運動心肌保護效應(yīng)：microRNA的調(diào)節(jié)作用

陳亞麗 王世強 李丹 王國軍

1 上海體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)康復(fù)中心（上海200438）

2 上海上體傷骨科醫(yī)院（上海200438）

3 湖南工業(yè)大學(xué)體育學(xué)院（株洲412000）

心血管疾?。–VD）的致殘率和致死率高、花費大、治療費用大，已經(jīng)成為危害人們健康的主要疾病。據(jù)《中國心血管病報告2017》數(shù)據(jù)，我國心血管病患病人數(shù)已達2.9億，嚴(yán)重影響我國人民群眾的身體健康。研究心血管疾病的發(fā)病發(fā)展機制有助于開發(fā)有效的心血管疾病的治療藥物，有助于探尋新的心血管疾病的預(yù)防手段和策略。

長期規(guī)律的有氧運動能夠有效降低心血管疾病的發(fā)病率，減輕疾病的癥狀，對心血管疾病具有良好的預(yù)防和治療作用。長久以來，研究人員對運動增強心肌保護效應(yīng)、促進心臟健康的生物學(xué)機制進行了深入研究。近年來，研究發(fā)現(xiàn)運動對多個心肌微小RNA（microRNA，miRNA）具有調(diào)節(jié)作用，可能介導(dǎo)了運動心肌的保護效應(yīng)，為運動心臟的研究提供了新的視角。心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中，伴隨著病理性心肌重塑。病理性心肌重塑包括心肌肥厚、心肌細胞凋亡、心肌纖維化等環(huán)節(jié)[1]。研究表明，運動通過miRNA 對心肌細胞肥大、細胞增殖、間質(zhì)重塑、細胞凋亡、血管再生和電重塑等過程進行調(diào)節(jié)，產(chǎn)生運動性心臟重塑[2]。近期研究報道，運動改善心肌缺血再灌注損傷、心肌梗死、糖尿病性心肌病、心衰等心臟疾病癥狀，miRNA可能介導(dǎo)了運動心肌保護作用，進而抑制病理性心肌重塑[3-6]。本文從心肌細胞肥大、心肌細胞增殖、細胞凋亡、心肌血管再生和心肌纖維化等生物過程，綜述了miRNA 的運動心肌保護效應(yīng)。本文應(yīng)用Pub Med、Medline、web of science、知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫檢索2008年5月至2018年5月關(guān)于運動心肌與miRNA 相關(guān)方面的文獻，以“exercise，microRNA，cardiac hypertrophy or fibrosis or proliferation or apoptosis or angiogenesis”為英文檢索主題詞，以“運動，micorRNA，心肌肥大或纖維化、細胞增殖、細胞凋亡、血管新生”為中文檢索主題詞。通過閱讀標(biāo)題和摘要進行初篩，初步檢索得到英文文獻122篇，中文10篇，排除與本主題不相關(guān)的內(nèi)容，最終納入52篇符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻。

1 microRNA與心臟疾病

miRNA是包含大約22個核苷酸的非編碼RNA，從1993年第一個miRNA 被Lee 等發(fā)現(xiàn)以來，研究人員發(fā)現(xiàn)了38589 條miRNA（截止到2018年5月，http：//www.mirbase.org/）。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA 在心臟發(fā)育、心肌細胞分化凋亡、心肌細胞增殖、血管再生、心肌肥大等多個生理和病理過程中具有重要作用。如表1所示。

1.1 miRNA與心肌肥大

病理性心肌肥大是多種心臟疾病常見的病理變化，表現(xiàn)為心肌增厚、心肌擴張和心臟衰竭。近些年發(fā)現(xiàn)多個miRNA 在病理性心肌肥大過程中具有調(diào)節(jié)作用。包括抑制病理性心肌肥大的miRNA，如miR-1、miR-133a 等[7，8]；促進心肌細胞肥大的miRNA，如miR-208a、miR-155等[9，10]。

人體和動物模型研究發(fā)現(xiàn)，miR-1 通過靶向調(diào)節(jié)多個信號通路抑制心肌肥大。Ikeda等在新生大鼠心肌細胞中發(fā)現(xiàn)，miR-1 通過下調(diào)肌細胞增強因子2A（Mef2a）抑制心肌細胞肥大。而在心衰的大鼠模型中，miR-1 呈現(xiàn)低表達，對Mef2a 的抑制作用減弱，進而介導(dǎo)鈣調(diào)磷酸酶/活化T 細胞因子（CaN/NFAT）信號通路誘導(dǎo)小鼠心肌肥厚[7]。Fibullin-2（Fbln2）是miR-1的另外一個靶基因，在主動脈縮窄誘導(dǎo)的左心室肥大大鼠模型中，miR-1的表達顯著降低，通過尾靜脈注射結(jié)合miR-1的慢病毒后，左心室肥厚程度得到抑制，心肌功能得到改善。進一步發(fā)現(xiàn)，miR-1可能通過激活MAPK信號通路防止病理性心肌重塑[8]。Diniz 等離體實驗發(fā)現(xiàn)，miR-1在甲狀腺激素誘導(dǎo)的心肌細胞肥大過程中，呈現(xiàn)低表達狀態(tài)，miR-1 的過表達抑制了甲狀腺素誘導(dǎo)的心肌細胞肥大。在體實驗進一步證實，miR-1 通過靶向作用于HADC4 mRNA 起抑制心肌細胞肥大的作用[11]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-1在主動脈縮窄誘導(dǎo)的病理性心肌肥大的大鼠模型中表達顯著下調(diào)，心肌細胞橫截面積顯著增加。離體研究確認了線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運體（mitochondrial calcium uniporter，MCU）是miR-1 的調(diào)節(jié)靶基因，結(jié)果提示，miR-1的下調(diào)通過提升MCU的表達，促進細胞Ca2+的攝取能力，促進心肌細胞肥大。研究同時發(fā)現(xiàn)，在運動性心肌細胞肥大模型中，miR-1/MCU通路與主動脈縮窄誘導(dǎo)的病理性心肌肥大具有相同的變化，值得進一步深入研究[12]。

表1 microRNA在病理性心肌重塑過程中的調(diào)節(jié)作用

與miR-1 類似，miR-133a 也起到抑制心肌細胞肥大的作用。在血管緊張素Ⅱ（Angiotensin Ⅱ，Ang Ⅱ）誘導(dǎo)的心肌細胞肥大模型中，miR-133a 表達顯著降低，上調(diào)miR-133a可抑制心肌細胞肥大。進一步研究研究表明，miR-133a 可能通過激活MAPK 通路，減少ERK1/2 的磷酸化，抑制心肌肥大程度[13]。與此一致，Diniz 等發(fā)現(xiàn)miR-133a 在甲狀腺激素誘導(dǎo)的心肌肥大模型中miR-133a的表達顯著降低。進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-133a 通過靶基因Ⅰ型血管緊張素Ⅱ受體（Type 1 Angiotensin Ⅱreceptor，AT1R）起作用。人體實驗發(fā)現(xiàn)，血液miR-133a含量與左心室和室間隔心肌肥厚程度成負相關(guān)，可以作為預(yù)測心肌肥厚的生物標(biāo)志物[14]。

Diniz 等的另一項研究報道發(fā)現(xiàn)，甲狀腺功能亢進引起心肌肥大過程中伴隨心肌miR-208a的表達上調(diào)，靶基因α-MHC 的表達顯著下調(diào)，而與miR-208b/β-MHC 無關(guān)。深入研究發(fā)現(xiàn)，α-MHC 通過促進AT1R 表達誘導(dǎo)心肌肥大[9]。Callis 等研究發(fā)現(xiàn)，miR-208a 的轉(zhuǎn)基因過表達小鼠則表現(xiàn)為心肌肥厚性增長，并誘發(fā)了心律失常，Myh6可能是其作用的靶基因。miR-208a敲除的小鼠則表現(xiàn)為正常的心肌生長和正常的心律[15]。miR-155 也是誘導(dǎo)心肌肥大的miRNA。Yang 等通過Ang Ⅱ誘導(dǎo)H9C2心肌細胞肥大模型，轉(zhuǎn)染miR-155類似物或抑制劑，觀察細胞肥大變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，miR-155 聯(lián)合Ang Ⅱ比單純Ang Ⅱ更能促進心肌細胞面積的增加。進一步研究顯示，miR-155 可能通過下調(diào)靶基因AGTR1 抑制鈣信號通路促進心肌肥大[16]。與此一致，Seok等也發(fā)現(xiàn)，miR-155也能促進心肌細胞肥大。不同的是，作者研究發(fā)現(xiàn)Jarid2是miR-155調(diào)控的靶基因，抑制miR-155 的表達能有效降低主動脈縮窄誘導(dǎo)的心肌肥大[10]。

1.2 miRNA與心肌細胞增殖

心肌細胞數(shù)量減少是多種心臟疾病共有的結(jié)構(gòu)變化，影響了正常的心臟功能，最終導(dǎo)致心力衰竭的發(fā)生。通過一定的手段促進心肌細胞的增殖進而改善心臟功能，是促進心臟恢復(fù)的重要策略。越來越多的研究證實，miRNA 對心肌細胞增殖具有調(diào)節(jié)作用。早年研究表明，在大鼠胚胎發(fā)育過程中，miR-133a 可誘導(dǎo)心肌細胞的增殖，miR-133a基因敲除的大鼠心肌細胞增殖出現(xiàn)障礙。進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-133a可能通過靶向抑制細胞周期蛋白cyclin D2 促進心肌細胞的增殖[17]。Chen 等發(fā)現(xiàn)，miR-17-92 簇是心肌細胞增殖的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。在胚胎或新生小鼠心臟中剔除miR-17-92 簇，心肌細胞的增殖受到抑制，心臟發(fā)育明顯減緩。而miR-17-92 簇的過表達能顯著促進胚胎、新生和成年小鼠心肌細胞增殖。研究還發(fā)現(xiàn)，miR-17-92簇過表達誘導(dǎo)的心肌細胞增殖對心肌梗死損傷具有保護作用。離體研究進一步證實，腫瘤抑制因子同源性磷酸酶-張力蛋白（phosphatase and tensin homolog，PTEN）是miR-17-92 簇的靶基因，介導(dǎo)了miR-17-92簇的心肌細胞增殖[18]。另外，Arif等發(fā)現(xiàn)miR-210介導(dǎo)了心肌細胞增殖。在離體培養(yǎng)的細胞中轉(zhuǎn)染miR-210，大鼠心肌細胞出現(xiàn)明顯的單細胞核增殖，并伴隨心肌細胞面積減少、多核細胞數(shù)量降低、細胞凋亡下降。另外，Bcl-2表達增加，而caspase-3表達下降。軟件預(yù)測分析結(jié)果表明，細胞周期抑制因子泛素連接酶（anaphase promoting complex，APC）是miR-210的靶基因。在心肌梗死小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，miR-210 轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出明顯的細胞增殖，細胞凋亡下降[19]。

Huang等研究顯示，從增殖的新生心肌細胞到分化為終末細胞過程中，miR-128 的表達顯著上調(diào)。在體研究表明，miR-128 過表達損害了新生小鼠細胞增殖和心肌功能。miR-128通過上調(diào)多梳蛋白SUZ12 阻礙細胞周期蛋白抑制劑p27 的表達，進而激活細胞周期蛋白Cyclin E 與CDK2 相結(jié)合并激活CDK2，驅(qū)動細胞進行細胞分裂。該研究提示，miR-128 可作為促進內(nèi)源性心肌細胞增殖的重要靶點[20]。

1.3 miRNA與心肌血管再生

心肌血管再生增加了心肌細胞的血液循環(huán)，對促進心臟康復(fù)具有重要意義。研究證實，多個miRNA 參與了血管內(nèi)皮細胞增殖、微小血管密度和心肌血管形成和再生的調(diào)節(jié)[21，22]。Arif 等的研究表明，miR-210 除了能夠促進心肌細胞增殖，抑制細胞凋亡以外，還能誘導(dǎo)心肌血管再生。miR-210 通過抑制APC 的表達，間接促進血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達，誘導(dǎo)心肌血管再生[19]。與此一致，F(xiàn)and 等發(fā)現(xiàn)，miR-210 激動劑激活了HGF 的表達，進而促進了血管內(nèi)皮細胞的增殖。在心梗大鼠模型中miR-210 的過表達增加了心肌微小血管密度，改善了心肌功能[23]。miR-126 促進了血管內(nèi)皮細胞的增殖，維持了血管的穩(wěn)定性，在低氧或血管損傷模型中，miR-126 的高表達通過Spred-1 激活了VEGF 血管內(nèi)皮細胞的增殖信號，促進了血管的形成[22]。人體研究也發(fā)現(xiàn)，miR-126 在慢性心衰病人血管形成的早期細胞（angiogenic early outgrowth cells，EOCs）中明顯減少。抑制miR-126 損害了EOCs 的血管形成和改善心臟功能的能力[21]。

另外一些microRNA 抑制血管內(nèi)皮細胞的增殖和血管形成。Duan等研究表明，在心衰小鼠模型中，心肌miR-214 的表達顯著下降，腺病毒轉(zhuǎn)染miR-214 的抑制劑抑制了異丙基腎上腺素誘導(dǎo)的心肌血管再生損害，改善了心臟功能。而miR-214 的過表達通過靶向抑制轉(zhuǎn)錄因子XBP1的表達，抑制了內(nèi)皮細胞增殖和血管形成[24]。研究表明，miR-34家族（miR-34a、miR-34b和miR-34c）介導(dǎo)了病理性心肌重塑，通過LNA-antimiR-34 抑制miR-34 家族的表達，增加了VEGF 和Notch1 的表達，激活了VEGF 和Notch 信號通路，促進了心肌血管再生，改善心肌功能，抑制心肌梗死誘導(dǎo)的病理性心臟重塑[25]。

1.4 miRNA與心肌細胞凋亡

Roca-Alonso等證實，miR-30在心肌梗死心臟衰竭動物模型中均顯著下調(diào)。進一步發(fā)現(xiàn)，miR-30可能通過抑制β1腎上腺素能受體（β1- and β2-adrenoceptor，β1AR 和β2AR）阻斷β腎上腺素能受體信號，進而抑制心肌細胞凋亡[26]。Fang 等證實，在心肌缺血大鼠模型和1%低氧濃度下的H9C2 細胞模型中，miR-378 的表達顯著下調(diào)。miR-378 的過表達增加了細胞活力，抑制了細胞凋亡和壞死。而抑制miR-378加重了低氧誘導(dǎo)的細胞凋亡和損傷。生物信息預(yù)測和熒光素酶報告進一步證實，細胞凋亡關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子caspase-3 是miR-378的靶基因[27]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)，miR-21具有顯著抑制心肌細胞凋亡的作用。在H9C2細胞模型中，氧化應(yīng)激誘導(dǎo)了細胞凋亡和miR-21的顯著下調(diào)，miR-21 過表達抑制了caspase-3 的表達。研究進一步確認程序性細胞死亡基因4（programmed cell death 4，PDCD4）是miR-21的靶基因，miR-21/PDCD4是抵抗氧化應(yīng)激誘導(dǎo)細胞凋亡的重要通路[28]。

另外一些microRNA 則起抑制細胞凋亡的作用。Chen 等研究證實，miR-100 在H2O2誘導(dǎo)的心肌凋亡過程中顯著上調(diào)，且具有時間依賴性。抑制miR-100 阻礙了心肌細胞凋亡。進一步研發(fā)發(fā)現(xiàn)，在低氧誘導(dǎo)的心肌凋亡過程中，miR-100 通過抑制胰島素樣生長因子受體1（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF1R）起作用。抑制IGF1R 表達增加了心肌細胞凋亡，去除了miR-100下調(diào)誘導(dǎo)的心肌細胞保護效應(yīng)[29]。Yu等發(fā)現(xiàn)，miR-144 擬似物加重了高糖誘導(dǎo)的ROS 生成和心肌細胞凋亡，而miR-144 抑制劑通過激活Nrf2 信號通路，減少ROS 生成，抑制了心肌細胞凋亡，改善STZ 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠心肌細胞凋亡[30]。

2 microRNA的運動心肌保護效應(yīng)

運動能夠通過促進心肌細胞增殖、抑制細胞凋亡、增加血管生成、阻礙間質(zhì)纖維化等環(huán)節(jié)，產(chǎn)生心肌保護效應(yīng)，抑制糖尿病、缺血再灌注、高血壓、心肌梗死、心臟衰竭等疾病誘導(dǎo)的病理性心肌重塑，改善心臟功能。近年研究證實，miRNA通過降低心肌細胞凋亡、促進心肌細胞增殖、增加心肌血管生成和抑制心肌纖維化介導(dǎo)了運動引起的心肌保護效應(yīng)[33]。

2.1 miRNA介導(dǎo)運動抗心肌細胞肥大

病理性心肌肥大伴隨心肌細胞體積增加、細胞直徑和長度增加，即細胞肥大，分子水平上表現(xiàn)為肥大基因ANP/ANF、β-MHC 等被激活而表達上調(diào)。研究發(fā)現(xiàn)，運動在一定程度上可通過調(diào)節(jié)miRNA 抑制心肌細胞肥大，降低病理性心肌重塑。研究發(fā)現(xiàn)，在肥胖誘導(dǎo)的心臟病理肥大模型中，miR-208a 表達上調(diào)，靶基因Med13 含量相應(yīng)減少，β-MHC 表達增多，持續(xù)10 周的運動訓(xùn)練降低了大鼠體重，減少了心肌miR-208a 含量，通過增加Med13 糾正β-MHC 的含量，降低心肌細胞肥大程度，抑制病理性心肌重塑[6]。醫(yī)學(xué)臨床和動物研究發(fā)現(xiàn)的對病理心肌肥大具有重要調(diào)節(jié)作用的miR-1 和miR-133a，是否介導(dǎo)了運動抗心肌肥大的過程，目前尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)的研究報道。

2.2 miRNA介導(dǎo)運動抗心肌細胞凋亡

研究表明，中小強度的有氧運動不僅能降低正常個體心肌細胞的凋亡發(fā)生率，而且還能抑制心肌梗死、心肌缺血和糖尿病等誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡程度，減輕心肌損傷程度。近年研究發(fā)現(xiàn)，miRNA 介導(dǎo)了運動抗心肌細胞凋亡效應(yīng)。如表2。

表2 運動通過miRNA抑制病理性心臟重塑

Souza等對心臟衰竭大鼠進行有氧運動干預(yù)后，通過基因芯片掃描發(fā)現(xiàn)，有17 個miRNA 顯著上調(diào)，14 個miRNA 顯著下調(diào)。miRWalk 軟件預(yù)測發(fā)現(xiàn)，這些變化的miRNA 主要通過TGF-β1、炎癥、凋亡、細胞增殖等途徑介導(dǎo)運動對心臟衰竭的保護[3]。Zhao 等發(fā)現(xiàn)，8周的游泳運動增加了心肌miR-499 的表達，進而抑制Drp-1的表達，降低了心肌凋亡程度[34]。在另一項研究中發(fā)現(xiàn)，運動促進了心肌miR-21 和miR-30b 的表達，其可能通過調(diào)節(jié)PDCD4和Drp-1抑制小鼠心肌細胞凋亡[35]。在肺動脈狹窄誘導(dǎo)的右心室重塑動物模型中，miR-21表達下調(diào)，心肌細胞凋亡增加。運動可以顯著上調(diào)miR-21，通過抑制PTEN激活PI3K/Akt信號通路，抑制心肌細胞凋亡，改善右心室功能[36]。

中低強度運動可抑制細胞凋亡，而大強度劇烈運動可能誘導(dǎo)心肌細胞凋亡，細胞凋亡對運動強度較為敏感，miRNA 是否參與了該過程的調(diào)節(jié)，尚不清楚[37]。前期研究曾發(fā)現(xiàn)，不同運動強度對microRNA的影響不同，其與細胞凋亡的關(guān)系如何，目前尚無相關(guān)的研究報道，將是未來研究方向之一[38，39]。

2.3 miRNA介導(dǎo)運動誘導(dǎo)的心肌細胞增殖

研究表明，運動誘導(dǎo)心肌細胞增殖對于運動性心肌肥大不是必要條件，而運動通過誘導(dǎo)心肌細胞增殖產(chǎn)生心肌保護效應(yīng)，進而抵抗心肌缺血病理性心臟重塑，則不可或缺。多個miRNA參與了該過程的調(diào)節(jié)。

miR-222 是最受關(guān)注的可促進心肌細胞增殖的miRNA之一。Liu等發(fā)現(xiàn)，在跑臺和游泳誘導(dǎo)的運動性心肌肥大小鼠模型中，miR-222 均呈現(xiàn)顯著上調(diào)。體外研究發(fā)現(xiàn)，miR-222 過表達促進了心肌細胞增殖和體積增加，而抑制miR-222 顯著降低了心肌細胞數(shù)量和細胞體積。LNA-antimiR-222 在體抑制心肌miR-222的表達，游泳運動誘導(dǎo)的心肌細胞增殖和體積增加明顯受到抑制。進一步研究發(fā)現(xiàn)，HIPK1 和HMBOX1是miR-222 的靶基因。在心肌缺血模型中，miR-222轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出較低的細胞凋亡率、較少的心肌梗死面積和心臟功能受損。結(jié)果提示，運動誘導(dǎo)的心肌miR-222 上調(diào)能夠通過促進心肌細胞增殖，降低心肌缺血導(dǎo)致的病理性心臟重塑程度[5]。Shi 等發(fā)現(xiàn)miR-17-3p也介導(dǎo)了運動產(chǎn)生的心肌保護效應(yīng)。研究表明，體內(nèi)抑制miR-17-3p 的表達，運動誘導(dǎo)的心肌細胞增殖明顯受到抑制。尾靜脈注射agomir-17-3p增強了心肌細胞增殖，產(chǎn)生心肌保護效應(yīng)，抑制缺血再灌注誘導(dǎo)的病理性心肌重塑。體外研究表明TIMP-3 可能是miR-17-3p 的調(diào)節(jié)靶基因，結(jié)果提示，運動通過上調(diào)miR-17-3p抑制TIMP-3增加心肌細胞增殖，抵抗缺血造成的病理性心臟重塑[40]。

以上兩項研究發(fā)現(xiàn)，miR-222 和miR-17-3p 通過調(diào)節(jié)靶基因，進而促進心肌細胞增殖，并通過功能獲得或缺失的方法，進一步確認了以上兩種microRNA的關(guān)鍵作用，在運動心臟研究領(lǐng)域產(chǎn)生了較大的影響，這也為運動心肌microRNA領(lǐng)域的研究提供了借鑒和參考。

2.4 miRNA介導(dǎo)運動誘導(dǎo)的心肌血管生成

miR-126能間接調(diào)節(jié)VEGF的表達，是目前發(fā)現(xiàn)的介導(dǎo)運動誘導(dǎo)血管生成最重要的miRNA。Ghorbanzadeh等發(fā)現(xiàn)，8周的自主轉(zhuǎn)輪運動促進了大鼠心肌miR-126的表達，增加了心肌血管密度[41]。另外一項研究發(fā)現(xiàn)運動促進了小鼠心肌miR-126 的表達，靶基因Spred1的表達受到抑制，促進了血管內(nèi)皮細胞增殖，增加心肌血管密度，降低心肌梗死面積，改善心梗大鼠心臟功能[42]。與此一致，DA 等進一步明確中等負荷運動和大負荷運動使大鼠心肌miR-126 分別上調(diào)26%和42%，血管密度分別增加58%和101%，VEGF的表達分別增加42%和108%。其靶基因Spred-1分別下調(diào)41%和39%，進而激活了促血管新生信號通路Raf-1/ERK1/2。另一個靶基因PI3KR2 分別下調(diào)39%和78%，同時P13K/Akt/eNOS 信號通路相關(guān)蛋白顯著增加[43]。田振軍和宋偉等也發(fā)現(xiàn)持續(xù)和間歇運動激活具有內(nèi)皮細胞特異性的miR-126，激活了下游PIK3R2/Spred1 通路，促進心梗大鼠心肌梗死邊緣區(qū)血管新生，提升心功能，產(chǎn)生心肌保護效應(yīng)[44]。

2.5 miRNA介導(dǎo)運動抗心肌纖維化

雖然過度運動會產(chǎn)生心肌膠原蛋白過度增多的風(fēng)險，但中低強度的有氧運動改善心肌間質(zhì)纖維化程度，是運動心肌保護效應(yīng)的重要方面。近些年，研究證實運動可通過調(diào)節(jié)miRNA，降低心肌梗死等心臟疾病誘導(dǎo)的心肌纖維化。Melo 等研究表明，與未經(jīng)運動的心梗大鼠相比，運動訓(xùn)練使心梗大鼠梗死邊緣區(qū)域miR-29a和miR-29c的表達分別增加32%和63%，Col1A1和Col3A1分別降低63%和62%，減緩了心肌纖維化程度，改善了心梗大鼠心肌功能[4]。與此一致，肖麗等發(fā)現(xiàn)miR-29a 介導(dǎo)了運動抗心肌纖維化作用，miR-101a 也具有重要調(diào)節(jié)作用。間歇有氧運動抑制了TGF-β1/Smad信號通路，進而上調(diào)了心肌miR-29a和miR-101a的表達，降低了心肌Col1A1和Col3A1的表達，抑制了心肌纖維化程度和瘢痕形成，改善了心梗大鼠心臟功能[45]。運動能夠抑制糖尿病誘導(dǎo)的心肌纖維化，Chaturvedi 等的研究證實miR-29b 和miR-455 參與了該過程的調(diào)節(jié)。該研究發(fā)現(xiàn)，運動促進了包含miR-29b和miR-455的外泌體的釋放，而兩者的共同靶基因MMP-9的表達和活性均受到運動干預(yù)的抑制，糖尿病性心肌纖維化得到明顯改善[46]。

miR-29是調(diào)節(jié)膠原蛋白的關(guān)鍵microRNA，運動對其家族均有調(diào)節(jié)作用，介導(dǎo)了運動抗心肌纖維化。miR-21是另一調(diào)節(jié)心肌纖維化的關(guān)鍵microRNA，其可通過促進心肌成纖維化細胞的增殖增加膠原蛋白的合成。本研究團隊前期研究發(fā)現(xiàn)，大強度運動通過TGFβ1促進了心肌miR-21的表達，可能是運動性心肌纖維化產(chǎn)生的原因之一[38]。同時，其他學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，中強度有氧運動可通過miR-21抑制PDCD4，進而降低心肌細胞凋亡[35]?？梢姡\動對心肌miR-21具有怎樣的調(diào)節(jié)作用，仍需深入研究。

3 總結(jié)與展望

心肌肥大、心肌纖維化、心肌細胞增殖與凋亡、心肌血管新生等生理病理變化在心肌缺血、心肌梗死、糖尿病性心肌病等心臟疾病的發(fā)生發(fā)展和康復(fù)中具有重要作用。miRNA在以上多個環(huán)節(jié)參與調(diào)控了心臟疾病的發(fā)生發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)，miR-1、miR-133a、miR-21、miR-29、miR-214 等miRNA 通過作用于一個或多個靶基因，并通過CaN/NFAT等信號通路參與調(diào)節(jié)了病理性心臟重塑的發(fā)生發(fā)展。運動通過下調(diào)miR-208a 促進Med13的表達，糾正β-MHC的含量，降低心肌細胞肥大程度。運動通過上調(diào)miR-21、miR-222、miR-17-3p、miR-126、miR-29、miR-101a等miRNA抑制細胞凋亡、促進細胞增殖，增加血管新生，減輕心肌纖維化，進而抑制病理性心臟重塑。其中，運動通過miRNA 促進細胞增殖的研究較為深入，通過miRNA 調(diào)節(jié)心肌細胞纖維化的研究也較為全面，而在血管新生和細胞凋亡方面進行的相關(guān)研究較少，也較為淺顯，需要進行深入的研究探討。某些miRNA，如miR-21可能對運動強度較為敏感，深入研究不同運動強度對這些miRNA 的影響及作用，將有助于進一步豐富和發(fā)展運動心肌保護效應(yīng)的生理學(xué)機制。

盡管不少研究發(fā)現(xiàn)miRNA 介導(dǎo)了運動心肌保護效應(yīng)，但miRNA 心肌保護效應(yīng)的調(diào)節(jié)機制尚不清楚，多數(shù)研究停留在表達變化的層面，缺乏通過miRNA 的“功能獲得或缺失（gain or loss of function）”對其調(diào)節(jié)機制進行深入的研究。近些年研究發(fā)現(xiàn)的外泌體囊泡包含并可分泌microRNA，外泌體來源的microRNA 對病理心肌重塑的調(diào)節(jié)，以及在運動心肌保護效應(yīng)中的作用將是未來的研究熱點。另外，目前的研究多是在動物研究上進行的，尚缺乏運動對miRNA 的調(diào)控與人體心臟健康的關(guān)系研究，哪些miRNA 可以作為運動干預(yù)心臟疾病效果評價的生物標(biāo)志物，也將成為未來的研究熱點。進一步探究miRNA 在心臟疾病發(fā)生過程中的調(diào)節(jié)機制，探尋準(zhǔn)確的治療靶點和干預(yù)手段抑制心肌細胞肥大，減少細胞凋亡，減輕心肌纖維化，增加心肌細胞增殖，促進心肌血管再生，對于控制和減緩病理性心臟重塑進程、促進心臟康復(fù)具有重要意義。