RNA干涉对心血管损伤过程的影响

段　丽

(咸宁市咸安区妇幼保健院检验科，湖北 咸安 437000)



RNA干涉对心血管损伤过程的影响

段丽

(咸宁市咸安区妇幼保健院检验科，湖北 咸安 437000)

RNA干涉；microRNA；心血管损伤；动脉粥样硬化

RNA干涉也称RNA沉默，由反义RNA介导作用。反义RNA通常是一段短的非编码蛋白质的单链小分子RNA(microRNA)，一般位于大分子RNA链的基因间隔区，并由其剪切而来，自身不被翻译成蛋白质，能与其互补mRNA分子特异结合而使之降解。RNA干涉可调节相关基因表达的活性，在生物体的发育过程中发挥着重要作用，该技术可能成为治疗心血管疾病的一种重要手段。

动脉粥样硬化是心血管损伤的重要类别,其实质是血管壁的慢性炎症过程，该过程涉及血管细胞、其他细胞以及相关炎症因子等病理性变化；泡沫细胞的形成视为早期血管粥样硬化的重要特征,而低密度脂蛋白的氧化修饰是关键因素[1]。microRNA可以广泛参与到有关心血管损伤的各个过程，它能影响动脉粥样硬化的发生，通过对形成动脉粥样硬化相关细胞功能、形态以及凋亡等调控，从而影响血管慢性炎症过程、泡沫细胞的生成以及相关斑块成分、细胞因子的聚集，做到针对性的基因治疗。microRNA在生物体内分布具有相关特异性，特定的组织或者细胞因其自身生物反应和新陈代谢的需要，表达与之相关的microRNA。在心血管疾病的形成过程中，microRNA的异常能引起血管通透性发生改变，血管炎症等相关细胞的再生与凋亡、迁移与聚集以及炎症因子分泌等发生病理性变化，进而导致心血管损伤，引起冠状动脉粥样硬化、心绞痛等[2]。我们将从以下几方面阐述microRNA在心血管病发生过程中的作用。

1　microRNA与冠状动脉粥样硬化

1.1microRNA在动脉粥样硬化中的作用机制

1.1.1microRNA参与调节动脉粥样硬化过程转录调控是microRNA参与基因表达调控的重要方式，通过影响相关炎性反应蛋白的表达与信号传导从而影响冠状动脉粥样硬化的病理过程。Ji等[3]研究动脉血管中140种microRNA表达谱的变化，动脉血管壁泡沫化损伤7d后，有60种microRNA表达上调，53种microRNA表达下调；而在泡沫化损伤发生的14d后，microRNA有63种表达上调，47种表达下调。

microRNA-145表达下降对动脉发生粥样硬化有促进作用。小鼠实验表明，经过microRNA-145治疗后，小鼠动脉粥样斑块面积显著性减小[4]。Wang等体外实验表明[5]，microRNA-24上调表达也可以减少纤维化，并且能抑制心脏成纤维细胞(CFS)的分化和迁移；另外，microRNA基因治疗还能够介导疤痕组织细胞转化为心肌细胞[6],这为引导心肌组织再生、治疗心脏病提供了新思路。

另外，microRNA还可以通过调节脂质代谢，影响动脉粥样硬化。Horie等[7]敲除载脂蛋白E(apoe)基因建立ApoE(-/-)小鼠模型，研究发现microRNA-33对高密度脂蛋白和胆固醇的分泌调节其负调控作用，microRNA-33缺失能抑制和缓解冠状动脉的粥样硬化。microRNA还可以通过相关信号分子，调节低密度脂蛋白的氧化修饰，从而抑制泡沫细胞的生长。

1.1.2microRNA影响血管炎性相关细胞的功能、迁移和增殖在动脉粥样硬化的形成过程中，血管内皮细胞、血管平滑肌细胞(VSMC)以及树突细胞等在结构和功能上都发生了改变。内皮细胞功能异常引起血管内皮层通透性增加以及促进有关炎症因子的表达，并且导致血管内皮层的再生能力下降，VSMC增殖、迁移又促进了粥样斑块形成。因此，microRNA对与血管炎性相关细胞的形态结构、细胞分化迁移以及增殖等都有调控作用。

研究表明[8]，microRNA-126对血管内皮细胞损伤具有修复作用，而对动脉粥样硬化具有抑制作用；microRNA-let-7c可以干涉抑制Bcl-x1的表达，对内皮细胞凋亡有促进作用[9]；microRNA-221和microRNA-222能促进了VSMC的增殖[10]，microRNA-143和microRNA-145能促进平滑肌细胞的增殖和迁移[11]；此外，microRNA 还影响血小板的活化和聚集过程[12]。

2　microRNA 与心脏病

2．1心肌细胞分化和心脏形态学microRNA-1和microRNA-133在心肌组织中特异表达，能诱导祖细胞分化为心肌细胞，对维持室间隔正常形态有重要作用,在缺失microRNA-1-2、microRNA-133a-1及microRNA-133a-2的模型小鼠，有一半小鼠在胚胎期因为严重的室间隔缺损(VSD)而死亡，幸存的小鼠到成年也因为扩张型心肌病和心力衰竭而死亡[13]。另外，microRNA-1和microRNA-133在心肌细胞凋亡过程中起相反作用，microRNA-1通过抑制热休克蛋白HSP60、HSP70促进心肌细胞凋亡，microRNA-133抑制死亡蛋白酶caspase-9而抗凋亡[14]。Nagalingam等[15]发现microRNA-378通过负调节Ras通路，抑制MAPK/ERK和PI3K/AKT信号通路的激活,从而抑制心肌肥厚的发生。

2．2冠心病长期供血不足以及缺氧，会引起心肌相关microRNA表达谱的改变，从而加重病理过程，例如：缺氧能显著抑制microRNA-199的表达，促进缺氧部位表达低氧诱导因子1a(Hif 1a)和去乙酰化酶-1(sirtuin-1)[16]。microRNA一般贯穿于心肌瘢痕修复的全过程，因而是重要的调节因子。

(1)血管形成。microRNA-92a调控新生血管形成，microRNA-92a高水平表达可以抑制新血管的生成。相反，microRNA-92a下行表达或缺乏能促进对血管再生和心脏缺血区的功能恢复[17]。

(2)成纤维细胞增值与迁移。在心肌梗死区域，胶原蛋白、纤维蛋白原和弹力蛋白的表达水平的升高对梗死病灶有促进作用，此过程与microRNA-29下行表达密切相关[18]。

(3)细胞外组织重建。microRNA能调节细胞外基质的聚集和胞外纤维骨架的重建。研究表明[19]，microRNA-133和microRNA-30对胞外组织纤维化有抑制作用，比如可以负调控结缔组织生长因子(CTGF)，通过降低胶原化水平，而影响受损心肌细胞的胞外基质重塑过程。

此外，在冠状动脉阻塞后的血液再通病理修复过程中，microRNA也可以起到积极的治疗作用。小鼠热休克实验表明[20]，将心脏中表达显著升高的相关microRNA注射到未受治疗的小鼠体内，发现这些microRNA可以抑制促凋亡基因，促进抗凋亡基因的表达，从而引起心肌梗死面积显著减少。

2．3心律失常与心力衰竭心肌细胞膜离子通道异常变化会引起心脏传导信号改变，从而引起心律失常。microRNA-1和microRNA-133的下行调节表达能抑制相关心肌细胞离子通道的信号传导，或者某些关键蛋白酶的过度修饰激活肌浆网Ca2+通道，从而引发心律失常。此外，microRNA对K+通道也有调节作用[21]。心肌梗死(MI)后常常导致心肌纤维化的发生，然而心肌纤维化是导致心力衰竭的关键因素。Wang等实验表明[5]，在心脏发生MI之后的2个星期，将microRNA-24注射到心脏梗死部位，发现能明显改善心脏功能并使心肌纤维化面积减小。

核糖核酸酶Dicer是microRNA剪切加工过程中所必需的，核糖核酸酶Dicer对心肌收缩也具有调节作用。Dicer缺少的小鼠往往患有严重的扩张型心肌病和心力衰竭，通过microRNA-21治疗Dicer敲除的小鼠，其心脏功能得到了很大改善[22]。

3　RNA干涉治疗心血管损伤的有关问题探讨

microRNA介导的RNA干涉技术是近年来研究有关人类疾病的讨论热点，但RNA干涉治疗心血管疾病的相关机理并不是很清楚，还有很多问题有待进一步解决。甚至RNA干涉技术作为分子治疗手段也并未成熟，而且该技术在整个心血管疾病治疗网络中是处于何种地位，也需要进一步分析。针对心血管损伤的分子发生过程，根据疾病的特异性和敏感性，开发相关症状的分子标记可能是一种有效的技术手段。

(1)寻找导致心血管损伤的初始基因和关键基因，比如与高血压有关的敏感基因、致病基因；还有诱导动脉粥样斑块转化为正常血管内皮细胞的诱导基因等，如:microRNA-1和microRNA-133在心脏组织中特异表达可以作为检测心脏疾病或者预测心脏病风险的分子标记，是否能够通过检测其血液浓度来指示患病的风险性，还需要进一步验证。

(2)血管平滑肌细胞病理性变化是导致动脉粥样硬化的重要特征。血管平滑肌细胞的增殖、再生及其在血管内膜下的迁移过程等都还需要进一步弄清楚，比如:寻找平滑肌细胞增殖的关键因子，再生与凋亡的调控机理，对平滑肌细胞增殖有抑制作用的标记基因；心肌纤维化通常是引发心脏病的关键环节，但microRNA-133和microRNA-30作为治疗心肌纤维化的分子手段可能还不成熟。

(3)泡沫细胞的生成是心血管损伤的早期标志，然而阻止低密度脂蛋白的氧化是否成为抑制斑块生长并不是太清楚；单核细胞在坏死核的迁移过程中，是否有强有效的分子阻断方法还不得而知。

(4)心血管正常功能的行使离不开活性多肽的生物活性，但是活性肽在心血管病治疗中的作用机制以及信号传导等方面还不是很清楚。

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