miRNA与颈动脉狭窄的研究进展

范　星，周翔宇

(西南医科大学附属医院，四川 泸州　646000)

·综述·

miRNA与颈动脉狭窄的研究进展

范星，周翔宇

(西南医科大学附属医院，四川 泸州646000)

[摘要]颈动脉是将血液从心脏输送到头颈及面部的大血管，是颅脑的主要供血血管之一。动脉粥样硬化、颈动脉夹层及与自身免疫、发育、炎症有关的血管等多种原因可以导致颈动脉狭窄。不同病因导致的颈动脉狭窄及临床表现亦不同。本文探讨miRNA在颈动脉狭窄发生、发展过程中的作用过程及机理，对miRNA与颈动脉狭窄的有关研究进行综述。

[关键词]miRNA；颈动脉狭窄；发病机理

优先数字出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1688.R.20160425.1340.002.html

颈动脉是将血液从心脏输送到头颈及面部的大血管，是颅脑的主要供血血管之一。动脉粥样硬化、颈动脉夹层及与自身免疫、发育及炎症有关的血管等多种原因可以导致颈动脉狭窄。不同病因导致的颈动脉狭窄及临床表现亦不同。本文对miRNA与颈动脉狭窄的有关研究进行综述，探讨miRNA在颈动脉狭窄发生、发展过程中的作用过程及机理。

1miRNA的概念、合成及作用机理

microRNA(简称miRNA)是一类由18～23个核苷酸组成的小分子非编码调控RNA，目前已经发现数千种miRNA，通过与靶mRNA 3’非翻译区(3’-UTR)互补配对，使其翻译受抑制，继而在转录后水平上精细调节生物体内基因时序性表达，其在进化上高度保守，并大量存在于真核生物中。miRNA的合成是一个受精细调控且复杂的机理，其表达具有细胞和组织特异性，在RNA聚合酶Ⅱ、核糖核酸酶等酶的作用下转变为成熟的miRNA，并与RNA介导的沉默复合体结合，靶信使RNA与miRNA不完全结合，可在转录后反向调节靶miRNA的表达，使mRNA稳定性降低或翻译抑制，从而参加细胞的增殖、分化、代谢以及凋亡等生物学过程的调控。目前，Hulsmans等[1]研究证实miRNA可通过调控其靶miRNA翻译过程，发挥基因表达调控作用，得以广泛参与细胞增殖、分化、代谢及血管再生等多种生物过程，并在炎症控制、细胞凋亡、肿瘤等方面发挥重要作用，且与多种疾病如心脑血管疾病、肿瘤等的发生、发展有着紧密的关系。

2颈动脉狭窄、再狭窄机理及其重要性

颈动脉狭窄在脑缺血性卒中病因中占有重要地位。随着新型材料的出现以及技术水平的提高，血管内介入治疗越来越多地被应用于临床。但目前我国对颈动脉狭窄支架植入术的中长期临床随访的相关文献尚少，且手术后再狭窄率高的特点也不容忽视。

2.1颈动脉狭窄的发病机理目前认为颈动脉狭窄的发病机理有炎性细胞因子、一氧化氮(NO)、自由基损伤等，还包括兴奋性氨基酸(excitatory amino acids，EAA)毒性作用、能量耗竭、梗死灶周边半暗带去极化以及细胞凋亡等。

2.2颈动脉再狭窄机理手术后再狭窄是在患者以后的发病过程中的重要因素。支架成型术后再狭窄主要发生在支架与血管壁接触的部位，其机理目前尚无相关文献报道。Mach[2]认为可能是因血管壁对机械性损伤的一种过度性修复，即血管壁重构以及新生内膜的过度增生导致的，而单纯经皮球囊扩张后的再狭窄可能还包括破损斑块表面血栓形成、血管壁的负面重构、血管壁回缩等因素。目前认为再狭窄形成的主要原因与颈内动脉狭窄机理不同、血管内膜修复-炎症反应、狭窄部位不同有关，也不能排除操作技术的不熟练导致再狭窄。

3miRNA与动脉粥样硬化及颈动脉狭窄的关系

3.1动脉粥样硬化是导致颈动脉狭窄的主要病因之一多种原因如糖尿病、高血压及氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，Ox-LDL)等危险因素损害血管内皮细胞，继而炎性细胞聚集、平滑肌增殖和血管重塑，从而导致血管狭窄。miRNA通过对脂质代谢的调节参与动脉粥样硬化的调节[3]，在血管平滑肌细胞的迁移和增殖，细胞外基质的合成及降解，以及颈动脉狭窄的病理生理过程中起到非常重要的作用[4]。多个研究证实，miRNA-92a、126、221、222等参与了内皮细胞功能调节以及血管生成，miRNA-217能促进内皮细胞的衰老，miRNA-125a-5p参与了巨噬细胞对致动脉粥样硬化脂质的炎症应答，miRNA-34、221、222还可能对内皮祖细胞具有调节作用[5]。另Loyer等[6]研究发现，miRNA-92a在Ox-LDL存在的情况下，容易在具有低血流剪切力的血管内皮细胞高表达，继而激活内皮细胞，增加Ox-LDL对内皮细胞的损伤。Harris等[7]的研究也证实miRNA-126a可能严格控制血管炎症，动脉粥样硬化的启动因素有血管内皮细胞功能的障碍和活化，促进白细胞在内皮细胞下的聚集。

3.2miRNA与颈动脉狭窄的相关机理miRNA通过对有关靶mRNA降解或阻止其翻译转化成蛋白质后调节颈动脉狭窄的发生及发展过程，如X连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP)、缺氧诱导因子、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD2)、水通道蛋白(aquaporin，AQPa)等。

3.2.1X连锁凋亡抑制蛋白X连锁凋亡抑制蛋白是目前发现的凋亡机理蛋白家族的一位新成员，它是很强的凋亡抑制因子，具有直接抑制半胱氨酸和天冬氨酸蛋白酶的作用[8]。Siegel等[9]发现，XIAP的mRNA在脑缺血的雌性大鼠中明显下降，蛋白表达水平在雄性大鼠与雌性大鼠均有下降。通过体内及体外试验发现，miRNA-23连接到XIAP 的mRNA的3’-UTR区。体外试验还发现，通过抑制miRNA-23的表达可以增加XIAP的mRNA表达，并且miRNA-23在雄性大鼠与雌性大鼠脑中表达不同，在雌性大鼠中表达明显升高，而在雄性中却下降，提示脑缺血表达可能有性别相关特异性。

3.2.2超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶可能是miRNA-145的靶基因。为了证实缺血后miRNA-145对SOD2抑制的蛋白表达，Dharap等[10]采用脑内注射抑制剂以及空白抑制剂，结果可见空白抑制剂注射区周围神经细胞中的SOD2免疫活性明显提高，但同一侧缺血区并未见提高，而脑内注射抑制剂后SOD2免疫活性可见明显提高，梗死体积也较前小，说明脑内注射抑制剂虽然只对缺血边缘区具有保护作用，也不能排除其他的miRNA及mRNA也在涉及细胞损伤方面起到同样作用。

3.2.3水通道蛋白水通道蛋白具有控制水在细胞的进出的作用[11]，鼠类脑中主要有AQP1、AQP4和AQP9。Sepramaniam等[12]发现通过SD大鼠建立MCAO模型以及星形细胞瘤氧缺失模型，在造模之前分别向大鼠脑室内注射或细胞转染anti-mRNA-320a或pre-mRNA-320a，结果提示注射或转染anti-mRNA-320a的AQP1及AQP4的mRNA的表达均有提高，mRNA-320a表达下降，而注射或转染pre-mRNA-320a与前相反。Jeyaseelan等[13]发现缺血再灌注24 h时AQP表达下降，48 h时上升，而且miRNA-30a-3p的表达下降与AQP4的表达上升恰好相对应，可以起到减轻颈动脉狭窄引起缺血损伤导致的脑水肿程度。

3.3mRNA可能作为颈动脉狭窄的生物学标识物目前认为，颈动脉狭窄的生物学标识物可能包括IL-1、IL-6、IL-8、C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)等，miRNA能够耐受强酸、强碱等不利条件在血浆以及血清中稳定存在[14-15]，颈动脉狭窄患者与健康人群相比，其血液中miRNA表达水平具有明显差异，如颈动脉狭窄患者血液中miRNA-145表达水平明显上升[16]，提示miRNA有望成为颈动脉狭窄血浆以及血清的生物学标识物。Gan等[15]研究显示，有很多miRNA可能参与了颈动脉狭窄的调控，如miRNA-210在急性脑缺血的临床诊断及预后中具有重要价值。更可喜的是，Tan等[17]发现粥样硬化导致的颈动脉狭窄患者外周血miRNA表达谱与小动脉闭塞性卒中患者相比存在明显差异，提示miRNA未来可能在预测卒中亚型方面发挥重要作用。

3.4miRNA与颈动脉狭窄引起的脑缺血的治疗由于miRNA可以参与调控颈动脉狭窄引起的缺血性脑病的多种病理生理学过程，在临床上应用人工合成的miRNA及其模拟物或抑制物，可能调控或干预缺血性脑病的起病及发展，以此达到治疗的目的。在动脉粥样硬化方面，miRNA-27在粥样硬化易损斑块形成方面发挥着重要作用，在未来可能成为动脉粥样硬化治疗的潜在靶miRNA[18]。miRNA-181a在脑组织含量非常丰富，Moon等[19]证实通过抑制miRNA-181a可减少颈动脉引起的脑缺血后星形胶质细胞死亡率及缺血梗死面积。miRNA-155可以抑制炎性细胞，如TNF等的分泌。在小鼠尾静脉注入miRNA-155诱导剂诱导 miRNA-155过度表达时，试验组小鼠相比对照组巨噬细胞阳性斑块的面积缩小约64.2%，TNF、基质金属蛋白-9和IL-6分别减少62.2%、27.4%和73%，提示miRNA-155在未来有望成为治疗和预防颈动脉狭窄的研究热点[20]。颈动脉狭窄后，凋亡刺激蛋白p53参与介导神经细胞死亡是脑缺血的主要病理生理学之一。Pandi等[21]、Liu等[22]研究表明，miRNA-29c过度表达可以显著缩小颈动脉狭窄引起的脑梗死面积，而miRNA-124过度表达可以抑制p53介导的神经细胞死亡的病理生理过程。另外，有些miRNA可通过在脑组织内的低水平表达从而达到保护神经细胞的作用，如使用miRNA-1治疗可明显减小成年雌性大鼠脑缺血4 h时的梗死面积，联合应用抗Let7f治疗可显著性减轻皮质和纹状体梗死，还有整合大脑间神经细胞与保护感觉及运动功能的作用。在脑水肿的治疗方面，几种miRNA，如miRNA-128、130a、152、939等可通过与水通道蛋白4 M1基因启动子的相互作用，尤以miRNA-130a的抑制作用为甚，其在哺乳动物中保守，提示其在未来可能成为人类脑水肿的治疗靶miRNA[23]。

4展望

目前，已有多个研究证实miRNA可通过多种途径参与颈动脉狭窄引起的脑梗死的发生、发展过程，对miRNA表达的调控，可以稳定斑块、延缓动脉粥样硬化进展，增加神经细胞对颈动脉狭窄引起缺血的耐受性，从而减少神经细胞损伤及凋亡，进而对评估颈动脉狭窄风险及其损伤的机理，减少或避免脑血管事件的发生、发展具有极其重要的意义。虽然在缺血性心脏病及一些动物模型领域，miRNA作为治疗靶点已经有了很多的进展[24-25]，但是miRNA在颈动脉狭窄的治疗上仍有很长的一段路要走。首先，由于各地的miRNA检测水平和方法的限制，芯片测量特别是多次测量可能会存在一定差异[26]，针对miRNA在颈动脉狭窄引起的脑梗死中的重要意义以及作用，还有赖于现代科学技术的发展以及同仁的更多相关研究。

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通信作者：周翔宇，xiangyuzhou@126.com

[中图分类号]R543

[文献标识码]A

DOI:10.11851/j.issn.1673-1557.2016.03.001

(收稿日期：2015-09-07)