儿童流感的诊断与治疗新进展 miRNA在缺血性心脏病的诊断和治疗新进展

　　[摘要] 微小RNA（microRNA，miRNA）是一类约含22个核苷酸的非编码小分子单链RNA分子，可通过与靶基因的3′端非翻译区上的相应靶位点结合，抑制或降解特定的靶基因，从而发挥调节蛋白质合成的作用，参与炎症、发育、凋亡、肿瘤等多种生理病理过程。近年来研究发现，miRNA对缺血性心脏病的诊断及治疗有着重要作用。现就miRNA在缺血性心脏病的诊断及治疗的新进展作一综述。
　　[关键词] miRNA；缺血性心脏病；诊断；治疗
　　[中图分类号] R541 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2011）11（c）-０10－０3
　　
　　Diagnosis and treatment for the new progress miRNA in ischemic heart disease
　　DUAN Yuwen, WANG Li*
　　Department of Cardiology, The First Affiliated Hospital of Medical College of Shihezi University, Xinjiang Uygur Autonomous Region, Shihezi 832000, China
　　[Abstract] microRNAs（miRNAs） are non-coding single-stranded RNAs with 22 nucleotides in length and interect with the corresponding points of the 3′-untranslatde region to inhibit or degradation specific target genes, play the role of regulation protein synthesis and involve in inflammation, development, apoptosis, cancer and other physiology and pathology process. In recent years, many study found miRNAs have an important role in diagnosis and treatment of schemic heart disease. This paper presents an overview of the new progress of miRNAs in diagnosis and treatment of schemic heart disease.
　　[Key words] MicroRNAs; Ischemicheart disease; Diagnosis; Treatment
　　
　　自1993年Lee RC等[1]在线虫中发现了第一个能阶段性调控胚胎后期发育的基因lin-4以来，在人类、果蝇、植物等多种不同生物体内又发现了数百种类似的小分子RNA。随着对miRNA的探索、研究和运用，miRNA在心血管领域的重要作用也越来越突出，尤其是在缺血性心脏病方面，miRNA可能发挥的作用已成为国际研究的热点。
　　1 miRNA的生成及作用原理
　　miRNA是一类进化上保守的非编码小分子RNA，具有在翻译水平调控基因表达的功能。在细胞内，RNA聚合酶Ⅱ从miRNA编码基因转录出初级转录本,即pri-RNA。在细胞核内，pri-miRNA经Drosha酶切割成长度为70~100个碱基、具有发夹结构的RNA分子，即miRNA的前体（pre-miRNA）[2]。这些前体通过核输出蛋白exportin5机制转运到细胞质，被核糖核酸酶Dicer切割，得到18~26个核苷酸大小的成熟双链miRNA产物。在解螺旋酶的作用下，其中一条链与RNA诱导的沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RLSC）结合，降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译，另一条链则被降解[3]。
　　miRNA的功能主要通过调控其靶基因的表达来实现，并且一个miRNA通常可以调控多个靶基因[4]。有研究发现miRNA以以下4种不同的方式抑制蛋白质表达：①与翻译偶联的蛋白质降解；②翻译延长的抑制；③翻译提前终止（核糖体脱落）；④翻译起始的抑制[5]。此外，Wu L等[6]还发现miRNA可以诱导与之不完全配对的靶mRNA的衰减，下调靶mRNA的水平。
　　2 miRNA与缺血性心肌病的诊断
　　先前的大量调查研究表明，miRNA已作为肿瘤的标志物，并对肿瘤的诊断起着重要的作用[7]。近年来的研究发现，外周血miRNA对心血管疾病也起着重要的诊断性作用。Wang GK等[8]用miRNA微点阵和实时PCR分析发现，在健康人的血浆里miRNA-1，miRNA-133a，miRNA-499的含量很少，而miRNA-208a几乎没有。但是在急性心肌梗死大鼠的血浆中，这些miRNA的水平则会显著提高。尤其是在冠状动脉闭塞刚开始的血浆里，并未检测到miRNA-208a，而闭塞后1 h的初期，血浆中的miRNA-208a会明显升高到一个能够检测到的水平。进一步评估急性心肌梗死患者血浆中miRNA的水平时发现，上述4种miRNA的水平明显高于正常人、非急性心肌梗死的患者以及患有其他心血管疾病的患者。值得注意的是，miRNA-208a在非急性心肌梗死患者体内仍然无法监测到,但是对于急性心肌梗死面积达90.9%和100%的患者，在症状发作的4 h内很容易检测。研究结果表明,在研究的4个miRNAs中，miRNA-208a对诊断心肌梗死有着较高的敏感性和特异性。可见，血浆中心肌特异的miRNA-208a的升高可作为心肌损伤早期诊断的新型生物标志物。
　　Hoekstra M等[9]利用PCR技术，从稳定、不稳定冠心病患者外周血单核细胞中获得了miRNA信号。并观察到，冠心病会导致外周血单核细胞miRNA-135a的表达升高5倍，miRNA-147的表达则降低4倍，结果导致miRNA-135a/ miRNA-147的浓度比达19倍高。这表明我们可以通过这些表达异常的miRNA识别患有冠状粥样硬化的患者，并得知患者是否正处于急性冠脉综合征的危险中。
　　最近Cheng Y[10]等研究发现miRNA在心脏含量是最丰富的，是心脏和肌肉特有的miRNA。有实验研究发现，在诱发的心肌细胞坏死模型中，miRNA-1被释放到培养基中，并且24 h内的miRNA-1水平都很稳定。而在通过结扎大鼠冠状动脉诱发的急性心肌梗死模型中，发现心肌梗死发生后，血浆miRNA-1的水平升高很快，在心肌梗死后6 h达到高峰，此时的miRNA-1水平已升高了200倍，但在心肌梗死后3 d又恢复到基础水平。同时研究表明，血浆miRNA-1水平与心肌梗死的面积成正比，因此，miRNA-1也可作为急性心肌梗死新型的诊断标志物。
　　综上所述，相关外周血miRNAs在缺血性心脏病发展过程中有着不同的变化，同时这些变化也在时刻提示着缺血性心脏病的发生和进展。因此，外周血中这些异常表达的miRNA可以作为缺血性心肌病诊断的新靶点。
　　3 miRNA与缺血性心肌病的治疗
　　缺血性心脏病、心力衰竭具有导致心脏重塑的特征，其特点是心肌细胞肥大,纤维化增加和毛细血管的分支化，血管内皮组细胞通过内皮再生和血管再生在血管的维修和维护中起到非常重要的作用。最近研究发现内皮组细胞产生的miRNA-126，miRNA-130a，miRNA-221，miRNA-222和miRNA-92a，是迄今为止最重要的血管源性miRNA[11]，它们对内皮组细胞功能的控制起着非常重要的作用。如miRNA-126可控制内皮细胞的生物合成、血管的发育及其完整性[12]。miRNA-221和miRNA-222的作用靶点是干细胞因子（SCF），SCF可以促进内皮细胞的存活、移行和毛细管的形成，其过表达可以抑制SCF的血管新生作用[13]。在冠心病患者的内皮细胞里，这些miRNAs处于失常状态，它们的失常可能会导致冠心病患者内皮组细胞的功能紊乱。
　　构成血管中层的血管平滑肌（VSMC），有着改变血管形态的能力。粥样硬化病变时，VSMC从中膜迁移到内膜，产生胶原纤维和弹力纤维包绕脂池组成纤维帽[14]。最近，关于miRNA的生物学，以及miRNA修改血管平滑肌的生物学，出现了大量调查。这些调查阐明了miRNA的重要角色，尤其是miRNA-143 和miRNA-145对体外的、特定基因缺失的以及人类血管病理学中平滑肌细胞稳态的调控起着重要作用[15]。miRNA-143和miRNA-145在心血管系统中有组织特异性表达。Kimberly R[16]发现miRNA-145 能加强血清应答因子的共激活因子心肌蛋白（Myocd）将成纤维细胞转化为VSMCs的能力，但miRNA-143 却不能促进成纤维细胞分化为VSMCs[12]。
　　Th-1细胞的调控在动脉粥样硬化形成过程中起了非常重要的作用，而miRNA-146a的过度表达，能够显著调节Th-1细胞的功能。研究发现患有急性冠脉综合征的患者，其外周血单核细胞表达的miRNA-146a明显升高，miRNA-146a疗法能够通过转录后增强单核细胞的T-bet途径调整Th-1细胞的分化，同时会引起蛋白甲型肿瘤坏死因子（TNF-alpha），单核细胞化学趋化蛋白质1（molecular cellular proteomics-1，MCP-1），核受体kappaB p65（NF-kappaB p65）的表达，它们是动脉粥样硬化重要的炎症刺激因子和起决定作用的转录因子[17]。由此可见miRNA-146可能是一种新的Th-1细胞调节因子，以及治疗动脉粥样硬化和急性冠脉综合征的新的治疗靶点。
　　目前，有效干预miRNA的物质有：miRNA Sponge[18]（微小RNA海绵）、Antagomir[19]和锁核酸[20]（locked nucleic acid， LNA）。它们的特点是：miRNA Sponge是一种mRNA分子，可以像海绵吸水一样把细胞内的目的miRNA吸收而阻断miRNA的作用。Antagomir是专门用于抑制内源性miRNA，也是一种mRNA分子。动物实验研究发现，向心肌梗死大鼠体内注射Antagomir-320可以显著减小梗死面积，保护心脏功能[21]。锁核酸是一种特殊的双环状核苷酸衍生物，它与DNA/RNA 在结构上具有相同的磷酸盐骨架, 对DNA、RNA有很好的识别能力和强大的亲和力。上述3种物质均可有效地抑制靶miRNA的表达。
　　随后，Xiao J等[22]发明了miRNA隐蔽式反义核苷酸（miRNA masking antisense oligodeoxynucleotides，miR-Mask）。miR-Mask是与miRNA 和靶mRNA结合位点完全互补的反义链，因此可与靶mRNA 形成复合物, 作为靶点保护者隐蔽了结合位点从而干扰相应miRNA与靶mRNA的结合。Lü Y等[23]又提出，将针对不同miRNA为靶标的多个反义核苷酸整合到一条核苷酸片段中――即多靶点抗miRNA 反义核苷酸抑制剂（multiple target-miRNA antisense inhibitor，MT-AMO），从而达到对多个mRNA具有靶向性的效果。
　　对于有效地将调控miRNA的干预因子导入细胞内的方法，已有过相关报道：①寡核苷酸结合于可渗透入细胞分子上，如缩氨酸、抗体、胆固醇分子等[24]。②使用经修饰的复合脂质乳胶[25]。但干预的最佳途径还尚未确定。
　　但是由于冠心病的miRNA拮抗剂很容易获得,而且很容易被缺血性的心肌组织有选择地吸收，故将miRNA作为治疗缺血性心肌病的新靶点可能是一个重大突破。
　　4 展望
　　miRNA是生物体内一类重要的小RNA，具有调控生物体的生长发育、细胞程序性死亡以及新陈代谢等多种功能。目前，虽然已经鉴定出了大量的miRNA，但作用机制以及许多miRNA 的生理功能还不是很清楚，尤其是在心血管领域的作用，miRNA作为一个新的研究方向，将会对心血管疾病的诊断和治疗产生深远的影响。但是将miRNA作为缺血性心脏病的诊断及治疗的方法和手段，仍存在很多困难有待解决，有待于新的研究和发现，让实验走向临床，在医学上产生重大突破。
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　　（收稿日期：2011-09-05）

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