微小核糖核酸-208與心血管疾病關(guān)系研究進(jìn)展

劉新秀 綜述 阮長武 葛智儒 審校

(1.上海第二軍醫(yī)大學(xué)附屬公利醫(yī)院心內(nèi)科，上海200135; 2.寧夏醫(yī)科大學(xué)研究生院，寧夏 銀川750004)

微小核糖核酸(microRNA，miRNA)是一類由21～25 個核苷酸組成的在進(jìn)化上高度保守的內(nèi)源性非編碼小分子RNA，主要通過與靶基因真核mRNA 的3’非翻譯區(qū)(mRNA 3′-UTR)特異性結(jié)合，降解靶mRNA 或者抑制其表達(dá)，從而調(diào)控基因的表達(dá)［1］。根據(jù)最新的miRNA 中心數(shù)據(jù)庫20.0，目前已經(jīng)有超過2 000多種成熟的人類miRNA 被確定，其中至少有1/3人類蛋白質(zhì)編碼的基因是由miRNA 調(diào)控［2］。研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)源性miRNA 可在血液中穩(wěn)定存在，甚至在血清樣本經(jīng)反復(fù)冷凍后仍很穩(wěn)定［3］。近年來研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)血miRNA 在心血管疾病中的含量會發(fā)生變化，也可作為心血管疾病診斷的生物標(biāo)志物，現(xiàn)就心肌特異性的微小核糖核酸-208(microRNA-208，miRNA-208)在心血管疾病的研究進(jìn)展做一綜述。

1 miRNA-208 的概述

miRNA-208 家族包括miRNA-208a 和miRNA-208b，后來，基于序列同源性和組織表達(dá)的特異性，miRNA-499 也成為了該家族的一員，它們有一個共同的特性:都是由基因的內(nèi)含子形成。其中miRNA-208a是由α-心肌肌球蛋白重鏈基因(Myh6)的內(nèi)含子編碼，miRNA-208b 是由β-心肌肌球蛋白重鏈基因(Myh7)編碼，而miRNA-499 則是由相近的基因Myh7b 內(nèi)含子19 編碼［4］。miR-208 具有明顯的組織特異性，在心肌組織中特異性表達(dá)，參與心臟的發(fā)育及心肌損傷等病理生理機制。

2 miRNA-208 與心血管疾病

miRNA-208 是心臟特異性的miRNA，它不僅可以調(diào)控心血管細(xì)胞的生成、發(fā)育、損傷修復(fù)等生理和病理過程，而且還可作為一個潛在的心肌損傷標(biāo)志物和治療靶點。

2．1 miRNA-208 與心肌梗死

心肌梗死是在冠狀動脈病變的基礎(chǔ)上，發(fā)生冠狀動脈血供急劇減少或中斷，使相應(yīng)的心肌嚴(yán)重而持久的急性缺血導(dǎo)致心肌壞死。miRNA-208 是心肌特異性的miRNA，在心肌組織損傷時表達(dá)升高。多個動物及臨床研究表明，血中miRNA-208a 水平在心肌壞死后1 h 即可出現(xiàn)特異性升高，3 h 達(dá)到峰值，而24 h 后則基本無法測得［5-6］。目前關(guān)于miRNA-208 與心肌梗死的研究很多，多數(shù)研究顯示miRNA-208 與急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)有關(guān)，但也有個別相反結(jié)論。不同研究結(jié)果之間的差異可能是由于檢測方法和樣本質(zhì)量的不同。

李祥云等［7］比較因急性胸痛發(fā)作入院的AMI 患者和非AMI 患者血清miRNA-208、肌紅蛋白(myohemoglobin，Mb)和肌鈣蛋白I(troponin I，cTnI)的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AMI 患者入院即刻血清中miRNA-208 表達(dá)顯著高于對照組，入院后miRNA-208 逐漸升高，12 h 左右達(dá)到高峰;與Mb 和cTnI 相比，miRNA-208 既具有Mb 的高度敏感度，又具有cTnI 的高度特異性。Xu 等［8］用異丙腎上腺素誘導(dǎo)大鼠心肌缺血動物模型，檢測大鼠心肌缺血后不同時間段血漿miRNA-208 及cTnI水平，發(fā)現(xiàn)兩者在大鼠心肌梗死后6 h 內(nèi)時間變化趨勢相似;6 h 后miRNA-208 呈下降趨勢，而cTnI 則繼續(xù)升高。miRNA微陣列分析得出miRNA-208 是心臟特異性miRNA。這些結(jié)果提示，miRNA-208 可能成為一種新型心肌損傷標(biāo)志物。Wang 等［9］對AMI 患者與有胸悶癥狀的非AMI患者進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)miRNA-208a 在胸痛出現(xiàn)后1～4 h內(nèi)cTnI 尚未檢測出時即升高，比cTnI 具有更高的敏感度和特異性;通過結(jié)扎大鼠左前降支冠狀動脈構(gòu)建AMI模型，發(fā)現(xiàn)miRNA-208a 在結(jié)扎后30 min 開始升高，3 h達(dá)到峰值，6～12 h 開始回落，24 h 后檢測不到。Devaux等［10］通過比較AMI 患者與健康人血漿高敏肌鈣蛋白T 和miRNA，發(fā)現(xiàn)miRNA-208b 在患者血漿中顯著升高，而在健康人血漿中幾乎檢測不到;Corsten 等［5］比較AMI 患者和冠狀動脈造影正?；颊撸l(fā)現(xiàn)AMI 患者血漿miRNA-208b 水平較對照組升高，且miRNA-208b 升高水平與肌鈣蛋白T、肌酸磷酸激酶存在相關(guān)性。

然而，D’Alessandra 等［11］對9 例ST 段抬高型心肌梗死患者研究發(fā)現(xiàn)，6 例未檢測出miRNA-208a，3 例表達(dá)極低。Ji 等［12］利用異丙腎上腺素誘導(dǎo)的大鼠AMI 模型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)異丙腎上腺素注射3 h 后，miRNA-208 和cTnI 都顯著上升，12 h 后miRNA-208開始回落，cTnI 在24 h 后依然高于基線水平，兩者在時間窗上差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

2．2 miRNA-208 與心力衰竭

目前大量研究表明，心力衰竭發(fā)生發(fā)展的基本機制是心肌重構(gòu)。當(dāng)心臟后負(fù)荷增高時常以心肌肥大作為主要的代償機制，心肌肥大以心肌纖維增多為主，使心肌順應(yīng)性降低。起初，心肌適度肥厚足以克服心室壁應(yīng)力時，心功能可維持正常。隨著時間的進(jìn)展，心肌重構(gòu)的病理變化不斷發(fā)展，從而使心排血量降低、心肌收縮力下降，最終導(dǎo)致心力衰竭。許多動物實驗證實了miRNA-208 在心力衰竭發(fā)生發(fā)展中的作用。

van Rooij 等［13］發(fā)現(xiàn)缺乏miRNA-208 的小鼠心肌不能承受負(fù)荷增加而導(dǎo)致心力衰竭，其機制可能與miRNA-208 作用于甲狀腺素受體相關(guān)蛋白I 使其沉默，抑制β 肌球蛋白重鏈基因的表達(dá)有關(guān)。

miRNA-208a 能夠通過上調(diào)β-主要組織相容性復(fù)合體(β-major histocompatibility complex，β-MHC)誘發(fā)心肌重構(gòu)，當(dāng)miRNA-208a 基因缺失時β-MHC 表達(dá)下調(diào);心肌收縮力取決于α-主要組織相容性復(fù)合體(αmajor histocompatibility complex，α-MHC)和β-MHC 的表達(dá)，兩者比例的失調(diào)可導(dǎo)致心肌肥大及纖維化［14］。在心肌纖維化的小鼠模型中，miRNA-208a 的表達(dá)上調(diào)，它可能是通過增加內(nèi)皮素的表達(dá)水平誘發(fā)心肌纖維化［15］。

Montgomery 等［16］通過給心力衰竭的Dahl 高血壓大鼠皮下注射miRNA-208a 抑制劑(miRNA-208a inhibitor，antimiRNA-208a)，發(fā)現(xiàn)Myh7 表達(dá)水平下調(diào)，同時發(fā)現(xiàn)antimiRNA-208a 能劑量依賴性地抑制心臟重塑，改善心功能，表明miRNA-208a 可能是治療心力衰竭的潛在靶點。

Paulin 等［17］利用野百合堿誘導(dǎo)的大鼠肺動脈高壓模型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)野百合堿誘導(dǎo)的大鼠肺動脈高壓模型發(fā)生右心室衰竭時，隨著右心室衰竭的進(jìn)展，miRNA-208 表達(dá)下調(diào)，而肌細(xì)胞增強因子2 在心臟代償階段升高，失代償階段降低。同時，研究者發(fā)現(xiàn)右心室衰竭失代償階段，中介體復(fù)合物亞基13 基因(Mediator-13，MED13)和核受體共抑制1 基因(nuclear receptors suppressor 1，NCoR1)表達(dá)降低。而Grueter等［18］發(fā)現(xiàn)心肌特異性的miRNA-208a 能對MED13 進(jìn)行負(fù)性調(diào)控。以上研究表明，miRNA-208 的表達(dá)下調(diào)觸發(fā)MED13/NCoR1 通路，啟動對肌細(xì)胞增強因子2的負(fù)反饋機制，進(jìn)而促使右心室向失代償期發(fā)展。

2．3 miRNA-208 與心律失常

心律失常是由多種因素引起的心肌細(xì)胞電生理異常，鈣滲漏、縫隙連接蛋白及鈣通道自身抗體在心律失常發(fā)生中發(fā)揮重要作用?？p隙連接蛋白43(connexin 43，Cx43)是構(gòu)成心肌細(xì)胞間通道和縫隙連接的最基本蛋白質(zhì)之一，Cx43 表達(dá)減少可增加心律失常的發(fā)生率［19］。有研究發(fā)現(xiàn)，多種miRNA(如miRNA-1、miRNA-133 和miRNA-208)可能通過調(diào)控離子通道蛋白和Cx43 的表達(dá)，影響心肌電傳導(dǎo)，導(dǎo)致心律失常［20-21］。

Callis 等［22］發(fā)現(xiàn)miRNA-208a 的表達(dá)能夠引發(fā)心律失常，同時研究敲除miRNA-208a 的小鼠，80%的心電圖上缺少P 波，并表現(xiàn)為心房顫動。這一研究結(jié)果顯示，miRNA-208a 可能是心臟傳導(dǎo)以及心臟轉(zhuǎn)錄因子、心肌轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子和縫隙連接蛋白40 表達(dá)所必需的。

2．4 miRNA-208 與其他心血管疾病

Satoh 等［23］等通過對82 例擴張型心肌病(dilated cardiomyopathy，DCM)患者和21 例非左室功能障礙患者(對照組)心內(nèi)膜進(jìn)行活檢，發(fā)現(xiàn)DCM 患者miRNA-208、miRNA-208b、miRNA-499 水平均高于對照組。長期隨訪證實，miRNA-208 水平可對臨床結(jié)局進(jìn)行有效預(yù)測。這項研究表明，miRNA-208 可能參與人類DCM的進(jìn)展。

肥胖、2 型糖尿病和心力衰竭與心肌代謝異常有關(guān)。近來有研究［19］發(fā)現(xiàn)，心臟通過MED13 調(diào)控全身能量代謝平衡，而心肌特異性的miRNA-208a 能對MED13 進(jìn)行負(fù)性調(diào)控。大鼠心臟特異性MED13 過表達(dá)或抑制miRNA-208a 表達(dá)，可以改善機體對胰島素的敏感性和葡萄糖的耐受性。以上發(fā)現(xiàn)表明miRNA-208a 可能與機體代謝有關(guān)。

病毒性心肌炎伴隨著心肌細(xì)胞的損傷及相應(yīng)的肌鈣蛋白升高，Corsten 等［5］研究發(fā)現(xiàn)病毒性心肌炎血漿內(nèi)心肌細(xì)胞相關(guān)的miRNA-208b 和miRNA-499 升高，與炎癥相關(guān)的miRNA(miRNA-146、miRNA-155、miRNA-223)在血漿中的濃度卻沒有顯著變化。

最近，Yang 等［24］分別于主動脈阻斷后45 min，再灌注60 min 后、術(shù)后24 h 檢測體外循環(huán)心臟手術(shù)(15例二尖瓣及主動脈瓣聯(lián)合瓣膜置換術(shù))患者肌酸激酶同工酶、cTnI 與miRNA(miRNA-1、miRNA-21、miRNA-208a、miRNA-499)水平，研究發(fā)現(xiàn)miRNA-1、miRNA-208a 水平直到45 min 主動脈夾緊后是不變的，再灌注60 min 后增加，術(shù)后24 h 明顯下降，而且這種變化趨勢類似于肌酸激酶同工酶和cTnI，推測miRNA-1、miRNA-208a 可能與心肌缺血再灌注損傷有關(guān)。

3 結(jié)論與展望

近些年對miRNA-208 在心血管疾病領(lǐng)域的基礎(chǔ)與臨床研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-208 在心肌梗死、心力衰竭、心律失常等疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，但是目前miRNA-208 檢測的靈敏度和特異性還不是很高，對miRNA-208 在心血管疾病的產(chǎn)生機制和作用上的認(rèn)識很局限。相信隨著對miRNA-208 研究的深入和拓展，可能為心血管疾病的診斷和治療提供新的思路。

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