miRNA在急性冠脉综合征诊疗中的研究进展

黄梦君，周亚萍 综述，伏建峰△ 审校

1.新疆医科大学研究生院,新疆乌鲁木齐 830000；2.新疆军区总医院临床检验诊断中心，新疆乌鲁木齐 830000

急性冠脉综合征(ACS)是一种以心肌组织缺血引起冠状动脉斑块破裂、血栓形成为特点的常见的心脏急症。世界卫生组织统计数据显示，2019年全球约有890万人死于ACS，占全球死亡人数的16%[1]。ACS包括不稳定心绞痛(UA)、ST段抬高型心肌梗死(STEMI)及非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)[2]。第四版《心肌梗死通用定义》建议，在胸痛症状出现后3 h内及时进行血运重建治疗以挽救缺血的心肌，降低最终病死率[2]。因此，早期、快速、有效的诊断是临床处置ACS的关键环节。

目前，心肌肌钙蛋白T(cTnT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)是临床上诊断心肌梗死的常用标志物，但其在灵敏度和特异度方面存在不同程度的局限性。资料显示，在非ACS(如严重感染、肾衰竭和充血性心力衰竭)患者中也可观察到cTnT、CK-MB水平不同程度升高[1]。cTnT水平在胸痛症状发生3～4 h后开始升高，CK-MB水平则在心肌损伤发生后4～6 h开始升高。高敏肌钙蛋白的灵敏度虽有所提高，但也常伴随着假阳性结果的可能性，尤其是在频繁发生心肌梗死合并症的老年人群中[1]。临床资料显示，对疑似ACS患者早期诊断并进行风险分层和治疗，对患者的预后至关重要。因此，探寻ACS早期诊断生物标志物一直是临床检验诊断学关注的焦点和亟待解决的难点。

微小核糖核酸(miRNA)是一类由20～25个核苷酸组成的内源性非编码单链RNA，通过转录后调控其靶基因在多个信号通路中的水平发挥着关键作用[1]，参与细胞增殖、分化和凋亡，是多种疾病潜在的生物标志物。在心血管系统中，miRNA的变化极为敏感，有可能是反映其病理生理变化的新型生物标志物。

1 miRNA概述

LEE等[3]在1993年研究秀丽线虫的lin-14时，意外发现了miRNA。miRNA的主要功能是微调基因表达，控制组织发育和调节细胞因子的产生[4]。在细胞核中，miRNA基因被RNA聚合酶Ⅱ转录成了初级miRNA(pri-miRNA)；pri-miRNA被核糖核酸酶(RNases)Ⅲ切割产生成熟的miRNA[4]。成熟的miRNA与目标mRNA的3′端非翻译区的不完全互补结合可抑制翻译；而与目标mRNA翻译区的完全互补结合则会降解该mRNA[4]。细胞分泌的miRNA由细胞外载体Argonaute2蛋白、核磷蛋白、脂蛋白等靶向运输，进而参与机体病理生理过程；或者包裹在细胞外囊泡中转移到受体细胞内，改变其基因表达[4]。在运输或转移的过程中，miRNA与Argonaute2蛋白等结合形成高度稳定的复合物，保护miRNA不被RNase降解，使得miRNA在血液循环中稳定表达[4]。miRNA作为细胞与组织间交流的桥梁，对心血管系统的正常生理过程和功能维持至关重要，可能在ACS早期诊断、治疗等方面具有潜在的生物标志物作用。

2 miRNA与ACS的病理过程

在ACS的病理过程中，脂代谢紊乱、内皮功能受损、动脉粥样斑块形成、斑块急性破裂导致心肌缺血以及出现再灌注损伤等均有miRNA参与。这一过程涉及多种细胞，包括参与斑块起始、生长和破裂的巨噬细胞，参与构成动脉壁的血管内皮细胞(ECs)和血管平滑肌细胞(VSMCs)，梗死后的成纤维细胞等。

2.1miRNA与脂质代谢 脂质及脂蛋白代谢紊乱是动脉粥样硬化的高危因素。在血液循环中，低密度脂蛋白(LDL)与极低密度脂蛋白(VLDL)可以通过内皮细胞聚集在动脉壁中，促进粥样硬化斑块的形成。miRNA可以通过调节肝脏LDL受体(LDLR)的表达和VLDL的产生进而控制血浆LDL、VLDL水平。DONG等[5]证实在高胆固醇血症小鼠模型中，miR-483-5p可通过抑制前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)的表达，影响胆固醇稳态，增加肝细胞LDLR的表达，从而降低血浆胆固醇和LDL水平及心血管事件的发生率。同时有研究指出，miR-30c通过抑制肝脏中微粒体甘油三酯转运蛋白(MTP)的表达，从而抑制VLDL的产生，减缓动脉粥样硬化进程[6]。

高密度脂蛋白(HDL)参与了胆固醇的反向运输，将过剩的胆固醇由外周组织转送至肝脏进行处理与加工。有研究表明，外泌体源性miR-33a-5p、miR-144抑制剂，使得三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ABCA1)与载脂蛋白AI(ApoAI)介导的胆固醇流出增加，减少了VSMCs和巨噬细胞中的胆固醇累积[7-8]，影响循环HDL水平，进而减缓了小鼠的动脉粥样硬化进程。上述研究表明，miRNA参与VLDL、LDL和HDL代谢，在动脉粥样硬化过程中起一定的作用，影响ACS的发生、发展。

2.2miRNA与ECs受损 ACS患者ECs受损，导致斑块侵蚀和血栓形成，这是ACS形成和发展的关键因素。ECs通过细胞-细胞连接形成选择性屏障。CAO等[9]研究发现，ACS患者的血清中miR-101表达明显升高，miR-101通过抑制血管内皮钙黏蛋白5(CDH5)表达，破坏了ECs和细胞连接的完整性，造成其屏障功能障碍，促进ECs凋亡并抑制其迁移。急性心肌梗死(AMI)会导致内皮损伤以及全身ECs活化，促使血管壁通透性增加、白细胞黏附、内皮细胞增殖、过氧化和血栓形成。AMI患者入院时miR-126表达显著上调[10]，有研究发现，在凋亡和活化的ECs中，miR-126介导血清趋化因子CXC基元配体12(CXCL12)产生，从而促进循环祖细胞动员和内皮修复[11]。此外，XUE等[10]研究表明miR-126可以反映AMI患者的ECs损伤程度和缺血心肌中的血管再生能力。

miRNA的炎症诱导表达作用也有助于调节ECs的炎性反应。ARDERIU等[12]研究表明，ACS患者血清miR-145表达显著下调，miR-145表达与血清中内皮损伤生物标志物、促炎细胞因子的水平呈负相关。与此同时，该研究通过给缺血小鼠注射含有miR-145表达下调的脂肪干细胞实验证实，miR-145可抑制缺血性肌肉中血管形成。以上研究均证实，miRNA影响ECs凋亡、增殖及迁移，从而调控ACS的进展过程。

2.3miRNA与粥样硬化斑块形成及破裂 VSMCs是动脉粥样硬化性斑块纤维帽的重要组成部分，在稳定斑块上起重要作用。在动脉粥样硬化的初期阶段，由于损伤或其他条件的刺激，VSMCs的表型由收缩型变为合成型，表型的改变促进了VSMCs增殖，不规则增殖的VSMCs从动脉内壁向内膜间隙迁移，进而促进斑块的形成[13]。有学者证实，在已敲除载脂蛋白E基因的小鼠体内，miR-520c-3p模拟物可促使斑块中胶原蛋白水平降低，调节VSMCs转录因子p65(RelA)的表达，进而促使动脉粥样硬化斑块缩小[13]。同时有研究显示，miR-520c-3p、miR-377-3p可靶向不同的信号路径分子，进而阻碍VSMCs向合成型转化，降低收缩相关蛋白的表达，达到抑制动脉粥样硬化斑块形成的目的[13-14]。

易破裂动脉粥样硬化斑块的成因有炎症细胞水平增加、纤维帽中平滑肌细胞数量减少和斑块内脂质核心面积增加。HE等[15]研究发现，巨噬细胞中缺乏miR-21会导致动脉粥样硬化、斑块内脂质核心面积增加和血管炎症的加速进展。miR-21的表达下降还可以抑制VSMCs增殖，加速细胞凋亡，导致缺血损伤时血管重塑受损和纤维帽变薄，破坏动脉粥样硬化斑块的稳定性[15]。此外，有研究证实主动脉中miR-29b-3p的表达与斑块纤维化程度呈正相关，miR-29在血管系统中可以调节动脉瘤的形成，抑制VSMCs和主动脉组织中的基质蛋白沉积[16]，从而导致组织纤维化，使斑块脆性增加，更易发生破裂。以上研究提示，miRNA参与VSMCs凋亡、增殖及迁移过程，破坏动脉粥样硬化斑块的稳定性，从而影响ACS的病程发展。

2.4miRNA与心肌细胞凋亡、坏死 在AMI病程中，心肌细胞死亡的主要原因是细胞的凋亡和坏死。AMI患者体内三磷酸腺苷明显减少，可介导B细胞淋巴瘤2(BCL-2)蛋白家族启动，促使线粒体坏死，细胞膜通透性降低，抑制细胞的修复功能，最终导致细胞器功能障碍和细胞膜破裂。研究表明miR-19b直接抑制促凋亡蛋白BCL-2样蛋白11(Bim)表达[17]，miR-27a可抑制BCL2/腺病毒E1B相互作用蛋白3(BNIP3)表达[18]，从而抑制心肌细胞凋亡。

磷脂酰肌醇-3-激酶和蛋白激酶B(PI3k/AKT)通路在调控细胞存活和抑制细胞程序性死亡方面发挥重要作用。XING等[19]发现，miR-26a-5p以磷酸酶-张力蛋白基因(PTEN)为靶点，启动PI3k/AKT信号通路，减少心肌梗死中的血管炎症和细胞凋亡。在AMI病理过程中，细胞坏死、凋亡相关的生物通路由细胞外刺激物激活细胞表面受体触发。坏死性凋亡激活的核心成分是受体相互作用蛋白激酶1(RIPK1)、受体相互作用蛋白激酶3(RIPK3)和混合谱系激酶结构域样激酶(MLKL)组成的信号复合物。SHIN等[20]研究证实，miR-105通过直接下调受体相互作用蛋白激酶(RIPK)可达到预防坏死性凋亡的目的。此外，WANG等[21]研究显示，外泌体源性miR-92a可促使外泌体囊泡与其受体结合，直接靶向转化生长因子-β(TGF-β)受体后信息分子(SMAD7)，抑制TGF-β信号传导，促进成纤维细胞的活化。以上研究均证实，在ACS的发生、发展进程中，miRNA存在显著的差异性变化，miRNA调控心肌细胞凋亡、坏死、炎性反应及纤维化等过程，影响ACS的病情发展。

3 miRNA在ACS诊断中的研究进展

miRNA作为理想的ACS诊断生物标志物具有以下优势：(1)分布广泛，取材方便；(2)miRNA的表达具有组织和疾病特异性；(3)在循环中稳定存在。

研究报道，miR-1、miR-133、miR-208a/b和miR-499表达在ACS患者中明显升高，包括其中最初cTnT阴性的患者也是如此[22]。其中miR-1可能是心源性休克患者心脏损伤的潜在标志物，miR-133b可以明显区分STEMI患者和非STEMI患者。miR-208对AMI的诊断效能明显优于常规生物标志物，且miR-208与AMI的长期预后有关，其在预测院内主要心脏不良事件(MACE)和接受初级冠状动脉介入治疗STEMI患者的预后方面优于cTnT[22]。miR-499的水平梯度与心肌损伤的程度有关，即心肌损伤越严重，循环中miR-499的水平越高[23]。研究证实，AMI患者在缺血发作后1 h可检测到miR-122表达的升高和miR-22-5p表达的降低，二者联合检测可提高诊断灵敏度至98.6%[24]。另有研究报道，miR-21-5p、miR-30a-3p、miR-30a-5p、miR-155-5p、miR-216a、miR-217与AMI后左心室功能障碍和心力衰竭的发生有关，可以预测左心室重塑的风险[25]。

以上研究表明，miRNA可以作为ACS早期诊断及预后评估的新型生物标志物。然而，miRNA的应用仍不同程度地存在一些问题。例如，高效、标准化的miRNA提取和纯化方法尚未建立。故miRNA在ACS诊断中的临床应用有待进一步探索与挖掘。

4 miRNA在ACS治疗中的研究进展

miRNA对于ACS的治疗具有以下优势：(1)单个miRNA可以同时调节多种细胞和多个生物信号通路；(2)序列短小，可以快速且高效地设计、合成具有高亲和力和特异性的模拟物或抑制剂；(3)miRNA不会引起免疫排斥等不良反应。

CHENG等[8]给敲除LDLR基因的雄性小鼠静脉注射miR-144抑制剂，增加循环血HDL水平，促进胆固醇反向运输，在动脉粥样硬化的进展和消退模型中重塑了HDL颗粒。LI等[26]提前24 h给小鼠注射miR-21，然后进行缺血再灌注处理，与对照组相比，实验组小鼠的心肌梗死面积显著缩小。同时，SUN等[27]构建了一种载体使得miR-133通过静脉在小鼠心肌梗死区域集聚，减少了对心功能的损害、缩小了心肌梗死面积，抑制心肌细胞凋亡、炎症和氧化应激，进而保护心脏。TAN等[28]研究发现，在结扎血管后立即静脉注射miR-145，可以减少心肌缺血再灌注损伤。此外，QIAO等[29]证实miR-24通过抑制细胞凋亡、纤维化和激活血管生成等过程，改善心功能不全。目前，虽然miRNA抑制剂/模拟物的药理学开发取得了很大进展。然而，就其临床应用而言，尚需解决给药时机和给药方式等主要问题，才能为心脏重塑提供新的治疗靶点。miRNA作为ACS靶向治疗的潜在工具，为了进一步确定其临床诊断和治疗价值，也尚需大量的动物实验和临床试验，但这无疑是今后研究的新方向。

5 展 望

miRNA的相关研究为ACS的早期诊断和治疗带来了新的思路和广阔的应用前景，但仍有许多因素影响和制约其临床推广。首先，循环中大多数miRNA的表达很低，目前缺少高效、标准化的miRNA提取和纯化方法。其次，与cTnT等生物标志物检测相比，qPCR和微阵列技术相对耗时。此外，大量的研究是在动物模型上进行的，样本量普遍较小，必须采用更大的队列样本，并且需要对miRNA的检测方法和参考值进行标准化处理，miRNA才有可能发展成为ACS的生物标志物。

综上所述，miRNA在ACS的发生和发展中发挥着重要的作用，是诊断和治疗ACS的潜在有效生物标志物。同时，miRNA也为研究ACS的发病机制提供了新的研究方向。miRNA在ACS领域的研究尚处于起步阶段，尽管动物研究显示出较好的结果，但在将研究转化为临床实践之前，仍有一些实际困难和技术难题需要解决。当这些难题得到解决，miRNA在ACS诊断与治疗中的应用将具有广阔的前景。