微小RNA-155与心血管疾病关系的研究进展

王扬，钟江华

中南大学湘雅医学院附属海口医院心血管内科，海口570208

尽管现代医疗水平持续进步，但心血管疾病（CVD）仍是全球病死率攀升的一个主要原因［1］。据统计，自2015 年以来，心血管疾病致死人数约占全球总死亡人数的1/3。世界卫生组织预估，未来10年内将有2 000 多万人死于心血管疾病［2］。当前，关于心血管疾病的病因、微观细胞分子机制的学说百家争鸣。越来越多研究显示，微小RNA-155（miR-155）与心血管系统疾病密切相关，并且对早期预防、诊疗、降低相关心血管事件死亡风险等有重要意义。因此，了解miR-155 潜在的分子和细胞机制可能有助于预防心血管疾病。现就miR-155 与心血管疾病关系的研究进展综述如下。

1 miR-155的生物学特性和结构基础

miRNAs 是一类单链的、保守的非编码小RNA，其长度为20～25 个核苷酸，主要通过与编码mRNA蛋白的3'非翻译区（3'UTR）内的互补序列结合调节人体基因表达［3］。非编码RNA（ncRNAs）主要包括miRNA、lncRNA 和环状 RNA。而 miRNA 的生成涉及转录、剪接、输出和靶结合等多个步骤。第一步，转录合成pri-miRNA 大结构；第二步，经Dicer 酶切加工形成前miRNA。随后，这种双链结合物解链，其中成熟链载入RNA 诱导的沉默复合物中。最后，与靶mRNA 结合完成互补作用，从而发挥多种生物学效应。胞外miRNA可由不同的载体运输，并与argonaute-2 等多种特异性蛋白结合以保持自身在血液的稳定性。

miR-155 最初在Burkitt 淋巴瘤患者中被发现，并由21 号染色体上的B 细胞整合簇（BIC）转录而来。越来越多的证据表明，miR-155 是一种重要的多功能调节因子，单个miRNA 能下调诸多靶基因表达，从而使单个miRNA 能调控诸如造血分化、免疫、炎症、病毒感染和心血管疾病等多种复杂的病理生理过程［4］。从心脏吸收或释放的miRNA 将靶向数百个信使核糖核酸（mRNA），从而调节与心脏病相关的庞大生物信号网络。这包括与凋亡、有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号、转化生长因子β（TGF-β）信号途径和细胞因子—细胞因子受体等相关的途径［5］，通过影响血管形成、心肌细胞工作、脂质代谢、心律调节等，导致心血管疾病发生［6］。

2 miR-155与动脉粥样硬化的关系

动脉粥样硬化形成过程复杂，涉及脂质紊乱、炎症细胞和泡沫细胞浸润、内皮损害、斑块形成等多个环节，可引发缺血性心脏病、高血压、脑血管意外等严重后果，增加了社会、家庭、医疗负担，甚至危及患者生命健康。动脉粥样硬化是一种和脂质密切联系的慢性炎症性疾病，其中低密度脂蛋白（LDL）和白细胞的作用尤为突出。髓过氧化物酶（MPO）是炎症细胞积聚的重要指标，可刺激活性氧（ROS）的形成，将渗出的LDL 转化为氧化的低密度脂蛋白（Ox-LDL）。OxLDL 是一种有效的促动脉粥样硬化因子，能刺激血管平滑肌细胞中Krüppel 样因子5（KLF5）表达，进而影响内皮细胞和平滑肌细胞。而KLF5是一种含锌指的转录因子，亦是AngⅡ信号转导的靶点，过度表达可使血管平滑肌细胞分泌富含miR-155 的外显体，miR-155 被受体内皮细胞摄取后，通过抑制TJ 蛋白表达，破坏内皮屏障及紧密连接，引起血管内皮通透性增加和动脉粥样硬化的进展［7］。

在高脂饮食小鼠模型中，中性粒细胞衍生微泡（NMVs）聚集于紊乱血流的动脉易发区，通过传递miR-155，促进RELA-NF-κB亚单位的表达，抑制NF-κB 负性调节因子Bcl-6，参与血管炎症和动脉粥样硬化发展。该实验还在动脉粥样硬化斑块中检测到NMVs［8］。另外，有数据还表明通过抑制 miR-155，可增加ATG5 的表达，有助于内皮细胞小管形成和迁移，从而调节自噬水平防止内皮细胞氧化损伤［9］。另有研究发现，miR-155-/-小鼠的内皮细胞（ECs）比野生型有更好的血管生成能力，且miR-155 可抑制ECs 的直接靶点血管紧张素Ⅱ受体1 型（AGTR1），从而发挥内源性抗血管生成作用。另外，在动脉粥样硬化不同阶段，miR-155分别通过集落刺激因子-1受体（CSF-1R）介导的巨噬细胞增殖，转录抑制因子Bcl-6介导的凋亡细胞吞噬，对动脉粥样硬化产生早期抑制、晚期促进的效果。因此，抑制miR-155 可能有利于预防、治疗晚期动脉粥样硬化［10］。

3 miR-155与冠心病的关系

缺血再灌注损伤（IRI）指在急性心肌梗死、脑卒中等严重缺血事件发生后血液循环再通的过程，往往伴随炎症后遗症。研究发现，短时间的左前降支（LAD）结扎和再灌注后，miR-155-/-组心肌坏死面积相对较小，且炎症细胞募集与活性氧（ROS）的生成较少，实验发现miR-155 可通过调节微血管中白细胞的募集和细胞因子信号转导抑制因子1（SOCS-1）依赖性ROS 的产生，从而加重IRI 的炎症反应、组织损伤。因此，miR-155 可能是IRI 的治疗靶点之一［11］。

研究显示，巨噬细胞和心脏成纤维细胞之间的相互作用促进了心脏重塑，脂多糖（LPS）或血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）激活的巨噬细胞可产生富集miR-155 外泌体，并转染至心脏成纤维细胞中后，通过下调Sevenless-1（Sos1），进一步抑制心肌成纤维细胞增殖而加剧炎症反应。Sos1是一种双鸟嘌呤核苷酸交换因子，可通过Grb2-Sos1 复合物、激活Ras-GTP状态和ERK 磷酸化等途径调整细胞生长增殖。在心肌梗死早期，心肌成纤维细胞增殖可预防心肌破裂，提高存活率，促进心脏修复。研究发现，敲除miR-155 能降低急性心肌梗死（AMI）后心脏破裂的发生率［12］。

尽早抑制心肌细胞凋亡，对抢救心肌细胞和治疗缺血性心脏病尤为关键。研究认为miR-155作为一种新的促凋亡miRNA，在心肌梗死小鼠心脏和H2O2诱导的新生大鼠心室肌细胞（NRVMs）损伤中动态升高，使用反义抑制剂寡核苷酸（AMO-155）抑制 miR-155 后，可上调 miR-155 的关键靶物 QKI，最终缩小心肌梗死面积，改善心功能。而QKI 是一种RNA 结合蛋白，属于信号转导和RNA 激活因子（STAR）家族，通过下调和灭活下游促凋亡转录因子FoxO1，最终抑制缺血/再灌注诱导的心肌细胞凋亡。该实验阐明了miR-155 抑制剂介导的QKI 上调作用可能是缺血性心脏病治疗的新思路［13］。

炎症还在心肌梗死（MI）的交感神经重构中起重要作用。MI 与M1 巨噬细胞极化、炎症反应和细胞因子信号传导抑制因子1（SOCS1）的表达有关，这与交感神经重塑标志物（神经生长因子、酪氨酸羟化酶和生长相关蛋白43）的表达增加同步。miR-155能通过SOCS1/NF-κB 通路，减少M1 巨噬细胞极化和炎症反应，从而抑制神经生长因子NGF 的表达，进而减少MI 诱导的交感神经重塑和室性心律失常（VAs）［14］。同样，过度内质网应激（ERS）是心肌梗死诱导心肌细胞凋亡的主要病理机制，具体机制是激活C/EBP 同源蛋白（CHOP）和Caspase-12，并借助IRE1、PERK 和ATF6 三种主要的内质网应激传感器以启动未折叠蛋白反应（UPR），促进心肌细胞凋亡。其 中 ，PERK 通 过 活 化 ATF4 刺 激 CHOP，调 节GADD34、Bcl-2 蛋白家族成员的表达，促进细胞凋亡［15］。 因 此 ，抑 制 miR-155 可 减 轻 内 质 网 应 激（ERS）诱导的心肌细胞凋亡，并且改善心肌梗死后的心功能不全［16］。此外，有学者认为miR-155 具有抗新生血管但促进动脉生成的功能。据一项单因素分析结果显示，中国多民族冠心病患者的循环miR-155 水平与冠状动脉狭窄程度呈负相关［17］。长期处于缺氧环境下，VEGF/ERK 信号会持续激活，导致miR-155高表达，下调HIF-1α和抑制E2F2转录因子，提高内皮细胞（EC）血管生成能力。因此，miR-155可能有助于改善缺血性心脏病的血管生成［18］。

4 miR-155与高血压的关系

高血压是最常见的慢性病之一，未经治疗的高血压会损害多个器官，是罹患心肌梗死、脑卒中甚至心血管死亡的首要原因。高血压存在多种病理生理基础，如内皮完整性损害、血管平滑肌功能障碍、交感神经激活、氧化应激和肾素—血管紧张素—醛固酮通路作用等。一氧化氮（NO）是一种血管扩张剂，miR-155 通过结合mRNA 的3'端未翻译区域而直接降低eNOS 的表达，诱发高血压和动脉粥样硬化。此外，miR-155 能抑制血管紧张素Ⅱ诱导的血管平滑肌细胞增殖和 AT1R 表达［19］。miR-155 又可通过RANK/RANKL/OPG 途径影响血压，OPG 属于肿瘤坏死因子超家族，是可溶性蛋白受体，OPG 能阻断RANK/RANKL 相互作用，保护血管内皮和血管平滑肌细胞［20］。

HUANG 等［21］通过数据分析显示，与健康人相比，高血压患者miR-155 表达更高，且miR-155 表达分别与入组患者的收缩压、舒张压呈正相关，同时与24 h 平均收缩压、平均舒张压和左心室肥厚（LVH）呈正相关，可见miR-155 有作为高血压或高血压性左室肥厚的诊断或预后生物标志物的潜在价值。

此外，还有报道称，拮抗miR-155 不仅可提升细胞周期调节因子p27（miR-155 的直接靶点）和α-平滑肌肌动蛋白在胸主动脉中膜表达，还能降低收缩压和舒张压，降低高血压大鼠模型血管中膜厚度［22］。

5 miR-155与心房颤动（AF）的关系

AF是临床最常见的慢性心律失常，其发病率随年龄增加而逐年攀升。同时，AF通常伴随诸多并发症，如脑卒中、心功能衰竭、急性心肌梗死等，有相当程度的致残率和致死风险，后果严重。解剖结构异常和电重构、钙离子失调、严重炎症、自主神经功能紊乱、miRNA 及其靶基因核苷酸水平的变化等，均有可能触发 AF［6］。

miRNA 不仅是房颤生物标志物，还有选择性靶向治疗的功能，如腺病毒转染上调miRNA 和/或拮抗剂下调miRNA 治疗AF 患者，巩固导管消融后的电性肺静脉口隔离或纤维化区域碎片化，防止心房颤动消融后心脏电性和纤维化重塑。在AF 患者中miR-155 升高。并且，miR-155 水平与左心房大小、AF持续时间正相关并且独立。miR-155可能通过重要离子通道基因直接干扰心律失常的进展，包括分别编码心脏 L 型Ca2+通道（ICaL）α1c 和瞬时外向钾电流（Ito1）组分CACNA1C 和KCNA4，但其具体机制有待进一步阐明［23］。同时，血浆miR-155 水平被证实与 LAD 及 CRP、BNP、IL-6 水平密切相关，在 AF 复发的病理过程中起重要作用。因此，miR-155 可用于预测复律后房颤复发，是AF患者的有效预警指标和干预目标［24］。

6 miR-155与心力衰竭（HF）的关系

HF 作为心血管疾病的主要表现形式，是一类全球性疾病［25-26］。有研究表明，miR-155 在 HF 患者的冠状静脉窦中上调［5］。不仅如此，在败血症性心功能不全患者血浆中，miR-155 表达亦高于对照组，表明其具有潜在的临床相关性［27］。

炎症既是HF 的原因亦是其结果，同时是HF 的共同病理生物学特征［28］。抑制miR-155，在一定程度上能降低小鼠柯萨奇B3 病毒或自身免疫性心肌炎的心肌炎症和坏死。同样，miR-155 通过抑制心脏中的PU.1 和SOCS1，促进T 细胞和单核细胞的激活。此外，miR-155 可增强心脏中的NO/cGMP 信号，恶化小鼠和人类心脏的败血性休克［29］。WANG等［30］发现，在长期的左心室辅助装置（LVAD）支持下，检测的19 个心脏miRNA 中只有miR-155 表达上调，且miR-155 被证明在炎症和侧支动脉形成之间的轴上起重要作用，可能是LVAD 患者发生不良新生血管的机制之一，是治疗干预的潜在靶位。

miR-155 还间接参与了心肌肥大的调节。Ogn属于分泌性细胞外基质（ECM）成分，是人类心脏质量的关键调节因子之一，可预测慢性HF 结局。miR-155 转录后抑制H9c2 心肌母细胞Ogn 蛋白表达。然而在体外miR-155 并不直接诱导H9c2 心肌细胞肥大，而是通过抑制Ogn 诱导细胞形态从梭形向圆形转变［31］。

7 miR-155 与放射性心血管疾病（RT-CVD）的关系

放疗（RT）可在多层面诱导CVD 的发生。在分子水平上，内皮细胞的辐射和随后的氧化应激均会引起内皮功能障碍，被认为是RT-CVD 有关的动脉粥样硬化初始环节。研究发现，2 Gy RT 照射2 h 可降低 miR-155 表达，而在 24 h，miR-155 高表达。在接受RT 的患者中，RT 诱导的miRNA 水平变化可能与动脉粥样硬化的进展及随后心血管疾病的发展有关。显然，辐射能调节CVD 发展相关病理生理过程中的重要调节因子 miR-155 水平［32］。miR-155 高表达通过直接靶向Chelterin 组分端粒重复结合因子-1，促进端粒脆性并改变中期染色体结构，这或许是RT-CVD发病机理之一［33］。

综上所述，miR-155 作为miRNA 家族中重要的表型之一，在心脏发育成熟、心血管疾病的预测、发展、转归等事件中发挥重要作用。目前，关于miR-155 与心血管疾病方面的研究已有初步的雏形与进展，其与心血管疾病存在密切联系。但有关miR-155 对心脏作用机制的认识，及如何高效、安全、特异性靶向治疗心血管疾病仍需进一步探索。