MicroRNA在高血压诱导脑卒中的临床研究

李吉博,蒋佩琴

中国科学院大学深圳医院重症医学科,广东深圳 518106

高血压是脑卒中发病最重要而独立的危险因素，以体循环动脉压升高为其主要临床表现，相关学者的研究证实77%的脑卒中患者有高血压史[1]。具体机制是血压长期保持较高的水平使血流减缓，血液在血管内流动的方式由层流变为湍流，血流阻力增大，损伤血管内皮细胞，脂质物在血管壁上沉积，管壁增厚、管腔狭窄，引起头部血管供血障碍。其发病机制复杂，其中高血压是比较常见的一个危险因素，与疾病的发生和发展有着密不可分的联系。miRNA作为抑制靶基因转录后翻译的一种非编码RNA，通过与靶基因MRA 3、非编码区（3、-UTR）互补配对，促使靶基因降解或抑制其翻译，调节器官发育、细胞分化、增殖、凋亡、代谢等[2-3]。异常表达的miRNA参与高血压和脑卒中的疾病过程[4]。因此，该文从miRNA的表达情况、与脑卒中的关系以及治疗中的作用3个方面进行了综述，如下报道。

1 miRNA的表达情况

miRNA(长度18 22 bp)是一种抑制靶基因转录后翻译的非编码小RNA。其功能广泛，如参与细胞周期、细胞增殖和分化、细胞信号转导和细胞凋亡等。血管再生能够修复受损的内皮祖细胞（endothelial progenitor cells,EPCs）是构成血管壁内膜层的重要成分，亦称为成血管细胞（angioblast）,即可合成多重生物活性物质，又可参与血管平滑肌的运动。在血压调控机制中起重要作用，与多种心血管疾病的发生相关，并在很大程度上缓解脑卒中的严重程度。目前国内外研究都表明，以上这些病理过程均有miRNA的参与调控，而且在脑卒中发生过程中，miRNA表达水平会发生改变[5-7]。

有学者在文献报道中，选择缺血性脑卒中患者20例为研究对象，通过对血液样本进行检测，发现的miRNA共161种，其中miRNAs低表达20例，占12.42%，而其余141例均为高表达，占87.59%。还有一些研究发现，miRNAs存在于动物的血液和脑组织中，比 如miR-451、miR-320、miR-191、miR-185、miR-106b、miR-103、miR-23a、miR-19b、miR-16、let-7c以及let-7a等[8]。同时，在大鼠大脑中脑动脉栓塞模型中，通过对大鼠血浆和脑组织在缺血再灌注24 h、48 h后114种miRNAs的表达情况进行观察，发现脑组织在缺血24 h后，检测到的miRNA共108种，其中脑组织特异性miRNAs共35种，血浆中的miR-107和miR-103表达明显下降，而miR-292-5p、miR-290以及miR-19b表达量则明显增加，而48 h后，检测到脑组织中的miRNAs为83种，其中脑组织特异性miRNAs仅有7种。

2 miRNA与脑卒中的关系

2.1 miRNA与高血脂

通常情况下，高血压患者发病后，容易出现高血脂，使脑卒中的发生风险增加。临床研究资料表明，高血脂使红细胞变形能力降低，循环白细胞自发活化率升高，使血管内皮细胞（VEC）释放OX-LDL，增加ET释放引起血管通透性增加，血压升高改变内皮细胞的表型和功能，血管舒张功能下降，炎症因子释放，脂质物沉积，动脉血管粥样硬化，血管内皮功能紊乱，激活凝血，随着血管壁内血流方式改变血小板聚集，脑血管供血不足，脑组织缺血缺氧加重，导致脑卒中发生中[9]。目前发现对高血脂进行调节的miRNA有很多，其中miR-33、miR-27等参与了脂质生化过程，miR-122、miR-370等主要在脂质转化过程中起作用，比较常见的miR-128、miR-144、miR-370、miR-613、miR-618、miR-758等也参与了细胞或机体脂质代谢的调节。最早发现miR-14可调节果蝇体内脂质代谢。miR-33能够调节胆固醇的流出及高密度脂蛋白的生物合成。

2.2 miRNA与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化时动脉粥样斑块使血管狭窄甚至阻塞，形成慢性炎症反应，也是脑卒中发生的一个重要病理基础。有研究发现，动脉粥样硬化能够使毛细血管外周阻力增加，对小动脉出现透明样变起到一定的促进作用[10]，miR-125可以通过调节氧化醇连接蛋白-9减少单核吞噬细胞分泌肿瘤坏死因子，减少脂质吸收，从而阻止样硬化发生。通过对血浆中的miR-125水平进行检测，可以对急性脑缺血是否出现出血性转化进行有效预测。

2.3 miRNA与血管再生

血管再生可使脑卒中患者中血管再次疏通恢复血供，减少病灶范围。在血管内皮细胞中表达的miRNAs较多，包括miR-146a、miR-34a、miR-217、miR-145、miR-378、miR-296、miR-222、miR-221、miR-210、miR-130、miR-126、miR-125、miR-21、miR-16以及miR-15等。有研究发现，血管内皮障碍导致血管舒缩状态异常、凝血及纤溶失衡、血管平滑肌细胞功能异常（细胞增殖、迁延、胶原沉积、细胞外基质合成加速）、炎性因子释放，引起血压异常升高[11]。miRNA通过调节血管平滑肌细胞增殖、分化、表型转换参与高血压的发生发展[12-13]。对高血脂和动脉粥样硬化等疾病的发生和发展产生一定的影响，其中miR-146和miR-125能够对血管内皮功能的特异性进行调控，并且与血管再生有着密不可分的联系[14]。miR-146a可以延缓内皮细胞衰老，抑制OX-LDL的脂质沉积及炎症因子释放。miR-222抑制新生内膜中的血管平滑肌增值，保护血管内皮细胞。

2.4 miRNA与高血压

我国为心血管病高发地区，高血压占绝大部分，其中50%~60%的脑卒中和40%~50%的心肌梗死均与高血压有关。我国高血压有低知晓率、低治疗率、低控制率，这是脑卒中发病率居高不下的主要原因。预防先行，患者依从性差间断测量血压、不按时服药、运动饮食控制欠佳，而防治的关键在于对其发病机制的研究，做到“三早”（早预防、早发现、早诊断），更重要的在于预防。高血压的发病机制至今尚不十分明确，主要有神经、血管、激素及肾脏机制，目前主流学说肾素血管紧张素醛固酮系统被激活、血管内皮细胞损伤致功能异常等。高血压的靶器官损害表现之一心室重构，其严重并发症心律失常、心衰。微小RNA（MicroRNA,miRNA）可能参与了多种心血管疾病的发生发展过程，miRNA-217、miRNA-130、miRNA-296、miRNA-191、miRNA-455、miRNA-34a、miRNA-125等都可能调控血管的形态与功能从而或多或少参与原发性高血压（essential hypertension,EH）的发病机制，miRNA与心血管疾病的研究主要是在冠心病、心力衰竭、心律失常等方面，关于miRNA与EH的研究还处于初期阶段。miRNA作为重要调节因子，通过不同通路参与心血管疾病的发生发展过程；如miRNA-222通过转化生长因子信号的（TGF-β1、β1）参与心肌纤维化发生过程，而miRNA-455的表达则会减少心肌纤维化。近年来人体体液当中发现循环miRNA（circulating miRNA）的表达，并参与相关疾病的表达，这为我们进一步深入研究miRNA与心血管疾病发病机制的带来了可靠途径。

高血压作为脑卒中的一个重要危险因素，使内皮依赖性舒张功能受损，血管内皮功能、结构改变。而血管内皮细胞损伤后释放血管活性物质如5-羟色胺等，破坏自身体系平衡，使一氧化氮合成与释放减少，致使血管张力调节紊乱，血管壁结构改变，引起血压升高[15]。高血压患者血液中miR-29的表达升高[16-17]，但其升高可以通过减少血管内皮损伤、血管平滑肌结构改变等来改善高血压[18]。miRNA在细胞增殖、细胞分化、新陈代谢、生物合成中起着重要作用[19]，并参与多种生理病例过程以及心血管疾病发展过程中[20]。miRNA参与了高血压发病的复杂病理过程。miR-21促进基质金属蛋白酶9的表达以增加血管内皮细胞通透性，破坏血管内皮屏障功能升高高血压[21]。有文献报道，成年大鼠的高血压形成与主动脉的miR-155以及miR-1有关，其中miR-155能够对血管紧张素Ⅱ1型受体基因（AGTR1）进行抑制，并且miR-155与该基因3'UTR区上结合位点具有单核苷酸多态性（SNPs），这一位点的SNPs在一定程度上与高血压的发生有着密不可分的联系。前期我们研究发现ACE2通路与高血压性脑卒中发生有关，是miRNA-296-5p的靶基因。研究表明circRNA富含miRNA结合位点，与多种疾病发生、发展过程密切相关，同时circRNA具有自身独特的稳定性，可作为疾病的诊断标志物。通过生物信息学分析发现miRNA-296-5p参与多种circRNA和相关基因的调控，将二者联合诊断，对高血压的诊断发展将产生深远影响。

3 miRNA在脑卒中治疗中的价值

miRNA在生物体内不仅是一个代谢产物，也是机体不同发育时期有编码有目的的一个重要调控分子，可以对生物体的基因表达进行调控，并且参与生物体的生化反应调节和生长、发育、衰老以及死亡等病理生理过程[22]。miRNA在缺血性脑卒中患者的发生和发展中，其水平变化具有动态性的特点，并且可以对神经发育、炎症反应以及血管发生等各个方面进行调控。因为miRNA的表达图谱能够将脑卒中的发生、发展以及其他病理生理变化充分反映出来，所以在脑卒中的临床诊断中，可以将miRNA作为一个预测工具，并且为临床治疗脑卒中提供新的空间、思路以及依据。Kamalesh Chakravarty[23]等在文献中报道，在对脑缺血损伤进行诊断时，通过检测特定的miRNA水平能够作为敏感性和特异性的一个指标，比如在炎症反应中，干扰素-β和TNF-α能够对巨噬细胞表达miR-155起到一定的诱导作用，并且脑缺血损伤后，会明显下调血液和脑组织中的miR-155表达水平。miRNA的表达图谱和表达水平的时空特异性比较明显，随着脑卒中患者病情的变化，患者的生理病理学调节机制也存在着一定的区别。同时，通过对具有调控功能的miRNA及其靶基因进行寻找，能够充分体现miRNA的重要性，有助于找到更为有效的治疗靶点，在基因水平上调控关键的信号通路，从而为脑卒中的临床诊断和治疗提供新的方向[24]。

4 结束语

综上所述，脑卒中的发生和发展与高血压、高血脂以及动脉粥样硬化等诸多因素有关，miRNA是比较重要的一个调控因子，而血管再生能够对受损的内皮祖细胞进行修复，因miRNA的广泛作用，其在脑卒中致病和修复中发挥的功能也越来越受到人们关注，通过进一步深入研究，有助于提高临床诊断和治疗水平。