徐 娜，庄宇鑫，全东令，张国华，周 磊※

(南方医科大学 a.药学院，b.中医药学院，广州 510515)

心血管系统疾病又称为循环系统疾病，较难治愈，主要分为脑血管病、冠心病、心律失常、心力衰竭、肺血管病、慢性肾脏病、外周动脉疾病等。发达国家65岁以上患者以高血压、缺血性心脏病和脑动脉粥样硬化最常见。发展中国家约有46%的男性和56%的女性因心血管系统疾病死亡[1]。我国心血管报告病显示，随着社会经济的发展，人口老龄化进程的加快，居民生活方式的改变等心血管疾病危险因素的持续增加，导致心血管疾病患病率一直处于上升状态，目前为止我国约有2.9亿心血管疾病患者，每年约有42.61%的居民因为心脑血管疾病而死亡[2]。在全球疾病负担报告中，心血管疾病也处在我国居民死因的前两位。尽管心血管疾病的治疗策略已有改善，对其病理进程的认识也有所深化，但是心血管疾病仍是全球患病率和病死率最高的疾病之一。心血管疾病受肾素-血管紧张素-醛固酮系统、内皮素、缓激肽、儿茶酚胺、转化生长因子β、结缔组织生长因子、基质金属蛋白酶及细胞内钙等多种因素的调控。这些因素从不同机制途径，如神经体液功能紊乱、电解质失衡、生物活性肽等物质的异常等方面影响心血管疾病的发生发展。有研究表明，微RNA(microRNA，miRNA)在心血管系统的发展中起关键作用[3]。miRNA是一类具有转录后调节活性的内源性小分子，由内源基因编码，在进化上高度保守。多项研究报道，miRNA参与胚胎干细胞分化、心肌细胞增殖、血管平滑肌细胞表型转换、内皮细胞对剪应力的反应和红细胞生成等形成过程[4-6]。此外，有研究发现，miRNA在心血管系统中表达丰富，且在许多心血管疾病(心力衰竭、心肌缺血、先天性心脏病、动脉粥样硬化和高血压)的发生发展中均发现miRNA表达水平的变化[7]。心律失常患者中，miR-1、miR-130a和miR-378等表达上调；冠心病患者的血清和血浆中，miR-126、miR-17、miR-19a和miR-155表达上调；心力衰竭患者中，miR-423-5p和miR-499表达上调；心肌肥厚患者中，miR-21和miR-18b表达上调等。研究表明，miRNA很可能是心血管疾病发生发展过程中潜在的生物标志物[8]。单一内源性miRNA可以对多个靶基因产生调控作用，心血管疾病的形成是多种原因作用的结果，故以miRNA为靶点进行治疗与其他单一靶点治疗方法相比可能更有效。现就miRNA在心血管疾病中的研究进展予以综述。

1 miRNA概述

miRNA是进化上高度保守的单链非编码小RNA，由内源基因编码，长19～24个核苷酸。最早在线虫中发现，随后发现miRNA在不同生物的发展过程和细胞内稳态的调控中也发挥重要作用。miRNA可以调控与疾病相关的多个靶基因，因此成为诊断各种疾病的生物标志物。在核内3′多聚腺苷酸和5′帽子的pri-miRNA是miRNA由RNA聚合酶转录产生的，miRNA成熟体形成的茎环结构也被包含在其中。随之在核内，Drosha和Pasha酶将其切割形成pre-miRNA，而后被G蛋白鸟苷三磷酸结合体和输出蛋白5转运出核，形成pre-miRNA，随后在Dicer的作用下，pre-miRNA生成miRNA或双链miRNA，其中一条链与RNA诱导的沉默复合体RNA诱导的沉默复合体结合形成有功能的miRNA，另外一条链发生降解。此外由宿主基因转录产生的pre-miRNA或相似体，在剪接体的作用下，生成内含子，随后在脱支酶的作用下，生成pre-miRNA。大多数成熟的miRNA主要是通过碱基互补配对原则来控制mRNA的翻译，并调控mRNA的转录[9]，见图1[10]。

2 与心血管疾病相关的miRNA

miRNA是一类由内源基因编码的具有转录后调节活性的内源性小分子，在进化上高度保守，随着对miRNA研究的深入，发现miRNA在多种疾病中均有调控作用。同样地，在心血管疾病中miRNA的表达发生变化，同一miRNA可以调控不同的心血管疾病，同一心血管疾病可以由多种不同的miRNA进行调控。由于调控心血管疾病的因素繁杂难以同时控制，故miRNA可能成为治疗心血管疾病的一个潜在生物靶点，见表1。如在急性心肌梗死中，miR-1、miR-208a、miR-208b、miR-499、miR-134和miR-186等均有表达变化。在冠状动脉疾病中，miR-451、miR-21、miR-133a和miR-155等也有表达变化，且表达变化不尽相同。由此可见，miRNA在心血管疾病中可能发挥重要作用。它为心血管疾病的治疗策略提供了一个新的思路，尤其是miRNA在冠心病、高血压、心肌缺血、心肌肥大及心力衰竭等方面的作用。

transcription：翻译；miRNA gene(intergenic,intronic,or polycistronic)：miRNA基因(基因间，固有的，多顺反子)；pri-miRNA：初级miRNA；NUCLEUS：细胞核；pre-miRNA：miRNA前体；CYTOPLASM：细胞质；Exportin-5：输出蛋白5；translation repression：翻译抑制；mRNA degradation：mRNA降解；miRNA duplex：双链miRNA；mature miRNA incorporate-dinto RISC：成熟的miRNA整合到RISC中；RISC：RNA诱导的沉默复合体

图1miRNA的作用机制[10]

2.1miR-124 心血管疾病发展最终将会导致患者的心力衰竭。研究显示，减少心脏血管的生成有助于减缓心肌肥大到心力衰竭的进展，但其分子机制仍不清楚[11]。有研究发现，miR-124在心力衰竭患者和小鼠中表达增加[12]。miR-124过度表达可增强血管紧张素Ⅱ在小鼠心脏中的促纤维化作用以及在心脏血管中的异常增生作用。体外培养内皮细胞实验中，miR-124过表达可显著促进细胞凋亡，并降低内皮细胞的活力、迁移、管腔形成以及CO的释放。此外，miR-124的过度表达，可通过直接靶向CD151导致其沉默，进而引起内皮细胞损伤[13]。在心肌细胞中，miR-124是心脏血管生成和心脏功能的一个重要负调控因子，可能靶向抑制CD151的表达。因此，针对miR-124的靶向治疗将为治疗心力衰竭提供新的策略。

表1 心血管疾病相关miRNA

miRNA：微RNA；PCR：聚合酶链反应

2.2miR-17-92基因簇 对于miR-17-92家族的个体成员的研究显示miR-17、miR-18、miR-19和miR-20是具有抗血管生成功能的miRNA分子。体内和体外的实验均表明，抑制miR-17/20对心血管形成的影响最为显著[14]。miR-92a通过靶向ITGA5来缓解心肌缺血症状和抑制血管生成。使用miR-17-92基因簇拮抗剂对小鼠心脏进行治疗可以改善其血管生成能力[15]。在缺血再灌注的猪模型中沉默miR-92a，可以减少心肌梗死面积，增加毛细血管的形成，从而恢复大动物模型中缺血再灌注损伤的心脏功能[16]。

2.3miR-126 miR-126增强了内皮细胞和内皮祖细胞在维持血管完整性、内皮细胞增殖、迁移以及在心脏对损伤反应中的作用[17]。血管损伤或缺氧时，miR-126上调可激活内皮祖细胞和内皮细胞，有助于血管愈合和血管新生[18]。对小鼠的实验研究表明，miR-126在患者心肌血管形成和心肌梗死后生存中起关键作用。Jakob等[19]报道，miR-126通过抑制血管生成过程中的重要抑制剂，包括抑制胞外信号调节激酶的激活和促进血管生成的Sprouty相关的酪氨酸激酶结合蛋白来促进血管生成。

2.4miR-208家族 miR-208家族簇是由α主要组织相容复合体和β人系膜细胞的内含子区编码而成的，由miR-208a、miR-208b和miR-499组成。miR-208a的心脏过表达引起小鼠心肌细胞的增生性生长和心律失常[20]。有研究显示，心肌肥厚患者外周血中miR-208表达水平升高[21]。事实上，抑制达尔高血压大鼠miR-208a水平不仅可预防病理性肌凝蛋白交换和心脏重塑，还能改善患者心脏功能和生存状态[22]。miR-208a和miR-208b的过表达抑制肿瘤坏死因子受体相关蛋白1和肌抑制蛋白以及转录因子Gata4的转录，表明miR-208家族参与心肌肌凝蛋白的形成和含有血清响应因子相关的启动子区域的基因转录激活等过程。Huang等[20]认为，miR-208对转录因子SRY-Box6(SOX6)起负调控作用，其表达水平与心肌肥厚相关。

2.5miR-133 miR-133在健康心脏中高度表达，与心肌肥厚相关。miR-133缺失诱导小鼠心肌肥厚，在动物和人类模型中，认为miR-133是心肌肥厚和低水平心力衰竭的重要调控因子[23-27]。分子研究发现，miR-133靶向鸟苷三磷酸鸟苷二磷酸交换蛋白、信号转导激酶细胞分裂控制蛋白42、核因子、负延长因子复合体A等多个抗增殖基因[28]。Diniz等[28]对Ⅱ型血管紧张素受体甲状腺激素诱导的心肌肥厚模型的研究发现，miR-133表达增加，且miR-133模拟物可以在体外阻止心肌肥厚对三碘甲腺原氨酸的反应，抑制miR-133a的表达可导致糖尿病患者的心肌肥厚，而miR-133a的过度表达会减弱糖尿病患者的心肌纤维化[29-30]。

2.6miR-378 miR-378可以调控心脏的过度兴奋。miR-378在心血管系统中的过表达将会减轻心肌细胞损伤和凋亡[31]。miR-378通过靶向促分裂原活化的蛋白激酶信号、胰岛素样生长因子受体1、生长因子受体结合蛋白2和Ras1的激酶抑制素，抑制促分裂原活化的蛋白激酶信号，控制主动脉弓缩窄模型中的心肌肥厚。在慢性压力负荷导致的小鼠心肌肥厚模型中，miR-378表达水平的恢复可减缓病理重塑和心脏功能障碍的进程，这可能是心肌疾病治疗的一种有效策略[32]。此外，Nagalingam等[33]发现，miR-378是心肌肥大的内源性负调控因子。miR-378可阻断去氧肾上腺素激活Ras，也可阻止Ras的下游磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B和癌基因Raf效应因子-促分裂原活化的蛋白激酶1-细胞外信号调节激酶的激活的两种促生长信号通路。

2.7miR-33 miR-33在衰老心脏中表达增加。研究发现，miR-33在心肌纤维化进程中表达增加。miR-33通过抑制基质金属蛋白酶16和刺激p38促分裂原活化的蛋白激酶信号通路促进心肌纤维化[34]。miR-33过表达将抑制转化生长因子-Smad蛋白通路相关蛋白Smad-2和Smad-3的表达[35]。此外，有研究表明，miR-33通过靶向抑制ATP结合转运子1改善动脉粥样硬化[36]。miR-33-/-小鼠巨噬细胞中高密度脂蛋白胆固醇的表达下调，血管平滑肌细胞中的单核细胞趋化蛋白1亦表达减少，表明miR-33可能成为治疗心血管疾病的靶标，长期使用miR-33拮抗剂可导致miR-33-/-小鼠对肥胖和代谢功能障碍易感[37]。

3 问题与展望

近年来，关于miRNA在心血管疾病调控方面的研究取得了很大进展，人们对于miRNA在心血管疾病方面的作用越来越重视。心血管疾病的发生发展是一个复杂的过程，深入全面地阐明miRNA在心血管系统中的作用有助于提升对其发生发展进程的认知，并为疾病的治疗提供新的靶点和策略[38]。但目前人们对心血管疾病的发生发展进程的调控机制尚未明确，心血管疾病发生发展进程的每一阶段都有多种不同因素参与，因此可能需要同时针对多个因素对患者进行干预治疗，以期达到理想的治疗效果[39]。此外，关于miRNA的分子调控机制的研究仍处于初级阶段，RNA提取和聚合酶链反应过程中所需要的精细的、高要求的操作方法决定了还需要很多miRNA在心血管疾病调控方面的研究。miRNA具有调控细胞增殖、凋亡和分化的功能，这些功能在心血管系统中的作用必不可少，也是肿瘤发生发展的必要条件，因此，可通过对miRNA的研究寻找到更合适的治疗心血管疾病和肿瘤的方法。

心血管疾病的发生发展过程复杂，尽管目前对心血管疾病的治疗策略和病理认识均有所改善，但其仍是全球患病率和病死率最高的疾病之一。miRNA在心血管系统中表达丰富，且心肌组织中许多miRNA的表达在心血管疾病的发生发展进程中发生了改变，可见，miRNA在心血管疾病的发展进程中起重要作用，深入全面地阐明miRNA在心血管系统中的作用有助于提升对心血管疾病发生发展进程的认知，并为疾病的治疗提供新的靶点和策略。但对miRNA的分子调控机制的研究仍处于初级阶段，期待取得更多的研究进展。