miRNA在心房颤动发病中致心房重构作用的研究进展

丁莉，任明

1青海大学，青海西宁 810000；2青海大学附属医院心血管内科，青海西宁 810000

心房颤动（以下简称房颤）是一种常见的持续性心律失常，具有发病率高、致残率高等特点。随着我国社会面临的人口老龄化问题，房颤的患病率及发病率呈现不断增长的趋势［1］。近年研究发现，微小核糖核酸（miRNA）在心脏发育、心脏肥大、心脏再生等心血管系统的发生发展中起着重要的调控作用，miRNA在房颤发病机制中的作用也逐渐引起关注。本文对近年来miRNA在房颤发病机制中心房重构过程中作用的研究进展进行综述。

1 miRNA概述

第一个miRNA是在1993年由Lee等在秀丽线虫中发现的。20个左右的核苷酸组成miRNA，它属于内源性非编码单链RNA，在真核生物转录后水平调控基因的表达。miRNA在高等生物的生命进程中发挥着必不可少的作用，广泛参与细胞增殖、细胞凋亡等，此外还与血管的生成和分化有关。特异性转录因子、基因突变、染色体缺失、表观遗传因子等调控miRNA［2］。循环血浆或血清中总的miRNA是一类来源于外泌体、细胞微泡、凋亡小体、微小核糖核酸-蛋白质和微小核糖核酸-高密度脂蛋白复合物的微小核糖核酸的混合物［3］，心房组织中也可以检出miRNA。

2 心房重构概述

从病因学的角度来看，房颤是多层次复杂异常的表现，包括分子、细胞、电和结构的改变。心房纤维化是房颤患者发生结构重构的标志，它被认为是房颤持续的潜在物理原因，其特征是心房成纤维细胞异常增殖和细胞外基质的过度堆积［4］。心肌细胞的凋亡有助于房颤的发生发展，房颤患者心肌细胞凋亡增加，导致心房纤维化，这被认为是房颤持续的基本机制［5］。心房电重构是指心房动作电位时程及不应期缩短，心房传导速度降低［6］。

3 miRNA在心房结构重构中的作用

研究发现，miR-125b、miR-384-5p等多种miR⁃NA参与心脏纤维化过程［7-8］。转化生长因子β1（TGF-β1）一方面参与了心脏重构，一方面可促进胶原生成，这两者均可诱导心房纤维化［9］。此外，结缔组织生长因子（CTGF）也参与了促进纤维化的过程，它与房颤的病理生理状况有关，通常被认为是房颤复发的重要预测因子［10］。研究表明，房颤患者外周血白细胞中，长链非编码RNA-心肌梗死相关转录本（MIAT）的表达显著增加，而miR-133a-3p表达显著减少，在房颤大鼠模型的心房组织中有类似表现。MIAT下调显著减轻房颤，增加了心房有效不应期，减少房颤持续时间和心肌细胞凋亡，MIAT下调对房颤的这些效应被miR-133a-3p抑制剂所逆转。荧光素酶报告显示miR-133a-3p受到MIAT的直接调控，也即miR-133a-3p被鉴定为MIAT的靶基因。房颤大鼠心房组织纤维化相关基因Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、CTGF和TGF-β1表达显著升高，抑制MIAT降低了这些基因的表达水平。因此，MIAT/miR-133a-3p轴被认为是房颤纤维化的一个新的调节因子［11］。

作为外泌体的关键物质之一，miRNA可以调节生物体内的基因表达，从而能够进一步调节生物体内的各种生物途径［12］。研究表明，房颤和窦性心律患者血清外泌体miR-92b-3p、miR-1306-5p和miR-let-7b-3p的表达水平存在显著差异，靶基因富集分析显示20个显著上调的miRNA靶基因在多种信号通路中高度富集，包括丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和哺乳动物雷帕霉素靶向蛋白（mTOR）信号通路，这些miRNA和靶基因通过影响能量代谢、脂质代谢、炎症和酶活性等生物过程参与房颤的过程［13］。研究发现，miR-92b-3p能抑制心脏神经脊衍生物表达转录因子2（HAND2）的表达，从而有效抑制小鼠心肌细胞肥大，此过程是由血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）诱导的［14］。Hu等［15］在大鼠实验研究中发现，miR-92b-3p能够通过下调肌细胞增强因子2D（MEF2D）的表达，抑制心肌细胞肥大。此外，在大鼠中，miRNA let-7b通过直接作用于caspase-3信号来保护心肌细胞免受缺血诱导的损伤［16］。MAPK是一组丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，可被多种刺激激活：第一细胞因子、第二神经递质、第三激素等，并参与传递多种信号通路［17］。现有研究表明，mTOR可影响心血管疾病患者的各种生物学过程，包括心肌细胞增殖、心脏重构和能量代谢［18］。miR-496能够修复缺氧诱导的心肌细胞凋亡，此过程是通过PI3k/Akt/mTOR信号通路实现的。由此可见，MAPK和mTOR信号通路在心血管疾病的进展中起着重要作用。同时，人体内的各种miRNA通过上述信号通路在心血管疾病的进展中起着重要作用［19］。

最近一项研究发现，房颤患者的心房肌组织和AngⅡ治疗的心脏成纤维细胞中miR-96表达显著增高，并与Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原水平呈正相关，miR-96的过表达明显抑制Krüppel样因子13（KLF13）的表达，随后促进AngⅡ诱导的小鼠心脏成纤维细胞的增殖、迁移和胶原生成，而miR-96的敲除显著增加了KLF13的表达，减轻了AngⅡ诱导的炎性浸润和心房纤维化，这些结果表明，KLF13是miR-96的功能靶点［20］。之前有类似研究表明，KLF13是心脏发育的调节因子，它影响心脏发育和形态发生过程中心肌细胞的生长和分化［21］。

研究发现，miR-483-5p的表达水平在三个房颤组（基线组、12个月组和24个月组）患者中均上调，miR-200b-3p的表达水平在基线组和12个月组中上调，而miR-125b-5p的表达则下调，miR-34a-5p在12个月和24个月组中表达上调［22］。miR-483-5p是一种内含22个核苷酸的成熟miRNA，通常与其宿主基因 IGF2一起转录，位于染色体 11p15.5［23］。在这项研究中，miRNA靶基因网络揭示E2F转录因子3（E2F3）是miR-125b-5p的靶基因［22］。E2F3对正常心脏发育至关重要，E2F3的丧失损害了胚胎心肌的增殖能力［24］。Liu等［25］研究发现，miR-125b-5p可能参与了与房颤相关的多种重要生物学过程和功能通路（如TGF-β、MAPK、VEGF、钙、缝隙连接、mTOR和Wnt信号通路），其中大部分与房颤的发病机制有关。

越来越多的研究表明，miRNA是许多细胞过程的重要调节因子，参与几乎所有心血管疾病的发病机制，包括房颤。miR-10a的下调抑制胶原形成，胶原形成减少可以使心脏成纤维细胞增殖减少，此过程通过抑制TGF-β1-SMAD信号通路抑制了房颤大鼠的心脏纤维化，从而减少心房结构重构［26］。miR-138-5p在房颤患者中下调，并通过抑制CYP11B2表达逆转心脏纤维化重构［27］。miR-27b的心房过表达通过靶向ALK5基因减轻AngⅡ诱导的心房纤维化和房颤［28］。

4 miRNA在心房电重构中的作用

影响动作电位产生、持续时间和传导的离子通道是L型钙通道（Cav1.2）、电压门控钾通道（Kv4.2）或G蛋白激活的内向整流钾通道（GIRK1/4）。Cav1.2密度的降低是电重构的标志。Binas等［29］研究发现，miR-221/222表达的改变与Cav1.2和GIRK1/4通道密度的变化有关，这可导致动作电位传导减慢，并可能干扰机电耦合，从而使心脏发生电重构、更容易发生心律失常。研究表明，miRNA参与L型钙电流的下调，miR-29a-3p和CACNA1C基因之间存在负性调节关系，CACNA1C的表达受miR-29a-3p的调控，而CACNA1C基因编码心脏Cav1.2 α1亚单位。与无房颤者相比，房颤患者心房组织中miR-29a-3p的表达水平显著升高，而CACNA1C基因表达水平降低［30］。另有研究报道了miR-34a可能通过调节Ank-B的表达，在早期电生理重构和房颤的发生中起重要作用［31］。miR-328在犬房颤实验模型中异常上调，这种过度表达伴随着心房动作电位时程的缩短和L型钙通道的降低，在房颤患者中也有同样的发现［32］。此外，目前发现的与心房电重构有关的miRNA有miR-184-3p、miR-195a-3p、miR-574-3p等。

5 小结

综上所述，miRNA在房颤的发生发展、心肌纤维化、心房结构重构及心房电重构等过程中有着重要的作用，但其在房颤中的具体致病机制及作用需要进一步研究。房颤通常在没有任何临床症状的情况下发生，导致栓塞事件高危患者的诊断延迟和治疗性抗凝延迟，严重降低了患者的生活质量，房颤的诊断具有挑战性。miRNA为房颤的发病机制提供了新的思路，miRNA在外周循环中稳定且易于检测，与房颤相关的循环miRNA可作为该疾病的潜在生物标志物，而组织特异性miRNA可作为治疗靶点，miRNA为房颤的诊断和治疗提供了一定的思路。