microRNA与大动脉粥样硬化型脑梗死

李 政,王姣琦,徐忠信

(吉林大学中日联谊医院 神经内科，吉林 长春130033)

在病因和发病机制的TOAST分型中，以大动脉粥样硬化型脑梗死最为常见。随着分子生物学技术的发展，越来越多的microRNA被发现参与机体代谢的各个途径，对动脉粥样硬化斑块形成起到重要调节作用。本文针对大动脉粥样硬化型脑梗死发生、发展的关键环节，综述了microRNA在其中的作用和预测价值。

1 miRNA概述

微小核糖核苷酸(MicroRNAs)，简称miRNA，长度18-25个核苷酸[1]，为内源性单链非编码RNA。其通过与特定的信使RNA(mRNAs)中互补序列3’非翻译区结合，影响靶mRNA翻译，从转录后水平调控基因表达，调节细胞功能。miRNA的基因序列相对稳定并广泛存在于自然界中，至今已发现数百种，根据发现和分类日期顺序赋予各miRNA专属数字名称。在哺乳动物中，miRNA可调控超过60%的蛋白质编码基因活性，可通过循环系统作用于全身组织，参与细胞生长、增殖和凋亡等过程。

miRNA在细胞核中转录成前体miRNA[2]，不同的miRNA表达模式可能因组织类型而异，表明其基因表达调节机制是动态的，并且是高度特异性的。研究表明miRNA活性是由外部环境刺激触发的，以适应生物体对其环境变化的反应，异常的微小核糖核酸表达是各种疾病的共同特点[3]。

2 miRNAs与动脉粥样硬化、他汀类药物

动脉粥样硬化病变机制涉及血管壁中多种细胞级联反应，硬化斑块引起血管狭窄或易损斑块表面血栓的形成及远端栓塞是脑梗死形成的主要原因。动脉粥样硬化的形成与胆固醇稳态失调、高脂血症、2型糖尿病等危险因素密切相关。研究表明miR-33、miR-103和miR-155分别与胆固醇转运、胰岛素抵抗和葡萄糖稳态相关[4]。他汀类药物是HMG-CoA还原酶抑制剂[5]，除降低胆固醇生物合成，还通过其多效性来改善血管内皮功能、抗氧化和抗炎等。此外，他汀类药物不仅在硬化斑块形成的始动环节上抑制巨噬细胞激活和迁移、抑制内皮炎症通路激活，还可以通过调节一系列miRNA表达抗动脉粥样硬化。

2.1 miRNA与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，表现为血管壁结构改变和血管狭窄引起血流动力学改变，其病变机制涉及血管壁中多种细胞级联反应。在这一过程中，低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)、细胞间粘附分子-1(ICAM-1)、氧化低密度脂蛋白(oxLDL)和载脂蛋白Apo-I等均参与了胆固醇逆向转运(RCT)。胆固醇外流后，巨噬细胞所含脂质减少，使之能够从内膜迁移出去，以减轻内皮炎症，降低动脉粥样硬化形成。

在动脉粥样硬化形成的众多危险因素当中，血液循环中的微小核糖核苷酸miRNA-33表达水平与空腹血糖、总胆固醇、低密度脂蛋白(LDL)和甘油三酯水平呈正相关，与高密度脂蛋白(HDL)水平呈负相关。与正常胆固醇血症患者相比，高胆固醇血症患者颈动脉斑块中miRNA-33的表达显著增加。抑制miRNA-33表达可直接促进泡沫细胞内的胆固醇外流[6]。此外，miRNA-33还可以阻断细胞中与能量平衡有关的基因表达。在转染了miRNA-33抑制剂的巨噬细胞中，过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子(PGC-1α)的表达显著增加，提示抑制巨噬细胞内线粒体miRNA-33水平可促进线粒体产生三磷酸腺苷(ATP)，消耗能量，促进巨噬细胞的胆固醇外流。在动物实验中发现，患有1型糖尿病的小鼠抗miRNA-33治疗可减轻动脉硬化程度，减少斑块中巨噬细胞数量，降低炎症基因表达。

载脂蛋白E(ApoE)是一种34 kDa的分泌蛋白，在脂蛋白胆固醇转运和调节细胞脂质水平方面发挥作用。它不仅可从血浆中清除富含胆固醇的脂蛋白，促进泡沫细胞中脂质外流，还可以通过调节microRNA-146a信号来抑制炎症和动脉粥样硬化[7]。

2.2 miRNA与他汀类药物

他汀是临床最常见的降低低密度脂蛋白胆固醇的药物。通过抑制巨噬细胞迁移、抗动脉粥样硬化斑块形成、降低血管内皮细胞中活性氧(ROS)的产生等途径，他汀可在动脉粥样硬化形成的多个环节进行干预。他汀类药物可诱导miRNA-221/222的下调，增加内皮细胞中eNOS的转录，促使血管内皮保护因子NO生成。miRNA-33[8]是由SREBP2基因的内含子编码，通过调节ABCA1基因的转录后表达来控制胆固醇代谢的稳态。ABCA1表达减少引起巨噬细胞内胆固醇流出减少，导致动脉粥样硬化形成[9]。在人类中存在miRNA-33的两种亚型:miRNA-33a和miRNA-33b，前者位于22号染色体上SREBP2基因的内含子，后者位于17号染色体上SREBP1基因的内含子。他汀类药物通过抑制miRNA-33a介导的ABCA1基因调节，来增加巨噬细胞中胆固醇的转运。此外，他汀还通过上调 miRNA-129、miRNA-143、miRNA-205、miRNA-381、miRNA-495表达和下调 miRNA-29b、miRNA-33a 表达，来调节脂质代谢相关的靶基因的表达。

3 miRNAs与血管内皮损伤

血管内皮生长因子通过内皮NOS刺激NO产生，并受转录因子胰岛素基因增强蛋白(ISL1)的正性调节。血脂异常和ISL1表达降低会降低NO的生物利用度，影响内皮生长因子生成，造成内皮细胞对损伤修复能力下降。miRNA-652-3p能负性调节内皮ISL1表达。血液中甘油三酯和胆固醇增多可引起内皮细胞miRNA-652-3p表达增加，继而ISL1下降，导致内皮细胞功能异常。他汀类药物能阻断ox-LDL和高脂血症诱导的miRNA-652-3p升高、ISL表达降低、内皮一氧化氮合酶(eNOS)活性减低及NO生成减少，从而保护内皮功能[10]。此外，Anand等[11]研究证实了miRNA-132可上调血管内皮生长因子A(VEGF-A)和甲基-CPG结合蛋白2(MECP2)的表达，促进血管内皮生成。

4 microRNA对大动脉粥样硬化型脑梗死的预警作用

在大动脉粥样硬化型脑梗死患者中，动脉粥样硬化与血浆中的miRNAs表达水平密切相关。监测miRNA水平，或将成为该病早期诊断的标志物。

4.1 循环中的游离miRNAs

miRNAs不仅存在于组织中，也被分泌到血液、尿液和唾液等体液中。细胞外的miRNAs可游离存在，也可装载于外泌体内或与Agonature2蛋白组成复合物，以避免被RNA酶降解。miRNA的高度保守性，及其在血液中可稳定存在的特点，是其作为分子诊断工具的基础。Sonoda等[12]在对1 523人的血清样本进行全序列miRNA微阵列分析后发现，血液中7种游离的miRNA(miR-1268a、miR-1268b、miR-4433b-3p、miR-6089、miR-6090、miR-6752-5p和miR-6803-5p)与中风预测风险之间存在显著相关性(P<0.01)。此外，日本还启动了“体液中miRNA检测的开发和诊断技术”国家级项目，拟对该项目包含超过5万名患者的血清miRNA图谱进行综合分析。

4.2 外泌体源性miRNA

信息传递在生命体中具有重要意义。外泌体是远距离细胞间信号传导的有效手段，是神经-体液调节的重要组成部分。外泌体是细胞释放载有miRNA的微小囊泡，直径在50-150 nm，具有稳定性、生物相容性和低免疫原性等特点，广泛分布在血液、组织间隙中[13]。树突细胞(DCS)活化后分泌含有microRNA的外泌体，通过血液循环与靶细胞胞膜融合，向胞内细胞质释放miRNA，抑制靶细胞的信使RNA转录，减少目标蛋白的生成。Wei等[14]通过制备含有miRNA-181a的间充质基质细胞衍生外泌体(MSC-EXO)来降低血管内免疫活化因子c-fos蛋白表达，从而降低了树突细胞迁移蛋白，抑制内皮细胞炎症和免疫损伤。

5 展望

microRNA是近年来研究的热点，因其参与绝大多数细胞代谢过程，尤其是在动脉粥样硬化形成过程中，影响了胆固醇转运和内皮细胞生成，因此，对miRNA的检测和调节可能是脑梗死防治的新方向。miRNA不仅可在细胞内调节mRNA转录，也可通过外泌体这一载体来调节远距离细胞功能，完成细胞间信号转递，外泌体可以作为基因载体，利用其脂溶性高，可进行胞内分泌，调节靶细胞表达。miRNA在分子诊疗时代中具有重要价值，研究并阐明其相关机制可以更有效的预防疾病发生。