1、人参研究GINSENG RESEARCH2023 年第 4 期当今袁 我国心血管疾病患病率仍处于持续上升阶段袁也是死亡率最高的疾病之一1遥体外实验尧体内动物模型以及人类数据的诸多证据表明袁miRNAs 在动脉粥样硬化的不同阶段都发挥着作用袁是动脉粥样硬化尧心肌梗死等心血管疾病的直接原因2耀4遥 miRNA 是短的(约22 个核苷酸长)且高度保守的内源性非编码RNA序列袁是一类强有力的基因表达调节物遥 它们在动植物体内参与转录后基因表达调控袁是转录后水平调控基因表达的重要分子5遥据估计袁人类基因组编码超过1800 个miRNA袁 能够调节约60%蛋白质编码基因的表达袁其中包括许多参与细胞增殖尧分
2、化和凋亡关键信号通路的基因6遥大量证据表明动脉粥样硬化是一种影响动脉壁内膜的慢性炎症性疾病遥动脉粥样硬化斑块在动脉部位会发展几十年袁而同时存在的危险因素如高胆固醇血症尧糖尿病和高血压促使其发展遥早期阶段袁动脉粥样硬化通常没有临床症状袁后来的症状往往反映为严重的血管狭窄袁并且主要由压力引起(即稳定型心绞痛)遥 大多数动脉粥样硬化斑块终生无症状袁但有些斑块变得脆弱袁容易破裂袁引发动脉血栓尧急性血流阻塞和致命的临床表现(包括急性冠状动脉综合征尧缺血性中风和窦性心律失常)遥 动脉粥样硬化的发生和发展反映了复杂的生物学过程遥本文以动脉粥样硬化为例袁阐述miRNA 在心血管疾病中起到的影响和作用遥1 血脂
3、异常miRNAs 能够调节控制脂蛋白代谢的转录因子尧酶和受体的表达及功能袁这种能力解释了它们为何能够对脂蛋白的产生和代谢加以影响遥全基因组关联研究(GWAS)确定了单核苷酸多态性(SNPs)和血浆脂质谱异常之间的关系袁强调了与69 种miRNA 的关联7袁其中一些被认为是脂蛋白代谢中关键基因的有效调节剂遥 miR-148a 主要在肝脏中表达袁并且能够在体内转录后调节这些表达和功能8耀9遥 因此袁通过锁定核酸(LNA)反义核苷酸对miR-148a 进行实验性抑制袁导致肝脏LDL-R 和ABCA1 表达增加袁血浆脂蛋白谱显著改变(LDL-C 水平降低袁HDL-C 水平升高)袁肝损伤标志物无异常10
4、遥 此外袁已经发现miR-223 在脂质代谢中起到作用袁 并且其表达依赖于细胞内胆固醇水平袁在体外胆固醇耗尽期间降低袁 在动脉粥样硬化小鼠的肝脏中增加11遥 miR-223 的作用是通过对3-羟基-3 甲基戊二酰-CoA 合成酶1渊HMGCS1冤和甲基甾醇单氧酶1渊SC4MOL冤的转录后调节来抑制胆固醇的合成袁并通过抑制高密度脂蛋白受体B 类成员1 渊SR-B1冤和上调脂类转运蛋白渊ABCA1冤来影响胆固醇的外流遥miR-223 也从细胞中释放出来袁 通过SR-B1 依赖的过程被纳入高密度脂蛋白渊HDL冤中遥 在常见的高胆固醇血症患者和高脂肪饮食下的载脂蛋白和低密度脂蛋白相关蛋白渊LDLR冤缺
5、陷的小鼠中袁其水平较高袁可能发挥细胞间通讯系统的作用袁 调节肝脏基因的表达遥对其他miRNA 在控制胆固醇和甘油三酯水平方面的作用也进行了研究袁 例如miR-122袁 它占肝脏miRNA 总数的70%袁 其对脂质代谢影响的详细机制还没有被阐明袁但通过反义技术干扰转基因小鼠的基因缺失来抑制miR-122 会导致血浆中甘油三酯和胆固醇明显降低遥 miR-122 这种miRNA 的目标包括3-羟基-3-甲基戊二酰-辅酶还原酶渊HMGCR冤,这是胆固醇生物合成的关键酶袁 以及微粒体甘油转移蛋白miRNA 在心血管疾病中的研究进展王 阁1袁赵越超1袁律广富3袁徐 岩1袁黄晓巍2*袁林 喆1*渊1.长春中
6、医药大学药学院袁长春 130117曰2.长春中医药大学东北亚中医药研究院袁长春 130117曰3.吉林省人参科学研究院袁长春 130117冤摘要院微小RNA(miRNA)是短的非编码RNA袁能够结合靶信使RNA(mRNA)上的特定序列袁从而转录后调节基因表达遥 MiRNA 在所有脊椎动物细胞中表达袁在细胞增殖尧分化和凋亡的一系列生物学过程中起到关键作用遥 心血管危险因素是许多心血管疾病发展的直接原因袁包括血脂异常(尤其是高胆固醇血症)尧高血压和糖尿病以及血管内皮细胞功能紊乱袁诸多研究表明了miRNA 在这些疾病背后的复杂生物学过程中起到的影响和作用遥关键词院miRNA曰动脉粥样硬化曰心血管疾病
7、基金项目院吉林省自然科学基金项目渊YDZJ202201ZYTS260冤遥作者简介院王阁袁男袁硕士袁研究方向为中药药理学研究遥赵越超袁男袁本科袁中药资源与开发专业遥 共同第一作者遥*通信作者院林喆袁男袁教授袁博士生导师袁研究方向为中药药理学研究遥 E-mail院.黄晓巍袁女袁主任药师袁博士生导师袁研究方向为中药药理学遥 E-mail:.DOI院10.19403/ki.1671-1521.2023.园4.01751人参研究GINSENG RESEARCH2023 年第 4 期渊MTP冤袁其在极低密度脂蛋白渊VLDL冤的生物生成过程中将甘油酯转移到载脂蛋白上遥 在人体中袁miR-33a 和miR-3
8、3b 编码在甾醇调节元件结合蛋白SREBP2 和SREBP1 基因的内含子中袁SREBP1 基因是控制胆固醇和脂肪酸代谢的主要转录因子遥 相反袁miR-33b 在低等哺乳动物中不存在12遥 SREBP2(促进细胞内胆固醇合成和LDL 摄取)和miR-33a通过下调ABCA1(在人类和小鼠中)和ABCG1(在小鼠中)抑制胆固醇流出的伴随转录袁在增加巨噬细胞和肝细胞中的细胞内胆固醇水平中发挥协同作用遥 结果表明袁在啮齿类动物和非人类灵长类动物体内袁miR-33的短期拮抗作用导致血浆HDL 显著增加13-15遥 然而袁miR-33 可通过靶向脂代谢的关键转录调控因子袁在脂肪酸氧化尧脂质积累尧调节HD
9、L-C 代谢尧RCT 和动脉粥样硬化进展方面发挥重要作用16遥 这些结果可以通过参与脂肪酸合成的基因袁即乙酰辅酶a 羧化酶和脂肪酸合酶的伴随过度表达来解释17遥2 高血压血管紧张素域受体1(AGTR1)的单核苷酸多态性渊SNP冤与高血压患病率的关联首次提示了miRNAs 参与血压调节18遥 事实上袁1166C SNP 削弱了AGTR1mRNA 与miR-155 的配对19遥 在携带突变等位基因的年轻高血压患者中袁ATGR1 表达水平与血压直接相关袁但与miR-155 呈负相关20-21遥 此外袁由于其在染色体21 上的位置袁miR-155 在唐氏综合征中的表达更高袁并且可以部分解释这些患者的较
10、低血压值22遥除了miR-155袁 更多的证据支持miRNA 在调节血压的稳态途径中起到了作用袁 包括肾素-血管紧张素系统袁miR-181a 和miR-663 能够在体外协同调节肾素的表达23遥 在一个自发性高血压小鼠模型中袁表达上调miRNA13 个,表达下调miRNA16 个24遥高血压患者肾皮质中miR-181a 和miR-663 的表达减少袁并与肾素表达水平增加相关25袁说明这些miRNAs 在人体中调节血压的作用遥 此外袁miR-145 能够调节VSMCs 中的血管紧张素转化酶(ACE),体内缺乏会导致血管反应性受损和血压水平降低26遥 值得注意的是袁发现miR-145 在人类高血压
11、患者的血液单核细胞和颈动脉粥样硬化斑块中受到调节27-28遥在VSMC 中袁ATGR1信号通路的激活引起miRNA 表达谱的深刻变化遥 在受调节的miRNA 中袁miR-483 能够调节肾素-血管紧张素系统中不同关键基因(包括血管紧张素尧血管紧张素英受体尧ACE-1 和ACE-2)的表达袁 这表明存在miRNA 调节的反馈环袁 需要进一步的体内证据来证实这种途径的真正相关性29遥高血压与循环miRNA 的变化有关遥事实上袁在众多高血压患者中发现了较高水平的miR-296-5p 和较低水平的let-7e遥 但在接受抗高血压治疗的患者和未接受治疗的患者之间没有发现显著差异遥 cmv-miR-UL1
12、12(一种由巨细胞病毒编码的miRNA)的循环水平显著增加袁这也在该队列中发现30遥 这项观察提出了巨细胞病毒感染和血压稳态/高血压之间的潜在联系袁但需进一步的研究遥另外袁miR-21 在动物模型和高血压患者的血浆或组织中均有高表达遥 2012 年的一项研究表明袁与正常血压大鼠相比袁高血压大鼠骨骼肌中miR-21 水平升高31遥 更重要的是袁在人类疾病研究中袁EH 患者循环系统中miR-21 的表达水平高于健康志愿者渊HVs冤遥此外袁已经证实在HT 和正常血压的受试者之间袁被选择的mrna 和mirna 在肾皮质中有差异表达遥 HT 患者肾皮质中miR-21 水平高于正常血压受试者32遥 随后
13、袁通过定量逆转录聚合酶链反应渊qRT-PCR冤在外周血单个核细胞中检测miR-21 的水平遥 HT 患者的miR-21 水平高于对照组遥该研究观察了miR-21 表达水平与24 小时舒张压渊BP冤的相关性遥 在HT 患者中袁作者观察到miR-21 水平与24 小时舒张压和平均血压呈显著负相关遥3 糖尿病与非糖尿病患者相比袁2 型糖尿病患者在不同种族和性别中的心血管疾病渊CVD冤死亡风险更高遥糖尿病患者最常见的心血管表现包括心力衰竭尧外周动脉疾病和冠心病33遥越来越多的证据表明miRNA 在糖代谢调节以及胰岛素抵抗尧 糖尿病及其并发症的发病机理中的作用34遥作为唯一合成胰岛素的内分泌细胞袁胰岛茁
14、 细胞功能失调可直接导致糖代谢异常遥 miRNA 可影响胰腺发育袁调控胰岛茁 细胞增殖尧分化尧凋亡35遥 在胰腺茁 细胞中高表达的miRNA 中袁miR-375 通过靶向磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1(PDK1)影响高血糖条件下的胰岛素合成袁并通过抑制肌营养蛋白表达削弱其胞吐作用36-37遥 miR-375 在圆 型糖尿病患者的血清和茁 细胞中表达较高袁 因此支持这种miRNA 的潜在翻译相关性38-39遥 除了胰岛素释放袁胰岛素敏感性也受miRNA 调节遥特别是let-7 miRNA 家族已经被证明参与肌肉组织中胰岛素敏感性的调节遥 事实上袁骨骼肌中let-7 的实验性过表达抑制了胰岛素受体底物
15、(IRS)-2 和胰岛素样生长因子(IGF)-1 受体袁从而损害了细胞内胰岛素信号通路袁并恶化了胰岛素敏感性和葡萄糖耐量遥总之袁let-7 生物发生的两种负调节因子(Lin28a 和Lin28b)的转基因过表达袁以及LNA 反义核苷酸对let-7 的体内干扰袁改善了胰岛素敏感性袁对血浆葡萄糖水平具有有益的作用40袁41遥 另一方面袁miR-103/107 家族参与肝脏中胰岛素敏感性的调节遥 这两个成员在肥胖小鼠的肝脏中均上调袁实验性miR-107过表达增加肝脏糖异生袁导致高胰岛素血症和高血糖症袁反过来袁抗miR-103 治疗改善了小鼠的血糖状态王 阁等院miRNA在心血管疾病中的研究进展52人
16、参研究GINSENG RESEARCH2023 年第 4 期并减少了脂肪组织的数量遥这些作用是由小窝蛋白-1的稳定作用介导的袁随之而来的是更高的胰岛素受体稳定性和增强的信号传导途径42遥 最后袁miR-144 在胰岛素敏感性调节中的作用通过其在糖尿病大鼠的胰腺尧肝脏和脂肪组织中的上调以及其参与胰岛素信号传导途径的靶点IRS-1 的伴随减少而被提出43遥 除了研究组织和细胞miRNA 的作用袁 研究的目的是分析糖尿病患者中miRNA 的循环谱遥 大多数受调节的miRNA 都参与了上述胰岛素敏感性和释放机制袁如miR-375尧miR-144 以及let-7 家族的成员遥 此外袁数据表明抗糖尿病治疗后循环miRNA 谱的潜在部分可逆性44-46遥4 内皮细胞激活当血脂发生异常时袁 特别是在紊乱的血流模式下袁内皮细胞会被促炎症细胞因子和被氧化的脂蛋白激活遥内皮细胞的激活促使白细胞从血液中被招募到血管外组织袁从而促进了动脉粥样硬化的发病机制遥一些信号通路参与了这一过程袁其中最突出的是转录因子NF-资B遥 在内皮细胞中袁NF-资B 信号转导调节参与细胞粘附的多个促炎基因的表达袁如E-和P-选择素血
