基于影像技术探讨miR-124及其靶基因在颈动脉粥样硬化易损斑块中的研究进展

【摘要】 脑血管疾病泛指为脑血管损害造成的各种疾病，包括脑血管粥样硬化、血栓形成、破裂等，最终引起脑组织缺血及出血的事件，也是现阶段严重妨害中老年人身体健康的主要原因。颈动脉粥样硬化易损斑块是导致缺血性脑血管病发生最主要的原因，并且炎症反应在斑块的形成及进展中也起到了重要的推动作用。本文联合利用影像手段初步探讨微小核糖核酸-124（microRNA-124，miR-124）、整合素β1及相关炎症因子在动脉粥样硬化中的作用。以期对初期识别易损斑块及明确其形成机制奠定理论基础，为预防及治疗脑血管疾病提供理论依据。

【关键词】 易损斑块 微小核糖核酸-124 整合素β1 稳定性

Research Progress of miR-124 and Its Target Gene in Carotid Atherosclerotic Vulnerable Plaque Based on Imaging Technology/WU Wurihan， ZHANG Zhelin. //Medical Innovation of China， 2024， 21（25）： -183

[Abstract] Cerebrovascular disease refers to a variety of diseases caused by cerebrovascular damage， including cerebrovascular atherosclerosis， thrombosis， rupture， etc.， which ultimately cause cerebral ischaemia and haemorrhage， and it is also the main cause of serious harm to the health of middle-aged and elderly people at this stage. Carotid atherosclerotic vulnerable plaque is the most important cause of ischaemic cerebrovascular disease， and inflammation response also plays an important role in the formation and progression of plaque. In this paper， we jointly explored the role of microRNA-124 （miR-124）， integrin β1 and related inflammatory factors in atherosclerosis using imaging tools. It aims to lay a theoretical foundation for the initial identification of vulnerable plaque and clarification of their formation mechanisms， and to provide a theoretical basis for the prevention and treatment of cerebrovascular diseases.

[Key words] Vulnerable plaque miR-124 Integrin β1 Stability

First-author's address： Department of Neurology， the Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， Hohhot 010050， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.25.040

由于各种原因影响颅内血液供应的病理过程而导致的任何脑部血管异常通常可泛指为脑血管疾病，现阶段仍然是一个亟待解决的问题。脑血管病病因众多，其中易损斑块的脱落是导致缺血性脑卒中发生的主要原因。微小核糖核酸-124（microRNA-124，miR-124）是参与脑神经发育的特异性miRNA，过表达可破坏细胞功能并导致神经元死亡，且与组织损伤有关[1]。其成熟体形式miR-124-3p在吸烟患者中水平升高与冠心病等心血管疾病有关。但miR-124与颈动脉粥样硬化易损斑块发生过程的作用尚不明确。本文从易损斑块的特点、影像诊断和分子水平研究多角度探究miR-124在颈动脉粥样硬化易损斑块中的作用，明确miR-124及其靶基因是否可作为易损斑块的潜在靶点，供应新的研究方向与预防途径，进而预防脑血管疾病的发生，为脑血管病的诊疗提供新思路。

1 动脉斑块与血清炎症因子

动脉粥样硬化斑块按照斑块的特质分成易损斑块和稳定斑块，其中易损斑块的脱落是招致急性心脑血管事件发生的首要因由。易损斑块相比于稳定斑块有着斑块表面溃疡、破裂、斑内炎症、薄纤维帽、大体积脂质核，强大的内部压力等特点[2-3]。这些特征与炎症反应、氧化应激和内皮损伤密切相关。研究表明，生理状态下，这些内皮细胞因子不发挥炎性作用，长期不良的生活习惯，例如饮酒、高脂饮食等会导致内皮下蛋白聚集、脂质积累，后内皮释放活性氧类物质，将脂蛋白润饰为氧化低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL），并在血管内壁蕴蓄。同时激活的内皮细胞释放相关炎症因子，促进巨噬细胞近T细胞的进一步招募，其中巨噬细胞通过结合清道夫受体形成泡沫细胞，最终造成脂质条纹的诞生，启动体内固有免疫。血管壁中巨噬细胞的积累是动脉粥样硬化斑块进展的标识，在多种环境因素的刺激下，巨噬细胞可以转变为多种功能表型，这些表型在斑块表型和稳定性中起重要作用。M2极化标记主要在稳定区表达，并与斑块消退有关。相比之下，M1型巨噬细胞主要表达于斑块不稳定区域，与斑块易损性有关。促炎性M1巨噬细胞及平滑肌细胞可渗出多种炎症细胞因子，包括白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等[4]，这些细胞因子可激活内皮细胞，促进平滑肌细胞增殖，减少胶原合成和基质降解，最终加剧易损斑块进展[5]。此外，富含甘油三酯的脂蛋白和残存脂蛋白具有促炎作用。巨噬细胞分解代谢氧化脂蛋白结合成富含脂质的坏死核心，由胶原纤维包裹，导致纤维动脉粥样硬化的形成。在慢性炎症条件下，巨噬细胞对纤维帽产生分解代谢作用，导致薄帽纤维动脉粥样硬化，使斑块变得脆弱[6-7]。炎症反应还会导致氧化应激的增加，致使斑块中的氧化脂质产物增添，加剧斑块的易损性。以此看来，这些炎症因子发挥作用并参与动脉粥样硬化易损斑块形成的整个历程。

2 miR-124及靶基因整合素β1

2.1 microRNA家族及miR-124

microRNA是一类高度保守的非编码单链RNA分子[8]，长度为20～25个核苷酸。早在1993年，Lee等[9]在秀丽隐杆线虫（caenorhabditis elegans）中发现了第一个定时调控胚胎后期发育的基因小RNA-Lin-4。后来通过科技及检测技术的发展，人们检测出大量miR-124分子，并发掘与生物生长、发育及疾病密切相关，尤其在多细胞动物的脑中表达，与神经细胞分化的调控过程有关[10]。miR-124为脑组织中表达最丰富的RNA之一，广泛存在于大脑皮质及小脑，在多种人类及动物体内均有表达，参与多种疾病的发病机制[11]。miR-124是一种在不同组织中具有不同生理作用的microRNA。其表达的失调不仅与神经退行性疾病的发展有关，还诱导不同器官的恶性转化，相信此类microRNA的表达量可视作为预测或干预多种疾病发生的早期预告。miR-124下调于大肠癌、乳腺癌、胃癌及胶质癌等多种癌症疾病中[12]。而关于非癌症性疾病，尤其是缺血缺氧性疾病的表达少有文献论述。脯氨酰-4-羟化酶是由两个α亚基和两个β亚基组成的四聚体，是胶原合成中的关键酶，也是以1型亚基（α1）最常见的一种酶。胶原蛋白的成熟需要羧化酶及糖基转移酶的共同作用，而脯氨酰-4-羟化酶α1（P4Hα1）对于稳定胶原的三螺旋构造具备重要意义[13]。有相关证据表明，miR-124的过表达可影响下调P4Hα1蛋白表达及血管平滑肌胶原含量[14-16]，也有抑制巨噬细胞的增殖并促进其凋亡的作用。至此，有理由相信miR-124与颈动脉斑块的形成有着千丝万缕的联系。

2.2 整合素β1

近几年，很多学者开始研究相关机制、调控基因或预测靶基因。凭据学者们通过microRNA靶基因预测软件预测的可能靶基因整合素β1为一种细胞外基质（extracellular matrix，ECM）受体，近年来作为医治各种肿瘤细胞的靶点而受到广大学者的关注[17-18]。而在动脉粥样硬化易损斑块的作用及机制，相关报道甚少。作为整合素家族中一个亚家族的整合素β1是一种大型跨膜异二聚体蛋白质，参与细胞黏附、T细胞活化及淋巴细胞归巢等。整合素家族包括24种α和β异二聚体，它们介导细胞与细胞外基质（ECM）的附着，也参与黏附细胞因子间的相互作用[19]。

2.3 miR-124与整合素β1的关系

内皮细胞中的整合素在斑块形成初期与内皮细胞基质蛋白相互作用而导致内皮细胞的激活，miR-124可与体内多种靶基因相结合，而作为其一的整合素β1在易损斑块上的相关机制尚不明确。小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）具有抑制整合素β1的作用[20]，整合素β1基因的敲除可影响上调miR-124的表达。整合素β1也会影响炎症因子的含量，整合素β1的上调也可影响IL-6、TNF-α等炎症细胞因子[21]。说明抑制整合素β1可抑制AS中炎症因子的分泌，从而影响AS斑块的形成。也有相关研究说明，整合素β1胶原结合识别主要胶原中的特定三螺旋序列[22]。如此看来，miR-124结合靶基因对于动脉粥样硬化易损斑块有着调节作用。

3 检测斑块的影像学手段

3.1 超声造影

目前关于动脉粥样硬化斑块的诊断方法以影像诊断及血清炎症因子为主，血清炎症因子主要为肿瘤坏死因子及IL-6等，缺乏特异性。随着影像诊断技术的不断发展，越来越多的手段技术可显示动脉粥样硬化斑块的超声造影和PET-MRI在诊断颈动脉斑块时表现较为可靠。超声造影主要以Bracco为造影剂，可检测到斑块内新生血管[23-24]，在二维灰阶成像模式下测量颈动脉内膜中层厚度（Intima-media thickness，IMT）。

3.2 PET-MRI

PET-MRI（正电子发射计算机断层显像/MRI）是一种无创的分子影像学检查技术，临床从分子层面上用于评估颈动脉血管炎症及钙化活动，是目前显示斑块组成成分最可靠的影像技术。近年研究证明，动脉粥样硬化斑块的不稳定性可由PET-MRI证实[25-27]。其中18氟-氟化钠（18F-NaF）是一种用于识别和定位高危动脉斑块的非侵入性成像造影剂，也是目前最为可靠的无创性斑块微钙化检测通道，并在无侵入性活动钙化影像诊断方面具有广泛前景。研究表明，18F-NaF摄取量与斑块坏死、斑块内出血、溃疡和钙团体积有关[28]，因其主要结合在斑块内的微钙化区域。对于动脉粥样硬化斑块的评估，18F-NaF PET-MRI有着卓越的软组织显像技术，能更清晰地刻画血管情况。一方面，PET-MRI成像是现研究阶段新潮的斑块表征方式。有多种成像技术，如脂肪抑制、基于钆（Gd）的对比成像等。MRI相较于其他影像学资料能提供更多关于斑块形态的信息，其中包含完整或破碎的纤维帽、斑块内是否有新生血管形成、是否出血、是否有血栓及巨噬细胞浸润等。另一方面，早期血管钙化中存在的羟基磷灰石结晶，通过晶体中的18F-氟离子与羟基离子（OH-）互换来渗入羟基磷灰石结晶中。羟基磷灰石中除了磷酸根与钙离子外还包括很多正负离子，因此为了进行离子交换，羟基磷灰石晶体必须在毛细血管附近，允许氟化物离子从血浆穿过细胞外液从而进入并包抄磷酸钙晶体的结合[29]，从而达到微钙化显像的目的。在动脉粥样硬化斑块的形成及进展中，炎症反应起到了重要的推动作用。动脉粥样硬化内的炎症反应可以通过细胞因子介导的成骨细胞样细胞促进微钙化，活跃的微钙化部分及炎症对于18F-NaF的摄取量更甚，微钙化可影响斑块稳定性[30]，最后可能通过在脂质核心引发持续的炎症导致斑块破裂。以此看来，易损斑块在PET-MRI有着更高的表达量。18F-NaF与PET-MRI在动脉斑块上的应用结合了PET及磁共振成像的优点，使得能更好地了解动脉粥样硬化的病理机制。比起超声，PET-MRI有着显示血管炎症及钙化活动等优点，能从斑块炎症程度来甄别斑块的易损性，甚至可对早期不易发现的斑块形成期做出良好的评价。

4 结语

脑血管疾病是影响小动脉、小静脉和脑毛细血管的一组病理过程，脑淀粉样病变和脑动脉硬化是常有的形式，当动脉粥样硬化病情得不到及时控制时极其容易形成斑块。其临床表现多种多样，包括突发性头痛、意识丧失、言语障碍、肢体无力、感觉异常等症状，严重者可导致残疾甚至死亡。因此，及早诊断和有效治疗对于减少脑血管疾病的损害至关重要。炎症反应是导致易损斑块的重要病理基础。降低胆固醇的药物（如他汀类）、抗炎药物（如阿司匹林）和一些降压药物均能有效减轻易损斑块的炎症反应。尽管在动脉粥样硬化的治疗方面取得了各种进展，但在动脉粥样硬化性血管疾病的预防和评估方面一直没有令人满意的结果。早期识别和分类易受感染的斑块及研究新的治疗方法仍然是动脉粥样硬化和心血管疾病管理的挑战和最终目标，以及靶向该途径是否可以预测或预防缺血性脑卒中发生的可能，以减少急性脑血管病的发生发展是现阶段预防缺血性脑血管疾病的追求。miR-124经减弱神经元减少和对星形胶质细胞活化诱导而对脊髓损伤有很大的补缀作用[31-33]，而对于动脉粥样硬化斑块方面缺乏相关临床证据，需要大量的临床及基础研究论证其作为一种早期识别斑块类型的血清标志物。通过参与调控过程，对其靶基因整合素β1进行调整，而最终影响斑块性质。简言之，miR-124与靶基因共同参与斑块形成的整个生理过程，联合影像学诊断有着更高的临床诊断价值。而整合素β1或可成为治疗斑块靶点基因，为缺血性脑卒中的诊治创建更多可能性。

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（本文编辑：白雅茹）