MicroRNA调控主动脉夹层发病的研究进展

邓钧安（综述） 杨建安 刘银河（审校）

综 述

MicroRNA调控主动脉夹层发病的研究进展

邓钧安（综述） 杨建安 刘银河（审校）

主动脉夹层； MicroRNA； 发病机制

主动脉夹层（aortic dissection，AD）是在主动脉中层出现变性、坏死等结构异常的基础上，当内膜撕裂后，血液流入中层形成假腔的血管疾病。其发病率为 4～5 人/10 万人年[1，2]，一旦发病，死亡率极高，死亡原因是夹层破裂所致的大出血。虽然目前主动脉夹层的具体发病机制尚未完全阐明，但越来越多的研究表明AD患者基因水平表达异常是发病的遗传学基础[3,4]。近来的研究发现，microRNA（miRNA）在许多心血管疾病的发生及发展过程中起着重要作用，如调节细胞的分化、增殖及凋亡等过程[5]。血管平滑肌细胞功能紊乱、细胞外基质成分异常、血管炎症、黏着斑表达异常及基因遗传变异等是主动脉夹层的发病基础[6,7]。通过应用基因芯片技术，相关研究发现，胸主动脉夹层患者夹层组织与健康人主动脉组织的一些miRNA有显著的表达差异[8]。这表明miRNA在主动脉夹层的发病机制中有着重要的意义。现本文就miRNA调控AD发病机制的研究进展作一综述。

1 MiRNA与血管平滑肌细胞稳态

血管平滑肌细胞的稳态对维持正常主动脉功能起重要的作用，当血管平滑肌细胞内稳态改变时，例如由收缩型转变为分泌型，可改变动脉壁的机械结构，将促进急性主动脉夹层的发生[9,10]。一些研究表明，miRNA是血管平滑肌细胞分化，表型转换、增殖，迁移及凋亡等重要的调节剂[11-13]，包括miRNA-21[14]、miRNA-143/145[15]及 miRNA-26a[16]等被认为可通过调节血管平滑肌而参与AD的发病。

1.1 MiRNA-21 MiRNA-21已被证明在血管平滑肌细胞表型的调控中起重要作用[17]。Ji等[18]发现，miRNA-21通过调节磷酸酶、张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN） 和 B 淋巴细胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl2）靶基因促进血管平滑肌细胞的增殖和抑制细胞凋亡。MiRNA-21可通过激活转化生长因子（transforming growth factor-β，TGF-β1）和 BMP-4 受体增加 Smad蛋白的合成，促进血管平滑肌细胞分化和发育。有研究证实，当主动脉壁受到过高的纵向剪切力（例如高血压）时，miRNA-21的表达升高[19]，通过调节PTEN，减少血管平滑肌细胞凋亡，延缓病理性血管重塑，从而抑制主动脉瘤和夹层的发生[20]。Maegdefessel等[20]发现，主动脉瘤患者的miRNA-21表达明显增加，过表达的miRNA-21可抑制动脉瘤的过度扩张，增加主动脉壁的抗张力，这种机制在主动脉夹层的发病机制中扮演重要的角色。Song等[21]的研究发现，miRNA-21的反义核苷酸输注入血管平滑肌细胞后，将激活靶基因程序性细胞凋亡因子4（Programmed Cell Death 4，PDCD4）的表达，使血管平滑肌细胞增殖受到明显抑制，促进凋亡。此外，miRNA-21还可负性调节靶蛋白Smad7，从而增加血管胶原蛋白，调节新生血管内膜的生成，参与血管重建的调节。

1.2 MiRNA-143/145 MiRNA-143/145是许多血管性疾病发病机制的重要调节剂。由于miRNA-143/145表达缺失诱导的血管平滑肌细胞分化不完全所致主动脉壁结构的改变，是主动脉夹层发病中重要的环节。MiRNA-143/145可靶向调节KLF5、myocardin、Elk-1等转录因子，改变血管平滑肌功能。Cordes等[11]的研究进一步验证了miRNA-143/145在血管平滑肌细胞分化和血管可塑性方面的作用。已有研究证实，敲除小鼠的miRNA-143/145后，电镜下见染色的α肌动蛋白堆积在血管平滑肌细胞内，并促使血管平滑肌细胞由中膜向内膜迁移，血管平滑肌细胞排列紊乱，血管稳态发生改变，这与主动脉瘤患者miRNA-143/145下调是相符合的[15]。过表达的miRNA-143/145增加大鼠血管急性损伤后新生内膜的形成，这在动脉粥样硬化血管重构的机制中受到关注。Quintavalle等[22]研究发现，miRNA-143靶向作用于蛋白激酶C和血小板生长因子受体，在细胞迁移及增殖中起重要的作用。MiRNA-145通过负性调控转录因子KLF4，刺激胚胎干细胞分化为平滑肌细胞的功能[23]。同时，miRNA-145还参与细控制胞骨架动力学和平滑肌细胞对损伤的反应。

1.3 NiRNA-26a Leeper等[16]通过基因微阵列研究发现，miRNA-26a通过调控 TGF-β和 BMPSmad信号通路，可负性调控血管平滑肌细胞的分化和凋亡，促进增殖和迁移。过表达的miRNA-26a阻断TGF-β通路，减少Smad1蛋白和Smad4蛋白的合成，抑制血管平滑肌细胞分化及凋亡，在表型转换中起重要的作用。相反，敲除miRNA-26a后加速了血管平滑肌细胞分化速率[24]。MiRNA-26a可能参与血管平滑肌分化的负反馈机制过程。在小鼠弹性蛋白酶动脉瘤模型和载脂蛋白E-/-血管紧张素Ⅱ动脉瘤模型中，发现miRNA-26a显著下调，考虑与miRNA-26a调控血管平滑肌细胞增殖和迁移，向合成型转变有关[25]。此外，miRNA-26a还可延缓血管损伤后的新生毛细血管修复过程，影响血管重构，这与AD的发病相关。

2 MiRNA与细胞外基质的重塑

主动脉中膜出现退行性变是AD主要的发病基础[26]。正常的主动脉中层由平滑肌细胞和细胞外基质组成，而细胞外基质主要是胶原蛋白、弹性蛋白及纤维蛋白等。当基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）活性增高使细胞外基质过度降解时，将促进中膜出现退行性改变，破坏血管壁的正常结构。有研究表明，部分miRNA在TGF-β等信号通路中起关键的调控作用，进而影响MMP的表达，参与细胞外基质的重塑及AD的发病[27]。

2.1 MiRNA-29 MiRNA-29家族针对多个目标基因的转录后调控，参与编码纤维化细胞外基质蛋白的合成，例如Ⅰ型胶原（COL1A1和COL1A2）、Ⅲ型胶原（COL3A1）、微纤维蛋白-1（FBN1）及弹性蛋白（ELN）等[28]，在维持主动脉壁正常结构中均起重要作用。在急性心肌梗死后，miRNA-29家族已被证明直接调控编码细胞外胶原蛋白和弹性蛋白的合成而参与组织纤维化。Ⅳ型胶原（COL4A1）是基底膜中重要的成分，参与细胞外基质结构的维持。Boon等[29]首先发现，年老小鼠（18岁）比年轻小鼠（6周龄）主动脉组织中miRNA-29家族的表达显著增加，负性调控靶基因COL4A1，导致Ⅳ型胶原蛋白水平在老年小鼠的主动脉中水平偏低。在小鼠升主动脉瘤模型（fbn1c1039g/）中，将miRNA-29的反义核苷酸LNA anti-mir-29转染入小鼠后观察到主动脉瘤的进展明显受到延缓[30]。这可能是由于抑制miRNA-29表达后，通过TGF-β信号通路，增加核磷酸化Smad2（pSmad2）和结缔组织生长因子（CTGF），促进胶原沉积在主动脉中层[31]，增加主动脉壁的机械顺应性，抑制主动脉扩张和夹层发生。过表达的miRNA-29增强MMP转录因子AP-1活性，上调MMP9表达，促进ECM胶原蛋白降解[32]。

2.2 MiRNA-195 MiRNA-195属于miRNA-15家族中高度保守的成员，在心血管系统发病中起重要的调节作用。在心力衰竭的小鼠中发现miRNA-195表达增加，将加快心肌纤维化及肥厚进程[33]。Zampetaki等[34]报道，除 miRNA-29家族外，miRNA-195也是细胞外基质胶原重塑的有效调节剂。通过对小鼠主动脉分别予以前体miRNA-195和miRNA-195抑制剂后行蛋白组学分析比较发现，在予以miRNA-195抑制剂后MMP9表达上调，胶原蛋白、弹性蛋白及弹性纤维相关蛋白等降解明显[34]，主动脉变脆弱，促进主动脉夹层的发生。在注射血管紧张素Ⅱ载脂蛋白E-/-小鼠动脉瘤模型中，miRNA-195和miRNA-29b抑制剂可同样有效地降低主动脉直径和预防动脉瘤形成。同时，在人血浆中观察到，miRNA-195与主动脉瘤的直径呈负性相关，基于上述证据，miRNA-195未来可能作为一种非侵入性诊断动脉瘤甚至AD的生物标志物。

3 MiRNA与血管炎症及动脉粥样硬化

在AD病检组织中发现大量中性粒细胞、巨噬细胞、T细胞和树突状细胞等炎症细胞，表明炎症反应与主动脉夹层的发病密切相关。血管炎症不仅促进血管平滑肌细胞凋亡和ECM降解，而且还可以通过产生局部组织炎症反应[35]，破坏主动脉壁的稳态，促进AD的发生。

3.1 MiRNA-181b MiRNA-181b是miRNA-181家族的重要成员之一，越来越多的研究表明其在血管炎症反应中发挥重要的作用[36]。Sun等[36]研究发现，在损伤的血管内皮细胞中，miRNA-181b通过调控核转运蛋白3（Importin-α3）抑制下游NF-kB信号通路的激活，使结合的p50/p65进入细胞核，下调血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule，VCAM1）、细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule，ICAM1）、选择素-E（E-selectin）等细胞因子的表达，抑制白细胞黏附，延缓血管炎症的发生。MiRNA-181b可活化胞嘧啶核苷脱氨酶（AID），产生独特的B细胞抗体，调节B细胞的表型状态[37]和促进白细胞聚集，参与血管炎症的过程。

3.2 MiRNA-126 Oettgen[38]研究证明，转录因子ETS家族在血管生成、炎症和重塑中发挥重要的作用。同时发现，miRNA-126在血管内皮细胞中高度表达，通过调控ETS-1和ETS-2，介导靶基因Spred-1和PI3KR的表达，参与血管生成和炎症的过程。在敲除miRNA-126的斑马鱼胚胎发育过程中发现血管畸形所致致命性出血[39]，表明miRNA-126是调节血管发育中重要的成员之一。MiRNA-126可调节VCAM-1和MCP-1的表达，抑制血管炎症的发生[40]。此外，在主动脉瘤患者血浆中发现miRNA-126表达下调[41]，可能由于miRNA-126的下调导致血管炎症和血管重构的发展，降低了主动脉顺应性，促进了动脉瘤及其他主动脉疾病的发生。

3.3 MiRNA-155 MiRNA-155是一类多功能的miRNA，已发现在多种病理生理过程中发挥着关键作用，包括血管炎症、血细胞生成及机体免疫等。Chen等[42]报道miRNA-155在小鼠原代巨噬细胞和氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）刺激的单核细胞中上调，表明miRNA-155参与其血管炎症反应。在另一项研究里Zhu等[43]发现，在有动脉粥样硬化症的小鼠主动脉组织及血浆中miR-155表达升高。进一步的实验表明，miRNA-155通过抑制丝裂原蛋白 激 酶 10 （mitogen-activated protein kinase，MAPK10），减少 IL-1、IL-6、TNF-α 等炎症因子的表达，抑制血管炎症的发生，并延缓动脉粥样硬化的进展[44]。所有这些证据表明，miRNA-155是炎症相关的血管疾病如动脉粥样硬化及主动脉疾病等重要的调节器之一。

4 MiRNA与黏着斑

黏着斑是细胞外基质黏附于细胞骨架之间的蛋白连接，一端位于细胞内，在细胞连接肌动蛋白束，另一端位于细胞外基质蛋白。因此，黏着斑不仅能加强细胞之间的黏附和增殖，而且还是重要的跨膜信号传导通路[45]。已有实验证实主动脉夹层患者黏着斑表达异常[46]。

MiRNA-1973通过紧密连接调控靶基因MAGI2，上调PTEN的表达，抑制丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine-threonine protein kinase，Akt） 磷酸化，延缓细胞增殖[47]，并破坏细胞与外基质的正常结构及阻断信号传递，削弱了动脉壁的稳定性。

综上所述，随着基因技术的飞速发展，人类对miRNA在主动脉夹层发病机制中的作用有了一定的了解，对于以后疾病的提早诊断及判断预后有相当大的帮助，可考虑将其作为一种生物标志物甚至治疗的一种方式。但鉴于目前对于miRNA研究仍处于起步阶段，miRNA的具体调控位点及miRNA与长链非编码 RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）间相互作用等仍未清楚，在未来的研究中仍需继续探索。

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Research progress of MicroRNA in the pathogenesis of aortic dissection

Aortic dissection； MicroRNA； Pathogenesis

421000 湖南省衡阳市，南华大学医学院（邓钧安）；深圳市孙逸仙心血管医院心血管外科（杨建安、邓钧安），检验科（刘银河）

杨建安，E-mail：yangjianan@hotmail．com

10．3969/j．issn．1672－5301．2016．05．004

R543.1

A

1672-5301（2016）05-0397-05

2016-01-15）