郑以铎(综述)，张国良，左 静(审校)

(黄骅市人民医院神经内科，河北 黄骅 061100)

心血管疾病的发病率在中国居于首位，是目前临床关注点高、研究进展快、较活跃的领域之一[1]。心血管系统的发生是一个极其复杂的生理过程，受多种基因、不同时空阶段的调节。近年来的研究表明，微RNA(microRNA，miRNA)参与心血管系统的发生，miRNA与心血管疾病的关系也逐渐被认识，随之迅速成为人们研究心血管疾病的新一代生化标志物[2]。探讨两者之间的关系，不仅可对心血管疾病的发病生理有全新的认识，而且可为心血管疾病的早期诊断及治疗提供新的思路。

1 miRNA简介

1993年Lee首次在线虫中发现miRNA，被命名为lin-4[3]。miRNA以多种形式存在于动、植物细胞内和细胞外的循环体液中，参与转录后基因表达调控，长度300～1000个碱基的最原始miRNA要经过2次加工才能最终转化为成熟的具有5′端磷酸基和3′羟基的miRNA，成熟的miRNA是一类保守的单链非编码RNA[4]。研究显示，成熟的miRNA可与其靶标信使RNA(messenger RNA，mRNA)的3′端非编码序列互补结合，进而影响蛋白质翻译过程,起到调节转录后基因表达水平的作用[5]。目前已达成共识，miRNA与靶标mRNA共同作用机制有以下三种：①当miRNA与某段目的基因序列不完全互补配对时，miRNA与其靶标mRNA的3′端非编码序列不完全互补结合，抑制蛋白质翻译过程但不影响其稳定性；②当miRNA与目的基因完全互补配对时，靶基因断裂，靶mRNA降解，调节方式与干扰小RNA(small interfering RNA，siRNA)相似；③以上两种方式共同发挥作用，这种比较复杂[6]。研究结果显示，同一miRNA可与多个靶基因结合，发挥互相调控的作用，miRNAs究竟以何种机制发挥其重要生物学作用，取决于其与靶标mRNA结合位点的互补程度及互补的碱基对数[7]。有学者发现,miRNA与靶目标mRNA的5′端磷酸基相结合时可活化蛋白质翻译过程，同时发现该调控过程与富含腺嘌呤/尿嘧啶序列密切相关，但是确定的机制仍需进一步阐明[8]。目前人类发现的miRNA种类超过1000种，且不断有新的种类被发现，对其生物学功能的研究仅限于数种，已经证实与心血管疾病发生密切相关的miRNA有miR-1、miR-126、miR-133a、miR-299等，还有大量的miRNA调控蛋白及靶基因需要深入的探讨。

2 miRNA与心血管疾病

心血管疾病已成为危害人类健康及导致死亡的主要原因。研究心血管疾病发病机制,预防其发生,治愈难治性心脏病是当前工作的重点与难点。最近大量研究表明,miRNA在心血管疾病发生、发展过程中起非常重要的作用。

2.1miRNA与心脏发育 哺乳动物胚胎期最早发育形成的器官是心脏，其在生命的维持过程中发挥重要的作用。miRNA是新发现的调控因子，在心脏的发育过程起到了举足轻重的作用。Liu等[9]研究发现，大鼠体内miR-1和miR-133作为新型调控因子,调控着胚胎发育早期心脏发育的各个方面。研究表明，miR-1和miR-133可在心脏电传导系统、调控心肌细胞的增殖和分化中发挥协同作用[10]。在心脏发育的特定阶段，miR-1可作用于组蛋白脱乙酰基酶4促进成肌细胞分化，而miR-133可抑制血清反应因子的表达介导成肌细胞的增殖。心脏房室结构的发育过程也受到精密调控，已经证实保守的miR-138特异性表达于斑马鱼心肌细胞，其可抑制靶基因(aldh1a2和cspg2)表达，发挥限制房室瓣区域特异表达基因向心室扩张的作用，使心室肌细胞发育正常，促进心脏房室及瓣膜结构的构成[11]。另有研究发现，采用启动子Nkx2.5操纵Cre同源重组技术敲除小鼠模型中的心脏组织miRNA特异性表达过程中必需的Dicer基因，小鼠出现多种心脏组织发育缺陷[12]。也有实验表明，利用肌球蛋白重链基因启动子控制Cre同源重组技术敲除出生后小鼠心脏模型中Dicer基因，对心脏房室结构并没有影响,但心肌收缩蛋白表达和心肌纤维排布均有所改变[13]。提示miRNA在心脏发育过程中至关重要。最新报道称，miR-206可参与成肌细胞的分化过程，miR-24可促进成肌细胞分化标志基因表达，进一步证实miRNA在心脏发育过程中发挥重要作用，病理状态下miRNA基因表达异常，是心脏疾病发生的重要原因[14]。

2.2miRNA与动脉粥样硬化 动脉粥样硬化是一种最常见的血管壁慢性炎性反应性血管病。对miRNA在其发病机制中的影响的认识随着生物学技术的发生、发展也有了新的突破。研究证实，胆固醇水平的升高是动脉粥样硬化形成的最危险的因素，且胆固醇还是动脉粥样硬化斑块脂质核心的主要成分[15]。Horie等[16]研究发现，在apoE基因敲除小鼠(apoE-/-)中，miR-33缺失有利于巨噬细胞释放高密度脂蛋白胆固醇和胆固醇，抑制动脉粥样硬化的发展形成。也有研究显示，肝脏可通过调节miR-122的表达起到调控胆固醇合成的作用[15]。除此之外，miR-133、miR-758及miR-299也可通过调节胆固醇代谢影响动脉粥样硬化的生理病理过程[17]。另有研究显示，miR-155缺失抑制趋化性细胞因子表达，造成单核细胞在动脉内膜上聚集形成粥样斑块；miR-155还可直接抑制B细胞淋巴瘤因子6基因表达，影响炎症前因子核因子κB信号转导，转录因子B细胞淋巴瘤因子6表达受限大鼠巨噬细胞的沉积促进了粥样硬化斑块的形成[18]。Iliopoulos等[19]研究发现，miR-370、miR-122、甘油酰基转移酶、脂肪酸合成酶及乙酰CoA羧化酶1在动脉粥样硬化大鼠肝脏组织中表达水平显著升高，而肉毒脂酰转移酶1表达水平下降。也有学者发现，miR-126可以通过诱导基质细胞源性因子12的表达延缓动脉粥样硬化的发展[20]。目前已在多种血管平滑肌细胞中发现miRNA特异性表达，提示其可通过调控血管平滑肌细胞在动脉粥样硬化中的转化过程，影响血管平滑肌细胞的增殖与迁移，进一步影响动脉粥样硬化斑块的形成，但是确切的机制仍不明确。

2.3miRNA与心肌梗死 伴随我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，生活方式随之发生相应的变化，一些慢性疾病，如动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死等发病率出现升高的趋势，也是病死率升高的主要原因之一。故对心肌梗死患者的早期诊断和治疗变得尤为重要，随着对miRNA深入研究，学者发现miRNA在心肌梗死诊断和治疗的病理生理过程中发挥重要的作用。目前关于miRNA与心肌梗死后心律失常的研究集中在miR-1上。Cheng等[21]研究显示，经体外诱导的心肌梗死模型中miR-1能在培养液中稳定存活24 h以上，同样在大鼠心肌梗死模型中，miR-1能在心肌梗死后6 h达到表达高峰，3 d后渐渐降低到基线。也有研究发现,大鼠心肌梗死后冠状动脉闭塞，6 h后心肌梗死区miR-1表达水平下降，并且心肌梗死面积增大；同时检测血浆发现，血浆中miR-1表达水平升高，说明miR-1是在心肌损伤以后释放入血的[22]，提示miR-1可作为急性心肌梗死新的生物标志物。张睿[23]研究发现，miR-299对心肌具有高度特异性，其在充血性心力衰竭和正常心脏中几乎不表达，而在急性心肌梗死患者中过度表达，意味着miR-299也可对早期心肌梗死作出相应的诊断。另有报道称，心肌梗死患者与对照组比较，miR-133和miR-328表达显著升高，且心肌梗死7 d后会出现回降；但是快速型心率失常与无心率失常的心肌梗死患者比较，两者差异无统计学意义[24]。因此，miR-133和miR-328可作为心肌梗死诊断的新生化标志物。虽然以上的研究报道显示，各个指标之间存在着差异，但是足以证实miRNA在心肌梗死早期诊断中的地位。

3 小 结

miRNA以新型调控分子的身份出现在广大学者的视线里，被认为是一种前途光明的临床工具，其不仅可作为疾病的生物标志物也可被视为新的治疗策略。迄今为止被确定的miRNA有数百种，其中30%的miRNA参与调节人类基因，由此可见，它极有可能作为未来基因疗法的重要切入点。虽然miRNA在临床上的应用前景广泛，但仍有诸多问题有待解决，建议以后的研究多集中在解决临床基础问题及其在心脏发育中发挥作用的机制方面。相信随着研究的深入，miRNA在心血管疾病方面的应用会取得更大进展。

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