曹潤(rùn)峰 沈立

急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）是一種常見(jiàn)的心血管急癥，由于冠狀動(dòng)脈急性梗阻、血流中斷，引起心肌嚴(yán)重而持久的缺血性損傷，使心臟遭受致命性的打擊。臨床表現(xiàn)為突發(fā)性、劇烈而持久的胸骨后疼痛，特征性心電圖動(dòng)態(tài)衍變及心肌梗死標(biāo)志物的增高，可發(fā)生心力衰竭、休克等并發(fā)癥，?？晌＜吧黐1]。微小RNA（microRNA，miRNA）是內(nèi)源性的，單鏈的，約18～22個(gè)核苷酸的非編碼RNA。通常被認(rèn)為是基因表達(dá)的調(diào)節(jié)因子，通過(guò)與靶基因的3'UTR互補(bǔ)序列結(jié)合從而抑制翻譯及促進(jìn)mRNA降解[2]。大量研究發(fā)現(xiàn)，在心肌梗死發(fā)生的早期就可以檢測(cè)到miRNA的差異表達(dá)，因此miRNA可作為心肌梗死的診斷標(biāo)志物。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA通過(guò)調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡、新生血管形成、心肌細(xì)胞自噬及纖維化等表型發(fā)揮功能。本文將對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。

一、miRNA在心肌梗死早期診斷中的價(jià)值

肌鈣蛋白Ⅰ、肌酸磷酸激酶同工酶是心肌梗死發(fā)生后經(jīng)典的診斷標(biāo)志物[3]，然而這些標(biāo)志物必須在心肌梗死后3～4 h才可以檢測(cè)到。因此，迫切需要一種新型的、高靈敏度、高特異性和早期可檢測(cè)的生物標(biāo)志物。心肌細(xì)胞分泌的miRNA取決于細(xì)胞的功能狀態(tài)，在心肌梗死發(fā)生早期可檢測(cè)到某些特異性miRNA升高，因此可作為心肌梗死后的早期診斷標(biāo)志物[4]。Kuwabara等[5]對(duì)心肌梗死小鼠的miRNA微陣列分析發(fā)現(xiàn)，心肌梗死后血清中miR-1和miR-133a水平升高。此外，血漿來(lái)源的外泌體miR-183與蛋白激酶活性相關(guān)，并且可以作為心肌缺血性損傷的新型生物標(biāo)志物[6]。在臨床研究上，Wang等[7]檢測(cè)了66例AMI患者和70名非AMI健康人群的血清，發(fā)現(xiàn)血液中miR-22-5p和miR-122-5p的表達(dá)有差異，miR-22-5p及miR-122-5p聯(lián)合檢測(cè)增加診斷敏感性。Zhu等[8]對(duì)120例符合條件的AMI患者及60名健康對(duì)照人群在入院后立即檢測(cè)血液中miR-181a表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)血漿miR-181a與冠狀動(dòng)脈Gensini評(píng)分呈正相關(guān)與左心室射血分?jǐn)?shù)呈負(fù)相關(guān)，表明血漿miR-181a對(duì)早期診斷AMI具有重要價(jià)值。關(guān)于miRNA在人類心肌梗死早期特異性變化的相關(guān)文獻(xiàn)研究見(jiàn)表1。

二、miRNA在心肌梗死中的作用機(jī)制

心肌梗死后miRNA發(fā)揮作用的共同特點(diǎn)，是通過(guò)上調(diào)或下調(diào)miRNA的表達(dá)，對(duì)心肌梗死后的心臟起調(diào)節(jié)作用。Aurora等[18]發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-214對(duì)心肌細(xì)胞具有保護(hù)作用，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-214靶向鈉/鈣交換蛋白1（Ncx1），抑制Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)的幾種下游效應(yīng)物，miR-214具有調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)及心肌損傷的關(guān)鍵作用。而Qian等[19]研究發(fā)現(xiàn)小鼠心肌梗死后下調(diào)的miR-24對(duì)左心室缺血邊界區(qū)的心肌組織具有保護(hù)作用， miR-24通過(guò)直接靶向含BH3結(jié)構(gòu)域的蛋白Bim，抑制心肌細(xì)胞凋亡，減少心肌梗死面積[19]。近年來(lái)心肌梗死后發(fā)揮心臟保護(hù)作用的miRNA及其分子機(jī)制的文獻(xiàn)概覽（表2，3）。

表1 血清miRNA在心肌梗死早期診斷的臨床研究

研究發(fā)現(xiàn)，一些miRNA對(duì)心肌梗死后的心肌細(xì)胞具有負(fù)調(diào)節(jié)功能，促進(jìn)心肌纖維化、心肌細(xì)胞凋亡、導(dǎo)致心功能不全，最終發(fā)展為心力衰竭。沉默miR-15家族可減少心肌梗死后缺氧心肌細(xì)胞的凋亡，miR-15促使心肌梗死后心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡，而抑制miR-15可預(yù)防心臟缺血性損傷[56]。這些miRNA對(duì)心肌梗死后的心肌具有不良的預(yù)后反應(yīng)，導(dǎo)致心臟不可逆轉(zhuǎn)的損傷 。關(guān)于心肌梗死后促進(jìn)心肌凋亡及纖維化的miRNA及其分子機(jī)制的文獻(xiàn)概覽（表4）。

三、miRNA在心肌梗死后的作用機(jī)制

大量研究表明miRNA可通過(guò)調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞凋亡、新生血管形成、心肌細(xì)胞自噬及纖維化等表型而發(fā)揮作用。

1.miRNA與心肌細(xì)胞的凋亡：不同來(lái)源的miRNA可通過(guò)調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的凋亡發(fā)揮作用。Eguchi 等[65]研究發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死后，心肌細(xì)胞衍生的外泌體中miRNA-214具有抗細(xì)胞凋亡作用，心肌細(xì)胞通過(guò)網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用捕獲miRNA-214從而抑制心肌細(xì)胞的凋亡。miR-325-3p通過(guò)RIPK1 / RIPK3 / p-MLKL途徑抑制壞死性凋亡，抑制RIPK3的表達(dá)和程序性壞死，保護(hù)心肌梗死后的心臟[66]。miRNA-488-3p通過(guò)靶向ZNF791抑制急性心肌梗死后的心肌細(xì)胞凋亡[67]。Yu等[68]發(fā)現(xiàn)蘆薈大黃素通過(guò)上調(diào)miR-133抑制ROS的產(chǎn)生及抑制caspase-3凋亡信號(hào)通路，從而抑制心肌梗死后心肌細(xì)胞凋亡。

2.miRNA與心肌細(xì)胞的自噬：輕度缺血性應(yīng)激條件下，自噬可以降解受損細(xì)胞的物質(zhì)（如膜脂、蛋白質(zhì)、游離脂肪酸和氨基酸等）產(chǎn)生ATP從而保持細(xì)胞活力，但在嚴(yán)重缺血的情況下，可促進(jìn)細(xì)胞死亡并使心臟功能惡化[69]。最新研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體中高表達(dá)的miR-301通過(guò)下調(diào)LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ比率抑制心肌自噬，從而保護(hù)心肌梗死后的心肌細(xì)胞，減少心肌梗死面積。含miR-93-5p的外泌體可通過(guò)抑制心肌自噬和炎癥反應(yīng)來(lái)減輕心肌梗死后的心臟損傷[70]。此外，缺氧心肌細(xì)胞的外泌體可以通過(guò)轉(zhuǎn)移miR-30a來(lái)調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞的自噬[71]。

3.miRNA與新生血管形成：研究發(fā)現(xiàn)，miR-132外泌體在小鼠缺血心臟中的移植增強(qiáng)了梗塞周?chē)鷧^(qū)域的新血管形成并且保護(hù)心臟的功能[72]。Youn等[73]研究發(fā)現(xiàn)心臟祖細(xì)胞衍生的外泌體miR-322靶向Nox2途徑刺激內(nèi)皮細(xì)胞血管生成，從而對(duì)心肌梗死后心肌發(fā)揮保護(hù)作用。

4.miRNA與炎癥反應(yīng)：心肌梗死發(fā)生后，心肌局部炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，炎癥因子的激活與釋放是心肌重塑的主要原因。間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外泌體中miRNA-181a過(guò)表達(dá)可以降低心肌梗死后的炎癥反應(yīng)[74]。miR-126通過(guò)靶向ERRFI1減弱ROS的升高和線粒體膜電位，減輕心肌細(xì)胞缺血后氧化應(yīng)激及炎癥反應(yīng)[75]。Yang等[76]研究發(fā)現(xiàn)miR-21通過(guò)靶向KBTBD7抑制p38和NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)的激活來(lái)減輕心肌梗死后的炎癥反應(yīng)，抑制心臟不良重塑。Bejerano等[77]也發(fā)現(xiàn)納米粒子將miRNA-21模擬物遞送至心臟巨噬細(xì)胞，通過(guò)抑制炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)，改善心肌梗死后的心肌重塑及抑制心臟肥大。

5.miRNA與心肌纖維化：降低心肌細(xì)胞的不良重塑，抑制心肌細(xì)胞的纖維化對(duì)心肌梗死后的心肌保護(hù)具有積極意義。研究發(fā)現(xiàn)miR-181a的上調(diào)抑制TβRⅢ的表達(dá)，從而抑制心肌細(xì)胞的纖維化，對(duì)心肌梗死后的心臟重塑起抑制作用[78]。

四、miRNA如何安全高效的遞送到靶細(xì)胞

如何將miRNA安全高效的遞送到靶細(xì)胞是發(fā)揮miRNA功能的關(guān)鍵。最新研究發(fā)現(xiàn)，外泌體、聚合物納米顆?？梢詫iRNA安全高效的遞送到靶細(xì)胞發(fā)揮作用，并且提高心肌梗死后心肌細(xì)胞的存活率。外泌體可在細(xì)胞間傳遞miRNA、蛋白質(zhì)、mRNA等物質(zhì)。機(jī)體產(chǎn)生的外泌體攜帶大量的miRNA,廣泛存在于細(xì)胞外液、血液、尿液、乳汁等處，對(duì)心肌梗死后心臟具有保護(hù)作用[79]。聚合物納米顆粒也能夠安全有效的遞送miRNA保護(hù)受損心肌，Yang等[80]研究發(fā)現(xiàn)使用聚合物納米顆粒攜帶miRNA的體內(nèi)遞送至心肌細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞中，能夠促進(jìn)新生血管生成及減少心肌細(xì)胞凋亡。Nguyen等[81]研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖納米顆粒遞送miR-33到巨噬細(xì)胞靶向ABCA1基因的表達(dá)，能夠抑制巨噬細(xì)胞膽固醇流出，早期預(yù)防心肌梗死的發(fā)生。

miRNA與心肌梗死的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，對(duì)心肌梗死的診斷及治療都有其特殊的作用。心肌梗死發(fā)生后早期檢測(cè)血液中miRNA的變化，對(duì)心肌梗死的診斷具有重要的參考價(jià)值。心肌梗死后差異表達(dá)的miRNA靶向靶基因發(fā)揮心臟調(diào)節(jié)作用，深入研究miRNA調(diào)節(jié)基因的分子通路，對(duì)心肌梗死后心臟功能恢復(fù)及心肌細(xì)胞再生具有重要的價(jià)值。如何將miRNA安全高效的遞送入靶細(xì)胞至關(guān)重要，外泌體及復(fù)合物納米微粒都具有很大的潛力。

表2 心梗時(shí)上調(diào)而起保護(hù)作用的miRNA及其分子機(jī)制

表3 心梗時(shí)下調(diào)而起保護(hù)作用的miRNA及其分子機(jī)制

表4 心梗時(shí)上調(diào)而起傷害作用的miRNA及其分子機(jī)制