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主循环miRNAs与心血管疾病研究进展_张佳菊

东南大学学报（医学版）

J Southeast Univ（Med Sci Edi）

2013，Aug；32（4）：461-465

［收稿日期］2013-03-15［修回日期］2013-03-27

［基金项目］国家自然科学基金青年项目（30901230）

［作者简介］张佳菊（1985-），女，云南大理人，在读硕士研究生。E-mail：zhangjiaju85678@sina．com

［通信作者］王莉娜E-mail：lnwang@seu．edu．cn

［引文格式］张佳菊，冯毅，王莉娜．循环miRNAs与心血疾病研究进展［J］．东南大学学报：医学版，2013，32（4）：461-465．·综述·

循环miRNAs与心血管疾病研究进展

张佳菊1，冯毅2，王莉娜3

（1．东南大学医学院，江苏南京210009；2．东南大学附属中大医院心内科，江苏南京210009；

3．东南大学公共卫生学院，江苏南京210009）

［摘要］心血管疾病是由遗传和环境等多因素相互作用的结果，已成为危害人类健康、导致疾病和死亡的一个主要原因。微小RNAs（microRNAs，miRNAs）作为生物小分子参与机体内环境的稳定和许多疾病发生发展过程。在血浆/血清中检测到稳定的miRNAs，称之循环miRNAs。在本文中作者综述了循环miRNAs作为不同心血管疾病潜在标志物的研究进展，包括心肌梗死、心力衰竭、高血压及脑卒中等，有助于进一步了解心血管疾病的病理生理机制，为疾病诊治和预后提供新思路。

［关键词］循环miRNAs；生物标志物；心血管疾病；文献综述

［中图分类号］R54［文献标识码］A［文章编号］1671-6264（2013）04-0461-05

doi：10.3969/j．issn．1671-6264.2013.04．018

微小RNA（microRNAs，miRNAs）是一类在进化上高度保守，大约由22个核苷酸组成的内源性、单链、非编码的RNA小分子，主要通过抑制信使RNA（mRNA）翻译或促进其降解，从而抑制蛋白质的合成［1-3］。在血浆或血清中检测到的miRNAs分子，称为循环miRNA（circulating miRNA）。2008年Lawrie等［4］首次在人类血清中发现循环miRNA。随后，Mitchell 等［5］从健康人体血浆中检测到大小18 24nt的RNA，测序发现93%的RNA序列与已知的miRNA序列是相同的。Chen等［6］研究发现了血清miRNAs可以抵抗核糖核酸酶A（RNase）的降解、反复的冰冻和融解循环及极端的pH条件，并且指出不同疾病有着不同的miRNAs表达谱，这暗示着循环miRNAs可能成为诊断疾病的一个潜在生物标志物。

1循环miRNAs的来源

循环miRNAs具有良好的稳定性，能够抵抗外界十分苛刻的环境，并且由于取材方便，循环miRNAs比组织miRNAs具有更好的应用前景。目前miRNAs释放入外周循环的机制仍然不清楚。VicKer等［7］研究表明高密度脂蛋白（HDL）转运血浆中的内源性miRNAs，并能将其释放到特定的受体细胞，说明miRNAs在血液中以某种特定形式受到保护并避免RNases降解。有学者提出了循环miRNAs是由细胞膜介导的微泡（凋亡体、超微小泡和外来体等）分泌的［8］。Hunter等［9］发现健康人体外周血中大部分超微小泡来源于血小板，并提出健康人体外周血浆超微小泡中有多种miRNAs的表达。Turchinovich等［10］首次提出了循环miRNAs来源于游离外来体/超微小泡，并且miRNAs与Ago2蛋白（RNA诱导沉默复合物的一部分）相结合。也有研究认为miRNAs来源于游离囊泡，并以miRNA-蛋白质（NPM1，Ago2）复合物的形式存在于外周循环中［11-12］。以上研究表明循环miRNAs受蛋白质保护而稳定不变地存在于外周循环。此外，Turchinovich等［10］在实验中观察到细胞外miRNA水平随着细胞死亡数量增加而升高，提出了循环miRNA来源于死亡细胞的可能性［10，13］。

为探索心脏是否为循环miRNAs的一个潜在来源，最近一项研究［14］检测了无冠心病患者、稳定性冠心病患者和肌钙蛋白阳性的急性冠脉综合征患者主动脉和冠状静脉窦血浆中循环miRNAs水平。结果显示，与冠心病患者相比，肌钙蛋白阳性的急性冠脉综合

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征患者主动脉血浆中肌肉特异性表达的miR-499（＞20倍）、miR-133a（11倍）和miR-208a（5倍）水平明显升高。肌钙蛋白阳性的急性冠脉综合征患者冠脉循环中miR-499和miR-133a水平显著增加，说明了心肌受损时肌肉特异性表达的miR-499和miR-133a从心脏释放到冠脉循环中，表明在心脏受损时心脏是循环miRNAs的一个重要来源。

综上所述，目前考虑循环miRNAs释放入外周主要有以下3个途径：从微泡释放入循环，通过受损细胞渗透入循环，由细胞分泌到循环中。循环miRNAs的分泌机制及其如何保持良好稳定性尚不清楚。

2循环miRNAs与心血管疾病的关联

2．1循环miRNAs与急性心肌梗死（AMI）

AMI是冠心病的一种严重类型，其发病率和死亡率逐年升高。据估计，每年有超过300万人患急性ST 段抬高型心肌梗死（STEMI）［15］。心肌肌钙蛋白TnI 和TnT主要表达于心脏，被公认为是诊断AMI“金标准”［16］。目前，TnI、TnT、肌酸激酶同工酶（CK-MB）及心电图被广泛用于AMI的临床诊断，但AMI的早期发现和早期诊断指标尚缺乏较高的特异度和灵敏度。

miR-208（miR-208a和miR-208b）是由心脏肌球蛋白重链（MHC）基因编码，miR-208a是α-MHC基因（Myb6）编码，而miR-208b是β-MHC基因（Myb7）编码［17］。miR-208a和miR-208b几乎全部表达于心脏，这使其更适合用作AMI诊断的生物标志物。Wang 等［18］在健康人体血浆中未检测到miR-208a，而发现其在AMI老鼠模型中水平显著升高。进一步的研究表明血浆miR-208a在非AMI患者中检测不到，但在90.9%AMI患者和100%AMI患者症状出现4h之后血浆中很容易检测到miR-208a。ROC曲线分析可知，miR-208a在诊断AMI上显示出高度敏感性（90.9%）和特异性（100%）。

另有研究发现在3/9STEMI患者血浆中检测到低水平的miR-208a，而在其他患者血浆中未检测到［19］。最近一项研究亦未能在STEMI患者血浆中检测到miR-208a［20］。这可能与以下两个方面因素有关：第一，采集血标本的时间点不一样。在Wang等［18］的研究中，患者血样本最早是在胸痛出现后4h采集；而Gidlof等［20］研究的血标本最早是在症状出现后24h 收集。由此推断以上研究结果不一致，可能是与采集标本时间点不同，并且与miR-208a的半衰期短有关。第二，miR-208a和miR-208b与宿主基因表达相关，即人类和老鼠心脏的MHC表达差异。因此，miR-208a 能否成为AMI诊断的一个生物标志物，这需要在更大规模的人群中加以证实。

Gidlof等［20］研究表明急性STEMI患者症状出现12h，其血浆中miR-1、miR-133a水平分别增加300倍和70倍，与多个研究结果［19，21-22］一致。但是miR-1和miR-133a具有心肌/肌肉特异性，Wang等［18］发现在肌肉受损时，循环miR-1和miR-133a水平升高；相反，有研究［19］发现在鹿肢体急性缺血非心肌梗死时，血浆中miR-1和miR-133a水平不升高。因此，需要更多的研究来证实miR-1和miR-133a是否为肌肉损伤后释放入外周循环。

Corsten等［22］发现，AMI患者血浆miR-208b和miR-499水平与对照组相比分别升高1600倍和100倍，AUC ROC分别为0.94和0.92。并且miR-208b和miR-499水平与TnT和肌酸磷酸激酶（CPK）水平明显相关，提示这两个miRNAs来自于受损的心肌细胞。最近一项研究［20］指出，与健康对照组相比，STEMI患者血浆中miR-208b和miR-499-5p分别升高3000倍和250倍。此外，血浆miR-208b峰值水平与TnT峰值相关；在区分STEMI患者和健康对照方面，ROC曲线显示miR-208b有着100%的特异性和敏感性。同时，该研究首次提出循环miR-208b水平与AMI患者射血分数呈负相关。因此，血浆miR-208b水平不仅可以用来诊断心脏缺血，而且还可以用来预测心脏功能和发生心力衰竭的风险。

上述研究是检测AMI患者某一时间点血浆/血清中miRNAs的变化，Zile等［23］首次提出患者发生AMI 后第2 90天里，血浆miRNAs显示出时间依赖性变化：AMI后第2天miR-21水平首先下降，第5天时增加，第90天时其水平回至基线水平；miR-29a水平在患者发病后第5天升高，第90天时回至正常水平；miR-208a水平在第5天升高，直到第90天时其水平仍然上调。同时，他们还观察到第5天时血浆miR-29a水平和第90天时患者左室舒张末期容积明显相关，即血浆中miR-29a水平越高，患者左室舒张末期容积越大。这些结果说明了连续检测患者心肌梗死后血浆中miRNAs水平可能获得预后意义。然而，这项研究仅仅观察了12例AMI患者发病后2 90天miRNAs水平的变化，有待于在大样本人群中进行验证。

2．2循环miRNAs与心力衰竭

心力衰竭正在成为我国心血管病领域的重要公共卫生问题［24］。一旦出现心力衰竭，绝大部分患者就进

入疾病进行性恶化的过程。临床上心力衰竭的诊断都借助循环标志物如脑钠肽（BNP），但特异度不高，人们正试图探索一种更简单可靠的方法来识别心力衰竭。

Corsten等［22］发现急性心力衰竭患者（n=33）血浆中miR-499水平较健康对照组（n=20）明显升高。但是，在心脏舒张功能不全患者血浆中未检测到miR-499。另外，Tijsen等［25］从血浆中选出心力衰竭特异表达的16个miRNAs，其中miR-423-5p水平在心力衰竭患者中显著增加（AUC ROC为0.91），而且还可以鉴别不明原因导致的呼吸困难。与此同时，血浆miR423-5p 水平与循环中氨基末端脑利钠肽（NT-proBNP）水平和左室射血分数有良好的相关性，因此miR423-5p还可以用作心力衰竭预后的指标。

然而，其他研究发现用miRNA芯片检测血浆miRNAs不太灵敏，因为其检出率低。Fukushima等［26］利用RT-PCR来评估充血性心力衰竭患者血浆中miRNAs（miR-126、miR-122和miR-499）水平，研究发现血浆miR-126水平与logBNP呈负相关。此外，按NYHA心功能分级，当NYHA由Ⅳ级降至Ⅲ级，即心功能改善时血浆中miR-126水平上调，说明血浆miR-126可以成为心力衰竭的一个有用生物标志物。

2．3循环miRNAs与高血压

高血压是冠心病、心肌梗死、失明及糖尿病等慢性疾病的危险因素。于丽萍等［27］研究提示原发性高血压患者有着独特的miRNAs表达谱，其中miR-296-5p 和miR-133b在高血压患者中表达下调，let-7e和hcmv-miR-UL112水平上调。而let-7e和hcmv-miR-UL112均为内皮特异性miRNAs，说明他们可能参与了高血压的发病机制。Zhang等［28］发现妊娠期高血压孕妇血浆中miR-210水平比起正常孕妇明显升高，并且重度先兆子痫患者血浆中miR-210的含量升高更为显著，是正常孕妇10倍左右。与此同时，有研究表明血浆miRNAs与高血压发病相关［29-30］，如miR-126在高血压患者中呈高表达，在健康人中呈低表达［30］，推测其可能参与高血压的发生发展过程。

2．4循环miRNAs与脑卒中

目前脑卒中的诊断需要临床医生结合各种检查包括影像学检查结果判断，从而脑卒中正确诊断存在一定的滞后性。通过阻断老鼠大脑中动脉构建脑局部缺血模型（MCAo），在MCAo大脑组织中表达的一些miRNAs也在血浆中高表达［31-32］。在脑卒中和脑出血老鼠模型中miRNA表达谱发生快速变化，比如脑组织和血液中miR-298（上调）、miR-155和miR-362-3p（下调）表达水平同时改变（＞2倍）。说明大脑受到不同损伤后，相应的miRNAs发生变化［33］。与此同时，在缺血性脑卒中患者大脑和血液中检测到miR-210，并指出二者之间有很好的正相关性［34］。另外，对于脑卒中诊断和预后判断，miR-210显示出很高的敏感性（88.3%）。MiR-145为血管平滑肌细胞表型的标志，最近一项研究［35］发现缺血性脑卒中患者血液中升高的miR-145水平可能影响着止血机制。因此，循环miRNAs有潜力成为脑卒中的一个新的生物标志物。

3展望

由于miRNAs的变化早于蛋白质改变，故影响着疾病的发生发展过程。在肿瘤学领域，已经有不少研究发现肿瘤特异的循环miRNAs表达谱可以作为肿瘤的早期诊断、个体化治疗以及预后监测等方面的一个工具［36-37］。因此检测循环miRNAs水平的变化，不仅能为心血管疾病的发生提供线索，而且可用于指导临床早期干预，进而控制疾病进展和改善预后。但是目前所有有关循环miRNAs作为心血管疾病生物标志物的研究样本量相对较少，其结果在不同研究中仍然存在分歧。所以在这些小样本量的初步研究中，所有被证实为潜在生物标志物的miRNAs需要大量队列研究加以证实，以便加快从实验室到临床的转变。

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［作者简介］张林（1988-），男，江苏南通人，在读硕士研究生。E -mail ：zerodom@126．com ［通信作者］李永刚E -mail ：136********@163．com

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