曲藝 張迪 劉亞欣

病毒性心肌炎是一種由病毒引起的心肌炎性疾病，病理主要表現(xiàn)為心肌的局限性或彌漫性炎性病變[1]。其臨床表現(xiàn)具有高度非特異性，可表現(xiàn)為乏力、輕微胸痛等癥狀，有時(shí)可出現(xiàn)急性心力衰竭，甚至突然發(fā)作的心原性休克或室性心律失常等[2-5]。有研究表明，50%的患者可在發(fā)病初期2～4周內(nèi)治愈，但仍有25%的患者可發(fā)展為持續(xù)的心功能障礙，12%～25%的患者甚至?xí)∏榧眲夯踔了劳?，或進(jìn)展為擴(kuò)張型心肌病[3]。因此，如何在早期診斷及治療病毒性心肌炎對(duì)于該病預(yù)后具有十分重要的意義。

目前，臨床上診斷病毒性心肌炎的金標(biāo)準(zhǔn)為心內(nèi)膜心肌活檢，但尚無高敏感性、特異性的無創(chuàng)檢驗(yàn)方法。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)病毒性心肌炎患者外周血中微小RNA(microRNAs，miR)的表達(dá)量與非心肌炎患者相比具有明顯差異[4]，提示了microRNAs可能通過不同途徑參與病毒性心肌炎致病過程的調(diào)控。

1 microRNAs的概述

MicroRNAs是一種非編碼的內(nèi)源性小核糖核酸分子，生物學(xué)特性上高度保守[6]，被證實(shí)參與轉(zhuǎn)錄后的基因表達(dá)調(diào)控，在蛋白質(zhì)合成過程中起重要作用。大量研究已證實(shí)，在超過1 000種細(xì)胞中均存在microRNAs介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，包括細(xì)胞增殖、分化、凋亡、宿主-病原體反應(yīng)等[7-9]。有研究表明，某些microRNAs在健康心臟組織中高度表達(dá)，證實(shí)其可能在維持正常心臟功能中發(fā)揮作用[8]；而另一部分則證實(shí)其與炎癥和心血管疾病密切相關(guān)[9]。由于microRNAs在多種生物途徑中具有重要調(diào)控作用，探究其作為新生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)是目前學(xué)者廣泛研究的主題[10-11]。為此，本文對(duì)microRNAs在病毒性心肌炎中的相關(guān)調(diào)控機(jī)制進(jìn)行綜述。

2 microRNAs在病毒性心肌炎中的調(diào)控機(jī)制

2.1 影響病毒的復(fù)制

2.1.1 促進(jìn)病毒復(fù)制 研究表明，部分microRNAs可通過與不同靶點(diǎn)結(jié)合，促進(jìn)柯薩奇病毒B3(CVB3)誘導(dǎo)的心肌炎中的病毒復(fù)制，從而促進(jìn)疾病的進(jìn)展。

Ye等[11]在2013年的研究中發(fā)現(xiàn)，CVB3感染Hela細(xì)胞可激活ERK1/2并觸發(fā)Ets-1和Ets-2轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化，從而使miR-126表達(dá)上調(diào)。而上調(diào)的miR-126又可通過抑制SPRED1蛋白，進(jìn)一步促進(jìn)ERK1/2的激活。這種正反饋環(huán)促進(jìn)了CVB3的復(fù)制。同時(shí)還可通過抑制Wnt/β-catenin途徑中的兩個(gè)新靶點(diǎn)LRP6和WRCH1，促進(jìn)病毒誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡和病毒脫落。在另一項(xiàng)Hela細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，人們發(fā)現(xiàn)miR-10a也可通過直接與編碼病毒核糖核酸聚合酶靶點(diǎn)結(jié)合[12]，來增強(qiáng)病毒的生物學(xué)活性。MiR-20b和miR-203也被證實(shí)可通過與ZFP-148的3’-UTR結(jié)合并抑制其翻譯，進(jìn)一步抑制鋅指蛋白(ZFP)-148的表達(dá)，從而促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)，加強(qiáng)感染細(xì)胞的存活能力，進(jìn)而促進(jìn)病毒感染和復(fù)制[13-14]。而miR-590-5p則可以通過與SPRY1蛋白的基因靶點(diǎn)結(jié)合，從而阻斷凋亡信號(hào)來促進(jìn)病毒復(fù)制[14]。

2.1.2 抑制病毒復(fù)制 另一部分研究提出，部分microRNAs可通過影響多種通路抑制病毒的復(fù)制過程。MiR-342-5P被證實(shí)可通過與病毒的2C-編碼區(qū)靶點(diǎn)結(jié)合而抑制CVB3的生物合成[15]，而miR-221/-222則可通過靶向IRF2、CXCL12及TOX從而抑制病毒復(fù)制[16]。此外，研究者發(fā)現(xiàn)miR-221/-222具有心肌細(xì)胞特異性，并依賴于柯薩奇病毒的感染。而使用細(xì)胞因子刺激T細(xì)胞、單核細(xì)胞等均不增加miR-221/-222的表達(dá)。

2.2 調(diào)控細(xì)胞免疫反應(yīng)

機(jī)體免疫反應(yīng)對(duì)心肌細(xì)胞的損傷在心肌炎的病理生理學(xué)中具有重要作用，它們往往可以通過與特定靶點(diǎn)結(jié)合，影響炎性因子的合成與釋放。

有研究發(fā)現(xiàn)，miR-21和miR-146b的上調(diào)可促使TH17細(xì)胞分化并增加白細(xì)胞介素17釋放，從而加劇心肌炎癥反應(yīng)[17]，提示其參與病毒性心肌炎的致病過程。miR-155和miR-148a可通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子κB的亞單位RelA(p65)，減弱白細(xì)胞介素6和白細(xì)胞介素1β的表達(dá)[18]；而miR-146a則可以通過靶向TLR3和TRAF6雙重阻斷核轉(zhuǎn)錄因子κB通路，從而發(fā)揮對(duì)心肌的保護(hù)作用[19]。MiR-381可與COX-2 mRNA的3′-非翻譯區(qū)結(jié)合并抑制其表達(dá)，從而抑制心肌細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，減輕小鼠心肌細(xì)胞的損傷[20]。MiR-16可通過調(diào)節(jié)CD40及核轉(zhuǎn)錄因子κB通路降低炎癥因子的相對(duì)表達(dá)，消除由心肌炎引起的心肌細(xì)胞損傷[21]。MiR-15可通過上調(diào)NLRP3和caspase-1 p20的表達(dá)，進(jìn)一步激活NLRP3炎性小體。而抑制miR-15的表達(dá)，則能夠介導(dǎo)過度炎癥反應(yīng)的負(fù)向調(diào)控因子——NOD樣受體家族成員X1(NLRX1)反向調(diào)控NLRP3炎性小體，并使其失活，從而逆轉(zhuǎn)CVB3誘導(dǎo)的心肌炎癥和細(xì)胞損傷[22]。

2.3 影響細(xì)胞連接蛋白及縫隙連接

相鄰的心肌細(xì)胞間通過縫隙連接緊密相連，從而在心肌內(nèi)建立電傳導(dǎo)[23]。構(gòu)成這些通道的跨膜蛋白被稱為“連接蛋白”，其中縫隙連接蛋白43(Cx43)是心臟組織中表達(dá)最豐富的連接蛋白之一。

Xu等[24]發(fā)現(xiàn)病毒性心肌炎小鼠模型中miR-1水平與Cx43蛋白表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。而進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證明，miR-1能夠在轉(zhuǎn)錄后水平抑制Cx43的表達(dá)，同時(shí)使其定位發(fā)生改變，從而破壞以Cx43為主要成分的低阻力通道的電耦聯(lián)，影響心肌細(xì)胞同步收縮功能。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，miR-19b可與miR-1協(xié)同高表達(dá)，共同導(dǎo)致體外培養(yǎng)的多能干細(xì)胞(hiPSCs-CMS)來源人心肌細(xì)胞出現(xiàn)不規(guī)則的搏動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)致縫隙連接蛋白α1(GJA1)的表達(dá)明顯下調(diào)。而當(dāng)GJA1過表達(dá)時(shí)，miR-19b模擬物介導(dǎo)的心肌細(xì)胞不規(guī)則搏動(dòng)則會(huì)被逆轉(zhuǎn)[25]。研究表明，miR-1和miR-19b參與了心肌炎心律失常的發(fā)生機(jī)制，提示GJA1有望成為病毒性心肌炎相關(guān)心律失常的新治療靶點(diǎn)。

2.4 調(diào)控心肌細(xì)胞凋亡進(jìn)程

2019年Jiang等[26]在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，miR-34a在CVB3誘導(dǎo)的心肌炎的細(xì)胞培養(yǎng)模型中高度表達(dá)，進(jìn)而使SIRT1的表達(dá)下調(diào)。Xia等[27]的研究也表明，miR-217和miR-543也存在相同機(jī)制。而SIRT1是SIRT1-p53信號(hào)通路的核心成分，也是細(xì)胞凋亡的重要抑制物[26]，其表達(dá)的下調(diào)，進(jìn)一步促進(jìn)了細(xì)胞凋亡。MiR-98可與FAS/FASL基因靶點(diǎn)結(jié)合，從而影響心肌炎的發(fā)病[28]。Fas作為膜表面分子，其配體FASL可影響誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[29]。而miR-98可通過與其結(jié)合，抑制心肌細(xì)胞Fas/FASL基因的表達(dá)，進(jìn)而減少細(xì)胞凋亡。MiR-93在病毒性心肌炎的細(xì)胞凋亡方面也發(fā)揮了相應(yīng)的調(diào)控作用。MiR-93可通過與SPP1基因mRNA 3′-UTR上198-204 nt位點(diǎn)結(jié)合，降低SPP1、P50、P65、VEGFA和BAX的mRNA表達(dá)并增加BCL-2的mRNA表達(dá)，從而增加細(xì)胞活力，降低細(xì)胞凋亡率[30]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，microRNAs可通過影響病毒復(fù)制、增強(qiáng)或抑制炎癥反應(yīng)、影響細(xì)胞連接以及調(diào)控細(xì)胞凋亡等方式參與病毒性心肌炎發(fā)病機(jī)制的調(diào)控。然而，目前該方面的研究仍存在部分局限性。其一，仍有部分microRNAs與成人心肌炎的致病機(jī)制相關(guān)性尚未探明，此外，目前還缺少感染性心肌炎及非感染性心肌炎之間相關(guān)microRNAs水平比較的研究。但是根據(jù)現(xiàn)有研究成果探究microRNAs在病毒性心肌炎發(fā)病機(jī)制中的調(diào)控作用，使其有望在未來成為新的生物標(biāo)志物監(jiān)測病毒復(fù)制情況、評(píng)估炎性反應(yīng)程度、預(yù)測心律失常及炎癥后心肌病的發(fā)生，有利于對(duì)疾病的早期干預(yù)；同時(shí)還有希望作為一種新的治療思路，根據(jù)其作用靶點(diǎn)為病毒性心肌炎患者提供更精準(zhǔn)化治療。

利益沖突：無