA的翻译抑制或降解［17］。自1993年miRNA第一次被发现后，已经在人类基因组中识别了超过1 500种miRNA［18］。

miR－132位于人类基因组中第17号染色体p13.3基因间区，表达受环腺苷酸反应元件结合子的调控［19］。成熟的miR－132序列长度为22 bp，由长度为66 bp的前体序列加工而成，且在人类、类人猿、大鼠、小鼠以及其他物种中维持相同的序列结构［20］。在人体中，miR－132由hsa－miR－132－5p和has－miR－132－3p两个同源miRNA组成，后一种miRNA是miR－132/212簇的重要组成部分(miR－212是与miR－132进化上同源且具有高度相似序列和功能的miRNA)。miR－132最初在小鼠的神经组织中被发现［3］，因此既往关于miR－132的研究主要集中在神经领域。miR－132广泛参与神经元的分化、成熟、功能调节以及轴突生长、神经迁移等生理过程［4］。在癌症方面，miR－132可通过其靶点人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源(phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome ten，PTEN)促进肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭［5－6］;在免疫系统中，miR－132可抑制核糖体蛋白的转录，促进保护性辅助性T细胞1免疫［7］;在呼吸系统，miR－132可通过靶向细胞因子信号通路抑制因子5参与慢性阻塞性肺疾病的病理生理过程［8］;在内分泌方面，miR－132可调节肾上腺和卵巢类固醇激素生成［9］;在骨骼系统，miR－132可调节血小板结合蛋白基序的解聚蛋白样基质金属蛋白酶5的表达，促进大鼠间充质干细胞的软骨分化［10］，miR－132还可通过协同多靶点抑制诱导肝脂肪变性和高脂血症［11］等。此外，miR－132在心血管疾病中也具有广泛的作用。

2 miR-132在心脏疾病中的研究

2.1 miR－132在心肌梗死中的研究 心肌梗死是由冠状动脉闭塞，血流中断引起的部分心肌严重而持久性缺血，进而导致心肌发生局部坏死，大量心肌细胞丢失［21］。心肌梗死是导致心源性死亡的恶性心血管事件，其早期诊断和预后评估仍是临床工作的难点。

多项研究发现，miR－132与心肌梗死关系密切。临床试验中，Zeller等［22］分析了不稳定型心绞痛和非冠状动脉胸痛患者的血清，鉴定出8种有助于诊断不稳定型心绞痛的miRNA，其中miR－132、miR－150和miR－186的组合对不稳定型心绞痛的诊断能力最强。另一项对急性冠状动脉综合征和稳定型心绞痛患者的随访调查发现，miR－132能有效地评估冠心病的死亡风险［23］。Li等［24］从35例急性心肌梗死患者和55例匹配的对照中分离血浆样品，发现在急性心肌梗死早期血浆miR－132－5p维持较低水平，且其水平与血浆心肌肌钙蛋白I相关。上述临床证据提示，miR－132与心肌梗死关系密切，有望成为心肌梗死早期诊断和预测风险预后的指标。

基础研究同样证实miR－132与心肌梗死关系密切。但在不同的研究中，miR－132在心肌梗死模型中表达变化及作用机制的结果不同。Chen等［12］研究发现，在心肌梗死小鼠模型中，心肌梗死后7 d内梗死区、边缘区和非梗死区的miR－132表达水平逐渐下降。与野生型小鼠相比，miR－132敲除小鼠心肌梗死后心肌损伤严重，心功能进一步恶化;而给予miR－132类似物能有效减轻小鼠心肌梗死后的心功能障碍，减小梗死面积。同样，Zhao等［25］证明，在心肌梗死大鼠模型中miR－132低表达，miR－132可通过下调白细胞介素－1β抑制心肌细胞凋亡，改善心肌梗死大鼠的心肌重塑。体外细胞实验研究显示，在受H2O2攻击的心肌细胞中miR－132－3p表达下调，过表达miR－132－3p可以显著提高细胞活力，抑制细胞凋亡并减少H2O2诱导的心肌细胞中活性氧类的产生［26］。以上实验研究结果提示，miR－132可改善心肌梗死后的心肌重塑。而Wang等［27］研究发现，在心肌梗死诱发的心力衰竭大鼠心脏和血管紧张素Ⅱ刺激的大鼠心脏成纤维细胞中miR－132表达水平升高，上调的miR－132通过抑制PTEN表达调节磷脂酰肌醇－3－激酶/蛋白激酶B信号通路，改善心脏功能障碍，减轻心脏纤维化。miR－132的上调可能是治疗心力衰竭和心脏纤维化的一种策略。Lei等［28］研究发现，基础条件下，与野生型对照组相比，miR－132/212敲除小鼠心脏收缩功能显著增强。而在心肌梗死模型中，冠状动脉闭塞1 d后，miR－132/212敲除小鼠心肌细胞死亡增加，4周后新生血管的数量较野生型小鼠减少，但两者的梗死面积和心功能比较差异无统计学意义，表明miR－132/212的缺失并不影响永久性冠状动脉闭塞后小鼠的整体心肌功能。

以上研究结果不一致的原因主要与miR－132作用的多样性及心肌组织中不同的细胞类型有关。心肌梗死时，miR－132在心肌细胞中低表达，而在成纤维细胞中高表达。miR－132在心肌梗死前和期间的作用多且复杂，包括对细胞死亡和血管生成的抑制作用以及对心脏收缩力和自噬反应的积极作用，这些作用之间相互影响，导致实验结果的不确定性增加。因此，考虑miR－132在心肌梗死中的作用时，必须注意其功能的多样性和时空特异性。

2.2 miR－132在缺血再灌注中的研究 心肌缺血再灌注损伤指冠状动脉部分或完全阻塞后，在一定时间又重新再通时，缺血心肌得以恢复正常灌注，但其组织损伤反而呈进行性加重的病理过程。基于我国急性心肌梗死的庞大人群基数，溶栓和介入治疗引发的缺血再灌注损伤亦是临床上常见的疾病，对患者健康具有极大的负面影响，且目前仍无有效的治疗方法［29］。

miR－132已被证明在心肌缺血再灌注损伤中起重要作用。在H9c2心肌细胞模型中发现，氧和葡萄糖剥夺明显增强了H9c2细胞中miR－132的表达，miR－132可以通过靶向叉头框蛋白O3A(forkhead box O3A，FoxO3A)对氧糖剥夺造成的H9c2细胞损伤发挥保护作用［30］。在低氧诱导的原代大鼠心肌细胞中miR－132表达增加，通过靶向Na+－Ca2+交换器1预防缺氧条件下的Ca2+超负荷，减轻缺氧诱导的心肌细胞Ca2+超载和凋亡，从而发挥心肌细胞保护作用［13］。在缺血再灌注模型小鼠心肌组织中，miR－132显著上调，抑制miR－132可以通过靶向去乙酰化酶1激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活物－1α/核因子红系2相关因子2信号转导通路，从而抑制氧化应激及焦亡，减轻心肌缺血再灌注损伤［31］。因此，在缺血再灌注损伤中，靶向miR－132有望对缺血再灌注造成的心肌损伤发挥保护作用。

此外，miR－132通过外泌体的形式参与新生血管的生成，从而发挥保护作用。研究发现，人隐静脉来源的周细胞祖细胞的移植可以通过分泌miR－132对心脏发挥保护作用，改善心功能［32］。载有miR－132的外泌体(作为miRNA转移的载体)可以显著增加内皮细胞管的形成。用包含miR－132的外泌体预处理脐静脉内皮细胞，可以显著提高脐静脉内皮细胞在裸鼠体内的血管生成能力［33］。在小鼠缺血心脏移植miR－132外泌体可显著增强梗死周围区域的新血管形成，并保留心脏功能［33］。以上研究表明，miR－132可通过对缺血心肌细胞的直接保护和促进血管再生两条途径在缺血再灌注损伤中发挥保护作用。

2.3 miR－132在心力衰竭中的研究 心力衰竭的临床综合征可由心包、心肌、心内膜或心脏瓣膜病变引起，急性心肌梗死或慢性刺激导致的心脏结构重塑所诱发的心力衰竭占临床病例的绝大部分［34］。临床研究数据显示，循环miR－132水平随心力衰竭严重程度的增加而升高，但miR－132对患者死亡结局的预测效果不佳，仅与心力衰竭患者的再入院风险有关［35］。miR－132抑制剂——反义寡核苷酸CDR132L的临床Ⅰb期试验结果显示，与接受0.9%氯化钠溶液处理的对照组相比，接受CDR132L治疗的慢性心力衰竭患者左心室射血分数上升，QRS波缩窄，心力衰竭标志物和纤维化标志物水平明显下降［36］。而Liu等［37］研究发现，心力衰竭患者血液中miR－132表达下调，但该研究纳入的样本量较少，存在一定的偏倚，需要扩大样本量进一步验证。上述研究结果提示，miR－132可能参与心力衰竭的发生发展。

病理性心脏重构是左心室受内外心血管损伤或致病因素影响而发生结构和功能改变的过程，是临床心力衰竭发生的前兆。心肌肥厚是一种旨在减少心室壁应力和增加心排血量的代偿机制。然而，长期的心肌肥厚可发展为收缩功能障碍、心脏失代偿，最终发展为心力衰竭，因此研究心力衰竭的前期心肌肥厚意义重大［38］。Ucar等［14］发现，在不同的促心肌肥厚因素(包括血管紧张素Ⅱ、胰岛素样生长因子－1、去氧肾上腺素、异丙肾上腺素和压力负荷)的刺激下，心肌细胞中miR－132表达上调，提示miR－132参与心肌肥厚的发生发展。Narasimhan等［39］研究发现，异丙肾上腺素通过促进大鼠在体和原代心肌细胞内活性氧类的升高，导致环腺苷酸反应元件结合子磷酸化增加，miR－132上调，从而促进心肌肥厚。miR－132过表达可增加H9c2细胞的细胞大小，抑制细胞凋亡;心肌细胞特异性过表达miR－132的转基因小鼠均表现为明显的心力衰竭症状，心脏体积增大，心脏组织肥厚指标(心房钠尿肽、脑钠肽、β－肌球蛋白重链)表达水平升高，“胚胎”基因重新激活，从而导致小鼠预期寿命缩短，而miR－132敲除鼠成年后心重体重比减小，表现出对压力负荷诱导心肌肥厚和心力衰竭的保护作用，证实了miR－132的促肥厚效应［14］。miR－132促肥厚的机制涉及两个方面:一方面miR－132通过直接下调心肌细胞内FoxO3的表达，减少钙调神经磷酸酶A的降解，导致钙调神经磷酸酶/活化T细胞核因子信号过度激活;另一方面FoxO3受抑制后导致心肌细胞自噬水平下降，加重心肌细胞的代谢紊乱，两者共同作用促进心肌肥厚的发展。因此，miR－132拮抗剂有望用于心肌肥厚的治疗。注射选择性miRNA拮抗剂阻断miR－132的作用可预防心肌肥厚和心力衰竭的发生［14］。同样，使用miR－132拮抗剂能够减轻血管紧张素Ⅱ诱导的心肌肥厚［40］。

间质纤维化是心脏重构重要的病理生理过程。成纤维细胞是导致心脏间质纤维化的主要细胞，其在受到炎症、氧化应激或神经内分泌等因素的刺激时，会发生增殖并向肌成纤维细胞转化，从而促进心脏间质的降解和胶原沉积，改变心室壁的结构和室壁应力，在维持组织结构完整性的同时降低心脏的功能储备，并最终导致心力衰竭的发生［41］。研究显示，miR－132过表达可导致成纤维细胞增大，参与调控血管紧张素Ⅱ介导的肥大和纤维化信号通路［42］。miR－132拮抗剂能够减轻血管紧张素Ⅱ诱导的心脏成纤维细胞活化［40］。在miR－132拮抗剂的临床前研究中，miR－132拮抗剂呈剂量依赖性地减轻了实验动物心肌梗死后心脏重构，改善心功能;基因富集结果表明，miR－132拮抗剂参与干细胞白血病蛋白因子中断位点、TEK受体酪氨酸激酶、内皮一氧化氮合酶3、FoxO3、肌质/内质网Ca2+ATP酶2等与心脏重构高度相关的基因调控，但在终点时不同剂量的治疗组与对照组间瘢痕组织大小比较差异无统计学意义，表明miR－132拮抗剂治疗不影响心肌梗死后心脏纤维化瘢痕的演变或梗死区及其周围的血管重建［43］。但部分实验呈现相反的结果。有实验证实，miR－132转染H9c2心肌细胞后，纤维化信号分子转化生长因子－β1和Smad3表达显著降低，提示miR－132可能抑制心脏纤维化［37］。Qiao等［16］研究发现，在血管紧张素Ⅱ刺激下miR－132代偿性升高，靶向结缔组织生长因子，抑制心脏成纤维细胞的活化。另外，miR－132下调基质金属蛋白酶9的表达可能会抑制细胞外基质的降解［44］，而PTEN下调引起的磷脂酰肌醇－3－激酶/蛋白激酶B通路激活［45］以及甲基CpG结合蛋白2下调［46］均会抑制心脏纤维化。

2.4 miR－132在其他心脏疾病中的研究 miR－132也参与其他心脏疾病的发生发展。糖尿病相关心肌损伤的研究发现，在2型糖尿病心肌病早期患者血浆中miR－132水平降低;动物模型显示miR－132的下降发生在糖尿病心脏微血管病变前，提示miR－132可能参与糖尿病微血管病变的发生［15］。体外应用miR－132处理离体糖尿病小鼠主动脉环和高糖刺激的人脐静脉内皮细胞可以恢复其血管生成潜能［15］。在阿霉素诱导的扩张型心肌病中，miR－132抑制PTEN表达，激活磷脂酰肌醇－3－激酶/蛋白激酶B通路，促进心肌细胞增殖，抑制细胞凋亡［45］。因此，miR－212/132的过表达可延缓阿霉素诱导的心脏毒性的发展，可能是限制阿霉素介导的心脏不良反应的治疗切入点。动脉粥样硬化相关模型的研究发现，大鼠颈动脉导管损伤后miR－132表达上调，其可能靶向富亮氨酸重复相互作用蛋白－1，抑制血管平滑肌细胞的增殖并诱导细胞凋亡，从而抑制动脉粥样硬化的发生［47］。另外，体外周细胞－内皮细胞共培养，内皮细胞中过表达miR－132可通过直接抑制Ras GTP酶激活蛋白和Spred1蛋白，增强Ras－促分裂原活化的蛋白激酶信号通路，从而促进血管生成［48］。在心房颤动患者和心房颤动实验动物模型的心耳组织中miR－132水平降低［16］。在老年自发性高血压大鼠心脏组织中miR－132表达上调［49］。

3 小 结

miR－132与心脏相关疾病关系密切，在心肌梗死和缺血再灌注中能够辅助诊断和评估疾病预后，可通过多条途径保护心肌细胞免受氧化应激损伤;在心脏重构和心力衰竭方面，可能促进心肌细胞肥大，而抑制心脏纤维化的发展;但由于miR－132靶点的多样性，其作用仍存在争议，具体作用机制尚不明确。此外，由于miR－132作用的多样性，在同一模型下的不同细胞或同一疾病的不同发展阶段，miR－132的表达及其作用可能不同。因此，时间特异性和组织特异性地研究miR－132在特定细胞中的作用，对于靶向miR－132治疗相关心血管疾病至关重要。