宝音图,陈志坚
(华中科技大学同济医学院附属协和医院心内科,湖北 武汉)
随着现代医学的不断发展,心血管疾病(cardiovascular disease,CVDs)的诊断和治疗已取得重大进展,但CVDs的发病机制以及防治策略尚留有巨大的探索空间。主流的观点认为,大多数CVDs 是由于遗传和环境因素的失调造成的,诊断、治疗的策略也应该围绕于此。心血管系统的复杂的信号机制一方面增加了诊疗操作的难度,但另一方面也拓宽了制定临床策略的思路。 包括miRNAs 在内,越来越多的分子被认识到在心血管疾病中有所参与。
MicroRNA 是一种内源性的短RNA 分子,长度约为19-22 个核苷酸,可以通过结合靶基因mRNA 的3'端非翻译区(3'UTR)导致目标mRNA 无法正常指导蛋白质合成或其本身的降解。miR-130a 位于11 号染色体的12 区上,靠近13 区。它的成熟序列则开始于第11 位核苷酸[1]。miR-130a 是在心血管系统稳定表达的200 种miRNAs 之一。
2017 年的一项临床研究表明,循环miR-130a 可用作冠状动脉粥样硬化的生物标志物[2]。在这项研究中,与健康对照组相比,家族性高胆固醇血症患者的血浆和循环外泌体中的miR-130a 呈低表达,且血浆miR-130a 水平与冠状动脉粥样硬化水平呈负相关。此外,循环miR- 130a还可用于鉴别CAD 患者是否同时患有DM2(2 型糖尿病)[3],与单纯CAD 组和健康对照组相比,DM2-CAD 组血清miR-130a 的表达明显降低。
miR-130a 通过靶向PTEN 和激活PI3K / Akt 信号通路对梗死后的心肌起保护作用[4]。PI3K / Akt 是维持心肌细胞存活的关键信号通路,而PTEN 则会阻断其激活,PTEN 的高水平表达会导致心肌细胞的死亡[5]。在MI 小鼠模型上转染miR-130a(表达miR-130a 的慢病毒)可显著改善心功能并减轻心肌重塑[4]。同时,miR-130a 可以通过相同的信号通路促进血管生成[6]。
高血压涉及多种生理、病理过程,影响全身,通常是许多其他疾病的主要危险因素。血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的增殖是高血压病理过程中的关键事件,miR-130a 通过下调GAX 刺激VSMCs 增殖,推进高血压病理过程[7]。此外,miR-130a 也参与了经典的血管重塑促进因子血管紧张素II 对血管内皮细胞增殖的作用过程,抑制miR-130a 可以减弱血管紧张素II 的作用效果[8,9]。
肺动脉高压(pulmonary artery hypertension,PAH)患者的组织活检表明miR-130a 在PAH 晚期的表达对比基线明显升高[10]。有报道称,miR-130a 过表达可促进肺微小血管平滑肌细胞中α-SMA 的积累和CD31 的损失[11]。CD31 是重要的内皮细胞标志物,其缺损标志着内皮向间充质的转化。
miR-130a 通过靶向缝隙连接蛋白Cx43 引起心律失常[12]。Cx43 是心房和心室心肌细胞缝隙连接的主要成分,miR-130a 的过度表达会降低心肌细胞Cx43 含量,导致缝隙连接功能障碍,影响心肌细胞之间的电流,引起自发性心律失常[13]。还有研究发现,房颤患者血浆miR-130a 水平与CHA2DS2-VASc 分数呈正相关,并与血栓栓塞高度风险相关[14]。
核酸测序分析结果表明,28 种miRNA 在充血性心衰患者的心肌标本中表达上调了2 倍[15],miR-130a 正是其中之一,并且其水平在经左心室辅助装置治疗后几乎完全恢复正常。在晚期心力衰竭(heart failure,HF)患者中,主动脉处血浆miR-130a 比冠状窦处的更丰富,这意味着miR-130a 会被衰竭的心脏吸收[16]。
关于miR-130a 对心血管疾病的作用存在许多谜团,miR-130a 在心脏组织、器官的层面对各种CVDs 的作用存在着两面性。例如在心梗后:一方面,miR-130a 促进成纤维细胞的分化和细胞外基质的沉积,影响梗死后心脏功能的恢复;另一方面,它可以减少缺氧损伤导致的心肌细胞凋亡、促进心脏缺血区域的微血管生成,恢复血供以保护剩余的心肌。这意味着若想准确地将miR-130a 用于CVDs 的临床防治,需要更多细致深入的研究和灵活精确的开发。