与心房重构相关microRNAs 的研究进展

赵亚楠，徐延敏

小分子非编码RNA( microRNA 或miRNA) 被发现在动、植物体内发挥着广泛而重要的调控作用。近来又有研究发现microRNAs 与机体心房纤颤( 房颤) 相关，但具体发病机制尚不清楚。房颤发生的病理生理机制非常复杂，包括钙离子稳态失调、离子通道改变、心房电生理及结构重构等，研究发现microRNAs 参与了心房电重构及结构重构，本文对目前研究中涉及心房重构的一些microRNA 及其作用进行了综述，现报告如下。

1 microRNA-1 与microRNA-26

Yang 等［1］研究发现microRNA-1 可调节编码Kir2.1 通道的基因KCNJ2 及编码连接蛋白43 的基因GJA1;进一步研究发现，microRNA-1 的过度表达可抑制靶基因KCNJ2 和GJA1 的表达及翻译，靶基因编码的Kir2.1 蛋白及连接蛋白43 表达水平下调，使心脏电信号传导减慢，从而导致心律失常的发生。同样microRNA-1 的表达与患者QRS 波宽度密切相关，microRNA-1 表达增高时QRS 波群增宽，再次证实microRNA-1 对心脏电信号传导有影响作用。Terentyev 等［2］研究发现microRNA-1 过表达时心房肌细胞电压门控Ca2+通道开放，Ca2+内流增加，肌浆网内Ca2+含量减少，心房肌细胞内Ca2+震荡，从而易导致房颤的发生。而KCNJ2 基因、GJA1 基因、Kir2.1 通道蛋白及连接蛋白43 在房颤的病理生理中起着重要作用。另有研究发现［3］，microRNA-1 在房颤中可能通过参与钾离子通道电重构，影响心肌细胞膜电位水平，从而参与心房电重构。在发生房颤的心房组织中，microRNA-1 表达下调可使心房组织胶原纤维含量发生变化，从而影响心房的结构重构。

Luo 等［4］研究发现在风湿性心脏病合并房颤患者及右心房快速起搏致犬房颤模型中，microRNA-26 表达较窦性心律对照组显著下调，Kir2.1 蛋白减少，钾离子通道密度增加;进一步研究发现抑制microRNA-26 表达或使其过度表达microRNA-26，Kir2.1 蛋白表达水平也随microRNA-26 表达水平呈上调或下调改变; 此外他们还证实活化的T 细胞核因子( NFAT) 作为microRNA-26 转录抑制子，房颤时活性显著增强，由此推测NFAT 活性增加，可下调microRNA-26 表达，抑制KCNJ2/Kir2.1，从而增加Ik1，导致心房动作电位时限缩短，促发房颤。

2 microRNA-21

目前研究表明，microRNA-21 与心房纤颤相关。Roy等［5］通过动物心肌缺血再灌注的研究，发现microR-21 的是靶基因磷酸酶及张力蛋白同源体( phosphatase and tensin homologue，PTEN) ，microRNA-21 在心肌成纤维细胞内通过转录后下调PTEN 表达水平，进而通过PTEN-Akt 途径，介导基质金属蛋白酶-2( MMP-2) 的表达上调，参与心房结构重构及房颤的发生。

3 microRNA-29

研究表明，某些microRNAs 参与影响心肌纤维化进程，从而影响房颤的发生及维持。van Rooij 等［6］对心肌梗死小鼠造模后第3 d、第14 d 梗死心肌边缘带、梗死远端组织及心肌梗死患者梗死边缘带心肌组织进行了microRNAs 表达的分析，结果发现microRNA-29 在小鼠及人梗死边缘带心肌组织中的表达均显著下调。根据microRNA-29 的5＇末端核苷酸序列预测其作用靶点是编码胶原、金属肽酶的mRNA，随后研究组对体外培养心肌成纤维细胞进行microRNA-29 过表达及抑制microRNA-29 功能表达的研究，结果发现microRNA-29 可通过调控纤维化相关蛋白的mRNA 影响纤维化相关蛋白的表达。在体内外诱导microRNA-29 表达上调，可使成纤维细胞胶原表达减少，而microRNA-29 表达下调时心肌纤维化的反应增强［6］，表明microRNA-29 是调控心肌纤维化的重要因子。

4 microRNA-133 与microRNA-590

Shan 等［7］发现尼古丁注射犬房颤模型心肌和吸烟房颤患者心肌microRNA-133 和microRNA-590 表达较对照组下调，通过体外心肌成纤维细胞培养阻遏microRNA-133 和microRNA-590 功能表达，发现microRNA-133 和microRNA-590是通过转录后抑制靶基因转化生长因子β1( TGF-β1) 和靶基因转化生长因子β 受体Ⅱ( TGF-βRⅡ) 蛋白表达水平，使胶原蛋白合成增加，促使心房纤维化。表明microRNA-133 和microRNA-590 可能调控心肌胶原代谢及心肌纤维化，参与房颤的易感基质的形成，影响心肌细胞间信号传导，从而参与心律失常的发生。另有研究报道microRNA-133 通过调节编码缓慢延迟整流K+电流( IKs) 通道的基因KCNQ1 的翻译而影响IKs通道的功能，致使心房动作电位缩短，导致某些家族性房颤的发生。Xiao 等［8］在兔糖尿病模型中将外源性的microRNA-133 转入兔心肌细胞及其细胞系导致microRNA-133过表达，在不影响乙醚-α-Go-Go-相关基因蛋白( ERG) 转录水平的情况下，ERG 蛋白水平显著下降; microRNA-133 通过抑制ERG 表达，引起心肌快速延迟整流K+电流( IKr) 通道分布密度下降，使心脏复极延迟，QT 间期延长，心律失常易感性增加。

5 microRNA-30

结缔组织生长因子( CTGF) 是细胞外基质沉积强有力的诱导蛋白［9］，是组织纤维化重要的调控因子。CTGF 通过介导心房纤维化，在房颤中发挥重要作用［10］。Duisters 等［11］发现miRNA-30 表达可使心脏CTGF 水平降低，胶原蛋白合成减少，基因敲除miRNA-30 则出现相反结果。表明CTGF 基因是miRNA-30 的一个直接作用靶点，miRNA-30 通过沉默CTGF 基因的表达，减少纤维蛋白合成，抑制心肌纤维化而减少房颤的发生。

6 microRNA-328

Lu 等［12］通过microRNAs 表达谱芯片筛查风湿性心脏病合并房颤及心房快速起搏致犬房颤模型，发现microRNA-223、microRNA-328、microRNA-664 表达都较对照组增高2 倍以上，而microRNA-101、microRNA-320、microRNA-499 则下调接近50%，结果中以microRNA-328 表达异常最为明显，其在房颤患者中表达增高3.5 倍，在犬房颤模型中增高3.7 倍，进一步通过靶基因预测及细胞学研究证实microRNA-328 的靶基因是CACNA1C 和CACNB1 基因并可调控L 型Ca2+通道的两种亚基蛋白，并通过对L 型Ca2+流产生影响达到缩短动作电位时程而参与房颤的电重构。

除了上述microRNAs 外，可能还存在其他microRNAs 参与房颤。microRNA-208 在心脏肥厚、心力衰竭和心肌梗死中具促纤维化作用［13］，亦可能促使房颤的发生，但尚需进一步研究。

越来越多的研究提示microRNAs 在心房纤颤发生中起到重要的作用。在这些研究的基础上，有学者提出了“microRNAs 失衡致心律失常假说”，即在心脏中存在上百种microRNAs，其中部分microRNAs 通过调控其靶基因microRNAs的翻译过程参与了心肌细胞正常的电生理网络系统，正常时这些microRNAs 间处于平衡状态，在病理因素影响下，microRNAs 间平衡被打破，导致其调控的靶基因microRNAs 表达改变，从而影响心房电重构及结构重构，诱发心房纤颤的发生，纠正这些失衡的microRNAs，有望解决抗心房纤颤药物远期疗效低和致心房纤颤作用。

［1］ Yang B，Lin H，Xiao J，et al. The muscle-specific microRNA miR-1 causes cardiac arrhythmogenic by targeting GJA1 and KCNJ2genes［J］. Nat Med，2007，13(4) :486-491.

［2］ Terentyev D，Belevych AE，Terentyeva R，et al. miR-1 overexpression enhances Ca( 2 +) release and promotes cardiac arrhythmogenesis by targeting PP2A regulatory subunit B56alpha and causing CaMKII-dependent hyperphosphorylation of RyR2［J］. Circ Res，2009，104(4) :514-521.

［3］ 伍伟锋. 心房颤动患者心房组织微小RNA-1 及微小RNA-21检测及其意义［J］. 中华心血管病杂志，2011，39( suppl) :166-167.

［4］ Luo X，Pan Z，Xiao J，et al. Critical role of microRNAs miR-26 and miR-101 in atrial electrical remodeling in experimental atrial fibrillation［J］. Circulation，2010，122: A19345. http: //circ. ahajournals.org/cgi/content/meeting_abstract/122/21_MeetingAbstracts/A19435.

［5］ Roy S，Khanna S，Hussain SR，et al. MicroRNA expression in response to murine myocardial infarction: miR-21 regulates fibroblast metalloprotease-2 via phosphatase and tensin homologue［J］. Cardiovasc Res，2009，82(1) :21-29.

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［7］ Shan H，Zhang Y，Lu Y，et al. Downregulation of miR-133 and miR-590 contributes to nicotine-induced atrial remodelling in canines［J］. Cardiovasc Res，2009，83(3) :465-472.

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［13］ Luo X，Zhang H，Xiao J，et al. Regulation of human cardiac ion channel genes bymicroRNAs:theoretical perspective and pathophysiological implications［J］. Cell Physiol Biochem，2010，25( 6) :571-586.