si RNA防治心肌缺血再灌注损伤的研究进展

余咏潮,王志农

(第二军医大学长海医院,上海 200433)

心肌缺血再灌注损伤(MIRI)发生机制复杂多样,主要与氧自由基损伤、钙超载、血管内皮细胞功能障碍、中性粒细胞激活及心肌细胞凋亡有关。小干扰 RNA(siRNA)是一种小 RNA分子(21～25核苷酸),可使目标 mRNA沉默。现将近年来 siRNA在防治 MIRI研究方面的进展综述如下。

1 针对心肌氧自由基损伤的 siRNA

NAD(P)H氧化酶是促使氧自由基生成的重要物质,p 22 phox作为其的一个亚单位,在电子传递和超氧阴离子的产生等方面起重要作用。李虹等[1]使用 siRNA靶向沉默p 22phox基因能显著抑制NAD(P)H氧化酶的生成,从而降低心肌细胞内氧自由基水平,进而显著减轻 MIRI。王丽等[2]发现,缺氧诱导因子(HIF-1α)的过度表达可能导致氧自由基生成增加,进而加重 MIRI；而对 HIF-1α靶向 siRNA后,MIRI可以减轻。血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)可诱导内皮素(ET1)过表达,促进氧自由基产生,并加重心肌细胞内钙超载。杨勇等[3]设计针对 AngⅡ的 siRNA沉默发现可以显著减少 ET1生成,降低内皮细胞氧自由基活性,增加 NO合成,并且能够减少心肌细胞内钙超载的发生。

2 针对心肌钙超载的 siRNA

研究发现,线粒体产生的 ATP有助于再灌注时细胞内Ca2+积聚。钙调蛋白激酶Ⅱα(CAMKⅡα)在需能阶段引起的 Ca2+内流中起关键作用。王岚等[4]在针对 CAMKⅡα设计相应 siRNA沉默原代培养的缺血再灌注乳鼠心肌细胞CAMKⅡα的表达,发现可以显著抑制心肌细胞内钙超载的发生。Ryanodine受体 2(RYR2)是心肌细胞中最主要的Ca2+释放通道,郭竹英等[5]发现,在缺血再灌注大鼠原代心肌细胞中,应用相关 siRNA阻断 RYR2的表达,能够显著缓解钙超载,进而减轻 MIRI。

3 针对心肌血管内皮细胞功能障碍与中性粒细胞激活的siRNA

免疫球蛋白超家族中的细胞间黏附分子 1(ICAM-1)是介导中性粒细胞与内皮细胞黏附的主要黏附分子。Tobias等[6]首次报道了 siRNA可有效抑制人隐静脉内皮细胞中ICAM-1的表达,抑制了中性粒细胞的激活过程,进而减轻再灌注损伤。NF-κB是一种基因多显性转录因子。内皮细胞的活化涉及很多基因的激活,这些基因的启动子区域都含有NF-κB的结合部位。周晓彤等[7]使用 siRNA抑制内皮细胞NF-κB p65表达,从而抑制了多种黏附分子的激活,从而避免了中性粒细胞的激活,减轻了再灌注损伤。TNFα可以吸引中性粒细胞,并促使其产生呼吸爆发,释放氧自由基,导致脂质过氧化反应,加重缺氧心肌坏死；同时能够诱导心肌细胞大量表达ICAM-1,并可促进细胞毒性 T淋巴细胞攻击心肌细胞,导致细胞大量坏死。有学者用阳离子脂质体 siRNA抑制TNFa基因表达,成功地使内毒素诱导的小鼠肝脏损伤明显减轻。

4 针对心肌细胞凋亡的siRNA

细胞凋亡的发生是蛋白酶有序级联切割的结果,其代表蛋白酶分别为 Caspase-8、Caspase-1和 Caspase-3。 Caspase-3是哺乳动物细胞凋亡的关键蛋白酶。有学者对大鼠心肌细胞 Caspase-3基因进行 siRNA,发现沉默 Caspase-3基因能显著抑制缺氧诱导的心肌细胞凋亡,进而减轻MIRI。

综上所述,siRNA是一种可行的防治 MIRI的有效方法。然而,目前我们尚未找到一种安全有效的将siRNA注入人体的方法,对其近远期不良反应知之甚少。但随着相关研究的进行,siRNA必将为MIRI的防治开辟一条有益的新途径。

[1]李虹,白小涓,刘强,等.siRNA靶向沉默 p22phox表达对内皮细胞衰老抑制作用的研究[J].遗传,2008,30(9):1175-1181.

[2]王丽,梅长林.缺氧诱导因子在大鼠肾缺血再灌注损伤中的表达和意义[J].中国中西医结合肾病杂志,2007,8(2):77-80.

[3]杨勇,王玮,黄从新,等.ACE siRNA对人脐静脉内皮细胞 ET1表达的影响[J].郧阳医学院学报,2009,28(2):109-112.

[4]王岚,吕家高,张存泰,等.RNA干扰下调钙调蛋白激酶Ⅱα表达对血管紧张素Ⅱ诱导心肌细胞肥大的影响[J].临床心血管病杂志,2008,24(5):378-382.

[5]郭英竹,矫强,王世婷,等.Ryanodine受体 2基因沉默对大鼠心肌细胞缺血再灌注损伤的影响[J].中华病理学杂志,2008,37(11):760-764.

[6]Tobias W,Hans PW,Liane T,et al.Suppression of ICAM-1 in human venous endothelial cells by small interfering RNAs[J].Eur J Cardiothorac Surg,2005,28(6):816-820.

[7]周晓彤,沈振亚,于曙东,等.siRNA对小鼠血管内皮细胞 NF-κB p65表达的抑制作用[J].现代免疫学,2005,25(3):208-212.