miR-324在心血管疾病发病机制中的研究进展

邓康平，陈灿

广东医科大学附属第二医院心血管内科，广东湛江 524002

心血管疾病是常见疾病，多发生于中老年人。随着社会老龄化增加及年轻人群患病人数增加，近年心血管疾病患病率持续上升，其病死率已居于首位［1］。微小 RNA（miRNA）是一类长度约 22 个核苷酸的内源性非编码小分子RNA，具有高度保守性，广泛存在于生物体内，可靶向结合信使RNA（mRNA）的3'端不被翻译的区域，进而负性调控其靶mRNA的稳定性或翻译来进行生物调节。后来发现环状RNA、长链非编码RNA（lncRNA）或其他基因可作为内源竞争性RNA（ceRNA）或分子海绵，与miRNA 进行互补结合，以抑制其对靶mRNA 的沉默能力，使其靶mRNA的表达或翻译不被干扰，从而促进靶 mRNA 的生物功能［2］。而 miR-324 是少数可进行“臂转换”的miRNA 之一，主要包括miR-324-3p和miR-324-5p，几乎在各个系统的疾病中均有明显水平变化，并被实验证明可通过调控细胞代谢、细胞增殖、细胞应激、细胞凋亡等相关通路来参与调节疾病的发生、发展［3-4］。近年研究显示，miR-324亦参与心血管疾病的演变进展，影响心血管疾病的脂质代谢、氧化应激、炎症、纤维化以及心脏发育等机制，进而影响动脉粥样硬化、心肌梗死、缺血再灌注、心血管重塑等病理过程，在心血管疾病的分子调控机制中发挥重要作用。现就miR-324 在心血管疾病发病机制中的研究进展综述如下。

1 miR-324概述

根据国家生物技术信息中心（NCBI，www.ncbi.nlm.nih.gov）的在线查询，在不同物种中miR-324的编码基因所在的染色体位置不同，如人的miR-324基因位于17 号染色体，而大鼠的miR-324 基因位于10号染色体。因此，如果研究的疾病与染色体相关，需要注意其组织或细胞种属的编码基因miR-324 的染色体位置。

miR-324 的生物生成和绝大多数miRNA 一样。先由位于细胞核染色体上的编码基因通过RNA聚合酶Ⅱ介导转录成初级转录产物pri-miRNA，pri-miRNA先被RNA 内切酶ⅢDrosha 和其重要辅助因子所形成的复合物识别并处理，精确地切割成60~70 nt的发夹结构前体miRNA（pre-miRNA），pre-miRNA与核质运输因子输出蛋白5进行结合进而被运输到细胞质中，然后被另一个RNA 内切酶ⅢDicer1 识别切割，形成成熟的miRNA 双链，成熟的miRNA 双链中的优势链与RNA 诱导的沉默复合体进行结合，引导后续的基因沉默从而进行生物调节，另一条互补链则被驱逐或降解［5］。

在其生物生成过程中，miR-324 作为少数可进行“臂转换”调节的一类miRNA，可根据环境变化进行“臂转换”，对其“臂”的不同选择分别形成miR-324-3p 和 miR-324-5p。研究表明，miR-324 在人和鼠可显示出强烈的“臂转换”调控，末端尿酰转移酶4、7便是影响其“臂转换”的关键分子［4］。“臂转换”产生的miR-324-3p 和miR-324-5p 在各种类型的组织分布和表达不全相同，在同类型细胞中的生物功能有所差异。如miR-324-5p 的过表达降低了结直肠癌细胞的生长和侵袭能力，而miR-324-3p 过表达仅抑制了结直肠癌细胞的侵袭，却不影响细胞生长［6］。因此，有些研究中展现的miR-324 生物调节功能可能只是miR-324-3p 或miR-324-5p 功能，或许还需进一步对miR-324深入研究。

2 miR-324参与调控心血管疾病的发病机制

miR-324 一开始被应用到艾滋病的生物学信息分析中，由于miR-324 对细胞凋亡、细胞增殖等通路作用明显，在肿瘤方面的研究备受关注［7］。其被多个实验证明能通过靶向mRNA 来调节细胞应激、细胞代谢等通路，参与调控其他系统诸多疾病的发生发展，并逐渐在各个系统疾病中被深入研究［3］。近年来，miR-324 被发现对多种心血管疾病进行分子调节，影响心血管的脂质代谢、氧化应激、炎症反应、纤维化和心脏发育等病理机制，对心肌细胞、内皮细胞、成纤维细胞等心血管细胞有明显作用。

2.1 miR-324 在脂质代谢中的调控作用 脂质代谢异常是心血管疾病中动脉粥样硬化最重要的危险因素，其中，低密度脂蛋白胆固醇水平升高是中国心血管病的第三大归因危险因素，仅次于高血压和高钠饮食［1］。一般认为，在内皮受损的情况下，持续的脂质代谢异常使脂质进入血管内膜，同时炎症细胞浸润，平滑肌细胞增殖，促进泡沫细胞形成和聚集，脂质积聚，导致内皮结构破坏，管壁变形，并伴有纤维结缔组织增加，导致纤维粥样斑块，而不稳定的粥样斑块会引起急性心血管事件。

研究发现，miR-324 会明显影响机体的脂质代谢。miR-324-3p被发现在肥胖人群中的表达明显下降，而miR-324-5p 在高血脂、高血糖患者外周血中却呈显著升高［8-9］。提示 miR-324-3p 与 miR-324-5p对脂质的调节功能可能相反。通过生物信息学分析发现，miR-324-3p 多个靶向基因的确与胆固醇代谢相关，但对脂质的具体调节机制尚未清楚［10］。而miR-324-5p对脂质代谢的调节在小鼠模型中得到验证，miR-324-5p的过表达通过靶向结合Ras同源物相关卷曲螺旋蛋白激酶1（ROCK1），抑制了ROCK1 的生物学功能，导致蛋白激酶B/糖原合酶激酶途径的激活，恶化了脂质和葡萄糖的异常代谢，引起脂质的积累增加［9］。miR-324-5p还可通过靶向抑制Krueppel样因子3的功能来促进小鼠成脂基因表达的升高和脂肪分解基因水平的降低，促进小鼠脂肪细胞分化，导致脂肪增加［11］。因此，miR-324-5p 可促进脂肪的形成，加剧脂质代谢异常，促进动脉粥样硬化发生、发展，对血脂异常的高危人群预防心血管疾病和治疗动脉粥样硬化相关疾病有重要作用；而miR-324-3p的调节功能可能与miR-324-5p 相反，对与其相关研究有一定启发。

2.2 miR-324 在氧化应激中的调控作用 氧化应激是心血管疾病的重要损伤机制，其在心血管的研究多数集中于心肌缺血和心肌缺血后再灌注引起的氧化应激损伤。当心血管事件发生导致组织缺血缺氧和缺血再灌注时，细胞能量代谢障碍，细胞钙超载，活性氧增加，一氧化氮总量减少，引起血管舒张受限，炎症细胞聚集浸润，炎症因子增加，心肌细胞功能和内皮细胞受损，使疾病进一步恶化［12］。

当不稳定斑块发生破裂导致心肌血供不足时，miR-324 水平降低，生物信息学分析显示，不稳定型心绞痛患者的miR-324 表达比正常人明显下降［13］。当心肌持续血供不足，引起大量心肌细胞死亡，导致心肌梗死。在动物实验中可观察到心肌梗死边缘区的miR-324 显著升高，而在心肌梗死患者血浆中，miR-324-3p水平明显升高，miR-324-5p表达下降，两者变化呈现相反趋势［10，14-15］。

当心肌缺血缺氧后血供恢复，细胞缺血再灌注，氧化应激加剧，促进细胞凋亡，使损伤进一步加重。研究显示，心肌细胞经过缺氧复氧后miR-324 明显降低，体内外实验中发现，miR-324-3p、miR-324-5p同样下调［3，13，16］。研究进一步证实miR-324可靶向抑制细胞因子信号转导3（SOSC3），促进心肌细胞增殖和抑制其凋亡［13］。其中miR-324-3p 过表达则促进了细胞凋亡的信号转导及转录活化因子2（STAT2）、Bcl-2 样蛋白11（Bim）的基因表达，抑制 Ca2+信号传导通路的肌钙蛋白I、参与细胞应激的活化T 细胞核因子4 基因表达，促进细胞凋亡，降低氧化应激损伤，保护心肌细胞［3］。而 miR-324-5p 通过靶向结合线粒体裂变调节分子1（MTFR1），抑制MTFR1 的表达和生物学功能，抑制线粒体分裂，降低细胞凋亡，保护内皮祖细胞和心肌细胞免受缺氧复氧诱导的氧化应激损伤，这些作用均可被活化T 细胞核因子4（NFAT4）、长链非编码 RNA Gpr19 作为 ceRNA 与miR-324-5p 的过度结合所逆转［15-17］。总之，在缺血再灌注中，miR-324 可通过靶向抑制SOSC3 来抑制细胞凋亡，其中 miR-324-3p 通过促进 STAT2、Bim 直接促进细胞凋亡，而miR-324-5 通过抑制MTFR1 来抑制细胞凋亡，但它们均具有抗氧化应激损伤作用，对心血管具有明显的保护作用。

2.3 miR-324 在炎症中的调控作用 炎症在心血管细胞损伤中扮演重要角色，而核因子κB（NF-κB）对于炎症反应至关重要，介导心血管的炎症损伤，还可促进血管的血栓形成［18］。

在缺血再灌注中，miR-324 可抑制肿瘤坏死因子α/NF-κB（TNF-α/NF-κB）信号通路，降低炎症和氧化应激对细胞的损伤［13］。而在儿童获得性心脏病川崎病中，miR-324-5p 的上游lncRNA SOSC2 反义RNA1（SOCS2-AS1）水平高表达，负调控人脐静脉内皮细胞中的miR-324-5p 水平，上调miR-324-5p 的下游 靶点 CUE 结 构域 蛋 白 2（CUEDC2）表达 ，而CUEDC2 可以负调控NF-κB 信号通路，抑制炎症反应，促进人脐静脉内皮细胞的增殖，抑制细胞凋亡［19］。因此，miR-324 可抑制缺血再灌注导致的炎症，而在川崎病中可通过抑制miR-324-5p 使CUEDC2 上调来进行抗炎，使心血管疾病得到缓解或改善。

2.4 miR-324在纤维化中的调控作用 纤维化是心血管重塑的重要机制之一，心房、心室、血管的纤维化增加会导致心房电生理异常，心室收缩或舒张受限等心功能下降以及血管弹性降低，导致心律失常、射血分数下降、血压调节能力异常等心血管问题。

在肾脏中研究发现，miR-324-3p可以通过靶向抑制脯氨酰内肽酶和双特异性磷酸酶1促进肾的纤维化，心血管疾病常用药物血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）可以下调肾脏中的miR-324-3p表达来保护肾脏［20-21］。但在房颤患者血浆的外泌体中，miR-324-3p表达下降，过表达miR-324-3p 时可靶向抑制转化生长因子β1（TGF-β1），降低Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原水平，减少细胞外基质的沉积，抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信号通路，负调控成纤维细胞的增殖，抑制心肌纤维化［22］。所以，miR-324-3p具有一定抗纤维化作用，但在肾脏中发挥促进纤维化作用并被ACEI 所抑制，提示miR-324-3p 的抗纤维化可能在心血管中具有特异性，对心血管治疗具有重要意义。

2.5 miR-324 在心脏发育中的调控作用 心脏发育对于儿童的心血管健康至关重要，若心脏发育过程出现问题，可导致先天性心血管疾病，但其具体致病分子机制尚未阐明。

在小鼠实验中，与1 d 和6 d 的健康小鼠相比，miR-324-5p 在 7 d 的小鼠心脏组织中水平下调［23］。但在先天性心脏病患儿血浆中，miR-324-5p 表达明显升高［24］。提示miR-324-5p 对于心脏发育有重要影响。为进一步证实miR-324-5p 对心脏发育的影响，ASSALIN 等［25］对妊娠大鼠进行孕期蛋白限制，其子代出生体质量较低，随后体质量迅速恢复，子代16 周龄时发现左心室miR-324-5p 表达下降，其靶向基因3-琥珀酰辅酶A 转移酶1 水平明显升高，心肌胶原含量增加，心肌细胞肥大，并出现高血压。因此，miR-324-5p 水平异常下降或异常升高均可能影响心脏的正常发育，导致先天性心血管异常，这对于阐明先天性心血管疾病的发病机制和开发诊治先天性心血管疾病的新方式具有一定价值。

综上所述，miR-324 在心血管疾病发生、发展中扮演重要角色。miR-324 中miR-324-5p 对血脂代谢异常具有明显促进作用，若在高血脂高危人群中对miR-324-5p 进行抑制，可能会抑制脂质对血管的侵蚀，防止动脉粥样硬化的形成，可作为动脉粥样硬化的早期预防手段。miR-324 可作为心衰的诊断标志物。在心肌梗死时经皮冠状动脉介入治疗后24 h的心衰患者外周血中miR-324 相对于治疗前的水平明显升高［26］。而在呼吸困难的心衰患者中证实miR-324-5p与NT-proBNP 结合检测具有更高的灵敏性和特异性［27］。

miR-324 还具有治疗心血管疾病的价值。当心肌缺血再灌注时出现氧化应激和炎症损伤，增加miR-324-3p 或miR-324-5p 水平具有保护作用，有助于减少患者缺血再灌注损伤，而且miR-324-3p 的过表达还具有抗纤维化功能，可用来预防或降低心室重塑和治疗房颤。此外，miR-324-5p 水平可用来评估心脏发育情况，出现异常可及时进行干预，可能会减少先天性心脏病的发生，抑制其表达可用于川崎病的治疗。目前miR-324 在心血管疾病的分子调控机制研究进展较慢，在临床上的转化和评估还需进一步探索。