miRNA在心房顫動發(fā)病中致心房重構(gòu)作用的研究進展

丁莉，任明

1青海大學(xué)，青海西寧 810000；2青海大學(xué)附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，青海西寧 810000

心房顫動（以下簡稱房顫）是一種常見的持續(xù)性心律失常，具有發(fā)病率高、致殘率高等特點。隨著我國社會面臨的人口老齡化問題，房顫的患病率及發(fā)病率呈現(xiàn)不斷增長的趨勢［1］。近年研究發(fā)現(xiàn)，微小核糖核酸（miRNA）在心臟發(fā)育、心臟肥大、心臟再生等心血管系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展中起著重要的調(diào)控作用，miRNA在房顫發(fā)病機制中的作用也逐漸引起關(guān)注。本文對近年來miRNA在房顫發(fā)病機制中心房重構(gòu)過程中作用的研究進展進行綜述。

1 miRNA概述

第一個miRNA是在1993年由Lee等在秀麗線蟲中發(fā)現(xiàn)的。20個左右的核苷酸組成miRNA，它屬于內(nèi)源性非編碼單鏈RNA，在真核生物轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達。miRNA在高等生物的生命進程中發(fā)揮著必不可少的作用，廣泛參與細胞增殖、細胞凋亡等，此外還與血管的生成和分化有關(guān)。特異性轉(zhuǎn)錄因子、基因突變、染色體缺失、表觀遺傳因子等調(diào)控miRNA［2］。循環(huán)血漿或血清中總的miRNA是一類來源于外泌體、細胞微泡、凋亡小體、微小核糖核酸-蛋白質(zhì)和微小核糖核酸-高密度脂蛋白復(fù)合物的微小核糖核酸的混合物［3］，心房組織中也可以檢出miRNA。

2 心房重構(gòu)概述

從病因?qū)W的角度來看，房顫是多層次復(fù)雜異常的表現(xiàn)，包括分子、細胞、電和結(jié)構(gòu)的改變。心房纖維化是房顫患者發(fā)生結(jié)構(gòu)重構(gòu)的標(biāo)志，它被認為是房顫持續(xù)的潛在物理原因，其特征是心房成纖維細胞異常增殖和細胞外基質(zhì)的過度堆積［4］。心肌細胞的凋亡有助于房顫的發(fā)生發(fā)展，房顫患者心肌細胞凋亡增加，導(dǎo)致心房纖維化，這被認為是房顫持續(xù)的基本機制［5］。心房電重構(gòu)是指心房動作電位時程及不應(yīng)期縮短，心房傳導(dǎo)速度降低［6］。

3 miRNA在心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)中的作用

研究發(fā)現(xiàn)，miR-125b、miR-384-5p等多種miR?NA參與心臟纖維化過程［7-8］。轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGF-β1）一方面參與了心臟重構(gòu)，一方面可促進膠原生成，這兩者均可誘導(dǎo)心房纖維化［9］。此外，結(jié)締組織生長因子（CTGF）也參與了促進纖維化的過程，它與房顫的病理生理狀況有關(guān)，通常被認為是房顫復(fù)發(fā)的重要預(yù)測因子［10］。研究表明，房顫患者外周血白細胞中，長鏈非編碼RNA-心肌梗死相關(guān)轉(zhuǎn)錄本（MIAT）的表達顯著增加，而miR-133a-3p表達顯著減少，在房顫大鼠模型的心房組織中有類似表現(xiàn)。MIAT下調(diào)顯著減輕房顫，增加了心房有效不應(yīng)期，減少房顫持續(xù)時間和心肌細胞凋亡，MIAT下調(diào)對房顫的這些效應(yīng)被miR-133a-3p抑制劑所逆轉(zhuǎn)。熒光素酶報告顯示miR-133a-3p受到MIAT的直接調(diào)控，也即miR-133a-3p被鑒定為MIAT的靶基因。房顫大鼠心房組織纖維化相關(guān)基因Ⅰ型膠原、Ⅲ型膠原、CTGF和TGF-β1表達顯著升高，抑制MIAT降低了這些基因的表達水平。因此，MIAT/miR-133a-3p軸被認為是房顫纖維化的一個新的調(diào)節(jié)因子［11］。

作為外泌體的關(guān)鍵物質(zhì)之一，miRNA可以調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的基因表達，從而能夠進一步調(diào)節(jié)生物體內(nèi)的各種生物途徑［12］。研究表明，房顫和竇性心律患者血清外泌體miR-92b-3p、miR-1306-5p和miR-let-7b-3p的表達水平存在顯著差異，靶基因富集分析顯示20個顯著上調(diào)的miRNA靶基因在多種信號通路中高度富集，包括絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和哺乳動物雷帕霉素靶向蛋白（mTOR）信號通路，這些miRNA和靶基因通過影響能量代謝、脂質(zhì)代謝、炎癥和酶活性等生物過程參與房顫的過程［13］。研究發(fā)現(xiàn)，miR-92b-3p能抑制心臟神經(jīng)脊衍生物表達轉(zhuǎn)錄因子2（HAND2）的表達，從而有效抑制小鼠心肌細胞肥大，此過程是由血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）誘導(dǎo)的［14］。Hu等［15］在大鼠實驗研究中發(fā)現(xiàn)，miR-92b-3p能夠通過下調(diào)肌細胞增強因子2D（MEF2D）的表達，抑制心肌細胞肥大。此外，在大鼠中，miRNA let-7b通過直接作用于caspase-3信號來保護心肌細胞免受缺血誘導(dǎo)的損傷［16］。MAPK是一組絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶，可被多種刺激激活：第一細胞因子、第二神經(jīng)遞質(zhì)、第三激素等，并參與傳遞多種信號通路［17］?，F(xiàn)有研究表明，mTOR可影響心血管疾病患者的各種生物學(xué)過程，包括心肌細胞增殖、心臟重構(gòu)和能量代謝［18］。miR-496能夠修復(fù)缺氧誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡，此過程是通過PI3k/Akt/mTOR信號通路實現(xiàn)的。由此可見，MAPK和mTOR信號通路在心血管疾病的進展中起著重要作用。同時，人體內(nèi)的各種miRNA通過上述信號通路在心血管疾病的進展中起著重要作用［19］。

最近一項研究發(fā)現(xiàn)，房顫患者的心房肌組織和AngⅡ治療的心臟成纖維細胞中miR-96表達顯著增高，并與Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原水平呈正相關(guān)，miR-96的過表達明顯抑制Krüppel樣因子13（KLF13）的表達，隨后促進AngⅡ誘導(dǎo)的小鼠心臟成纖維細胞的增殖、遷移和膠原生成，而miR-96的敲除顯著增加了KLF13的表達，減輕了AngⅡ誘導(dǎo)的炎性浸潤和心房纖維化，這些結(jié)果表明，KLF13是miR-96的功能靶點［20］。之前有類似研究表明，KLF13是心臟發(fā)育的調(diào)節(jié)因子，它影響心臟發(fā)育和形態(tài)發(fā)生過程中心肌細胞的生長和分化［21］。

研究發(fā)現(xiàn)，miR-483-5p的表達水平在三個房顫組（基線組、12個月組和24個月組）患者中均上調(diào)，miR-200b-3p的表達水平在基線組和12個月組中上調(diào)，而miR-125b-5p的表達則下調(diào)，miR-34a-5p在12個月和24個月組中表達上調(diào)［22］。miR-483-5p是一種內(nèi)含22個核苷酸的成熟miRNA，通常與其宿主基因 IGF2一起轉(zhuǎn)錄，位于染色體 11p15.5［23］。在這項研究中，miRNA靶基因網(wǎng)絡(luò)揭示E2F轉(zhuǎn)錄因子3（E2F3）是miR-125b-5p的靶基因［22］。E2F3對正常心臟發(fā)育至關(guān)重要，E2F3的喪失損害了胚胎心肌的增殖能力［24］。Liu等［25］研究發(fā)現(xiàn)，miR-125b-5p可能參與了與房顫相關(guān)的多種重要生物學(xué)過程和功能通路（如TGF-β、MAPK、VEGF、鈣、縫隙連接、mTOR和Wnt信號通路），其中大部分與房顫的發(fā)病機制有關(guān)。

越來越多的研究表明，miRNA是許多細胞過程的重要調(diào)節(jié)因子，參與幾乎所有心血管疾病的發(fā)病機制，包括房顫。miR-10a的下調(diào)抑制膠原形成，膠原形成減少可以使心臟成纖維細胞增殖減少，此過程通過抑制TGF-β1-SMAD信號通路抑制了房顫大鼠的心臟纖維化，從而減少心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)［26］。miR-138-5p在房顫患者中下調(diào)，并通過抑制CYP11B2表達逆轉(zhuǎn)心臟纖維化重構(gòu)［27］。miR-27b的心房過表達通過靶向ALK5基因減輕AngⅡ誘導(dǎo)的心房纖維化和房顫［28］。

4 miRNA在心房電重構(gòu)中的作用

影響動作電位產(chǎn)生、持續(xù)時間和傳導(dǎo)的離子通道是L型鈣通道（Cav1.2）、電壓門控鉀通道（Kv4.2）或G蛋白激活的內(nèi)向整流鉀通道（GIRK1/4）。Cav1.2密度的降低是電重構(gòu)的標(biāo)志。Binas等［29］研究發(fā)現(xiàn)，miR-221/222表達的改變與Cav1.2和GIRK1/4通道密度的變化有關(guān)，這可導(dǎo)致動作電位傳導(dǎo)減慢，并可能干擾機電耦合，從而使心臟發(fā)生電重構(gòu)、更容易發(fā)生心律失常。研究表明，miRNA參與L型鈣電流的下調(diào)，miR-29a-3p和CACNA1C基因之間存在負性調(diào)節(jié)關(guān)系，CACNA1C的表達受miR-29a-3p的調(diào)控，而CACNA1C基因編碼心臟Cav1.2 α1亞單位。與無房顫者相比，房顫患者心房組織中miR-29a-3p的表達水平顯著升高，而CACNA1C基因表達水平降低［30］。另有研究報道了miR-34a可能通過調(diào)節(jié)Ank-B的表達，在早期電生理重構(gòu)和房顫的發(fā)生中起重要作用［31］。miR-328在犬房顫實驗?zāi)Ｐ椭挟惓Ｉ险{(diào)，這種過度表達伴隨著心房動作電位時程的縮短和L型鈣通道的降低，在房顫患者中也有同樣的發(fā)現(xiàn)［32］。此外，目前發(fā)現(xiàn)的與心房電重構(gòu)有關(guān)的miRNA有miR-184-3p、miR-195a-3p、miR-574-3p等。

5 小結(jié)

綜上所述，miRNA在房顫的發(fā)生發(fā)展、心肌纖維化、心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)及心房電重構(gòu)等過程中有著重要的作用，但其在房顫中的具體致病機制及作用需要進一步研究。房顫通常在沒有任何臨床癥狀的情況下發(fā)生，導(dǎo)致栓塞事件高危患者的診斷延遲和治療性抗凝延遲，嚴重降低了患者的生活質(zhì)量，房顫的診斷具有挑戰(zhàn)性。miRNA為房顫的發(fā)病機制提供了新的思路，miRNA在外周循環(huán)中穩(wěn)定且易于檢測，與房顫相關(guān)的循環(huán)miRNA可作為該疾病的潛在生物標(biāo)志物，而組織特異性miRNA可作為治療靶點，miRNA為房顫的診斷和治療提供了一定的思路。