摘要：微小分子核糖核酸（MicroRNAs ， miRNAs）是一类长约21-25nt 的非编码的内源性单链 RNA 分子，序列在物种间具有高度保守性，其主要通过与靶 mRNA 的 3"非翻译区的碱基形成完全或不完全配对，从而达到直接降解或抑制靶 mRNA，进而发挥沉默基因或调控的作用，而这一作用使其广泛参与了细胞的增殖、分化、凋亡及肿瘤的发生等过程。近来越来越多的研究表明，microRNAs在动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）的发生发展过程中也发挥了极其重要的作用。另外一些微小核糖核酸可能是动脉粥样硬化的诊断标志物或者治疗目靶。现就最近的研究阐述miRNAs与动脉粥样硬化发生过程的关系。
关键词：微小分子核糖核酸；动脉粥样硬化
从上世纪中叶开始，心脑血管疾病已成为导致世界人口死亡的主要疾病之一，其发病率及死亡率逐年升高，而据 WHO 估计，至2020 年全球因心血管疾病死亡的人数将占到总死亡人数的36%[1]：在我国心血管疾病的发展趋势同样不容乐观，而在众多致残致死的心血管疾病当中，动脉粥样硬化更是占到了75%以上[2]；目前对于该病的发病机制大部分研究者都较为认同自身炎症反应学说与免疫机制，但是在发病的整个过程中，血管与炎症跟免疫等等各个环节都需要进行相互协调与作用，关于这方面的关系尚未得到相应说明。近些年关于内源性非编码的微小 RNA的研究为这方面的深入研究提出了新的方向与思路。本文就 miRNAs 分子的概述以及近年有关 miRNAs 与动脉粥样硬化关系研究的部分进展作一综述。
1 miRNAs的形成和作用机制
MiRNAs是一类大小为19～25个碱基的内源性非编码小 RNA 分子， 通常与靶基因 mRNA的3"-非编码区（ 3"-untranslated region， 3"- UTR）相 结合调控翻译 ，在生物进化过程中是一类高度保守的非编码小RNAs， 通过碱基互补或部分碱基互补与目标 mRNA 结合， 降解目标 mRNAs和抑制目标 mRNAs的翻译，在转录后水平调节基因表达。
1.1 miRNAs的形成 多数 miRNAs 编码于基因间区域和反义区域，具有其自身的 miRNAs 启动子和调节元件，其中大约40% miRNAs 编码基因存在于蛋白和非蛋白基因的内含子中，甚至在非编码蛋白基因转录而成的 RNA 外显子区。在细胞核中经RNA 聚合酶Ⅱ的作用，产生初级转录产物 （ pri-miRNA） ，大于 1kb ，有一茎环结构， 5"端有一帽子结构， 3"端有-poly尾巴。在大多数真核细胞， pri- miRNA 在细胞核中经DROSHA 和DGCR8蛋白复合体调控作用， 转化为次级转录产物 （ pre-miRNA）， 大小约 70bt ， 是一有茎环结构的双链核苷酸，与 Ran- GPT依赖的核转运受体输出蛋白-5结合后进入细胞质， 在Ran-Dicer（（一种 miRNA 合成的关键酶））作用下， 剪切成大小约 22 bt左右的双螺旋结构， 其中一条为成熟 MicroRNA， 另一条为其互补链 （ dsRNA ）， MiRNA与dsRNA的复合物与 RNA诱导沉默复合体（ RISC）结合，在其中双链无损伤的展开， dsRNA 被降解。同时， MicroRNAs分子引导 RNA 诱导沉默复合体接近靶基因[3，4]。
1.2 miRNAs的作用机制 miRNAs 可以直接破坏mRNA的有效转换，其单位的上调能够直接引发目标蛋白质下降，而其单位的下调则能够引发目标蛋白质的上调。单链 miRNA 与靶 mRNA 的 3"- UTR不完全互补配对，从而阻遏该基因的转换过程，但是目前对于该种阻滞转换过程的机理并没有完全研究清楚。miRNA 表达下调一般在炎症中较为常见，导致其表达下调的原因主要有：基因突变、转录下调、表观遗传失活等几个方面。同时，国外研究学者在研究过程中发现miRNA 编码基因启动子区域的突变也会对表达产生一定影响；miRNA 在靶基因 mRNA 的 3"- UTR区结合位点的突变，可以导致其过表达；同时，3"- UTR 区的突变也可产生新的 miRNA 结合位点[5]。
2 miRNAs 参与调控动脉粥样硬化发病细胞生物学变化
在动脉内膜中，内皮细胞是十分重要的一个组成部分，当动脉内膜收到损伤或者出现功能紊乱时，其细胞也会存在不同程度影响。当患者患有高脂血症，其氧化修饰的低密度脂蛋白（ ox- LDL） 与胆固醇都会对动脉内膜造成不同程度的功能损伤。在血流动力学出现变化的条件下，比如患者血压发生变化、血管血流出现变化、动脉内膜受损等等情况都会导致血管内膜连续性收到破坏，从而引发损伤。最具特征性的病变是有多种 miRNAs 在上述细胞均有特异性表达并参与调控动脉粥样硬化相关因素，包括内皮细胞的生长、分化、死亡和凋亡，内皮祖细胞炎症细胞细胞因子脂质调节等，从而影响动脉粥样硬化的发生发展。
2.1 MiRNAs与内皮细胞 在动脉粥样硬化各种危险因素的刺激下，内皮细胞的损伤是动脉粥样硬化的早期改变。MiRNA对内皮细胞的影响主要表现在影响内皮细胞的生物学功能。最近的研究显示：MiRNAs对内皮细胞的主要作用机制可以通过下面几个途径进行调节：①内皮的结构与功能性能完整程度；②内皮细胞黏附分子调节与表达；③调节内皮细胞的增殖、迁移与参与能力；④调节内皮细胞代谢功能。MicroRNA126在人内皮细胞中特异性高度表达， Wang[6]等在体内敲掉老鼠的MicroRNA126，从而影响了老鼠血管完整性及其内皮细胞的代谢功能。Sua？魥rez[7]在 Dicer基因沉默的小鼠发现MicroRNA221和MicroRNA222能够调节内皮细胞的一氧化氮合成酶的蛋白水平。另外，研究发现[8] Dicer缺失会令鼠生长过程中由于血管新生障碍而死亡过早，相似的研究中发现通过RNA干扰方法敲除人或动物血管内皮细胞（endothelial cell，EC）中的 Dicer会显著地减少EC迁移、毛细血管形成及血管芽形成[9]。Dicer缺陷或敲除常伴随一些新生血管基因的表达改变，包括血管内皮生长因子 VEGF 和它的受体一氧化氮合酶和IL-8[9]。
目前研究证实很多miRNAs 参与到血管的生成过程中来。如 MiR-21、MiR-23a、MiR-24、MiR-29a、MiR-31、MiR-99a、MiR-100 MiR-103、 MiR-106家族等在内皮细胞中高表达，并有促进血管生成的作用，而 MiR-15，MiR-16，MiR-20a，MiR-20b 则有抑制血管生成的作用[10]。另一个与动脉粥样硬化发展密切相关的为血管再内皮化，动脉粥样硬化主要是因为细胞发生损伤与凋亡。循环中的内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）经过大量临床实证已经被学者发现其为维持内皮细胞完整性的方面起着主要作用。EPCs通过细胞正常代谢将新EPCs取代原有受损或者凋亡细胞，从而达到细胞的修复作用[11]。国外学者最近研究过程中也发现 miR-221/222对于动脉粥样硬化个体中较非动脉粥样硬化个体表达有显著差异，呈增高趋势[12]。此外，研究还发现 miR-221/222 表达与EPCs 的数量是呈负相关趋势。
2.2 miRNAs与巨噬细胞 动脉粥样硬化从病理上来讲是一种慢性炎症反应，其主要病理机制为巨噬细胞摄取 ox-LDL，再通过一系列转变形成泡沫细胞，泡沫细胞再分泌促炎症因子，炎症因子能够导致细胞的损伤甚至是坏死，从而发生噬斑。有相关研究发现 miRNA的作用机制主要是通过调节炎症因子的表达参与。Chen 等[13] 在研究过程中发现氧化低密度脂蛋白 ox-LDL 诱导的人外周血单核细胞miRNA 呈现差异性表达。其中 miR-125a-5p 因子表达差异性最为严重，发生明显上调。除此之外，其还发现了抑制 miR-125a-5p 的表达能够明显提升细胞对脂类的影响，并提高清道夫受体的表达与炎症细胞因子的代谢。该研究中进一步对miR-125a-5p 的靶基因进行了预测，证实 ORP9（oxysterol bindingprotein-like 9）是 miR-125a-5p 作用的基础。可以抑制 miR-125a-5p 分泌与表达来提升 ORP9 在 mRNA 和蛋白水平的表达。通过以上的研究证明： miR-125a-5p 有很大可能参与调控ox-LDL 刺激的单核细胞过程，从而导致炎症反应，影响脂类摄取与 ORP9 表达。
2.3 MicroRNAs与血管平滑肌细胞 血管平滑肌细胞在动脉硬化中由收缩表型转化为合成表型增殖，由中膜向内膜迁移， 吞噬脂质转化为泡沫细胞，同时分泌细胞外基质， 参与AS斑块的形成。研究提示多个MiRNAs 在血管平滑肌细胞中特异表达，并通过对血管平滑肌细胞的表型转化、增殖及迁移的参与动脉硬化斑块的形成。Cheng等[14] 发现MicroRNA145是正常血管壁和血管平滑肌细胞中最多表达的MiRNAs，并且在培养的大鼠血管平滑肌细胞或球囊损伤的大鼠颈动脉中发现MicroRNA145是血管平滑肌细胞表型的标志并调节表型的转化， 同时在球囊损伤的大鼠颈动脉中发现 MicroRNA145有抑制血管新生内膜的生长作用。Elia等[15]发现在人体中主动脉瘤中 MicroRNA145和M icroRNA143的表达比正常主动脉明显下降，同时在MicroRNA145 和MicroRNA143 在受急慢性血管压力的小鼠的血管平滑肌细胞中表达下降的，在MicroRNA145和MicroRNA143 基因敲除的小鼠中，因血管平滑肌细胞的不完全分化出现了大动脉的结构修饰， 上述多项研究证明MicroRNA145和MicroRNA143对血管平滑肌的表型及分化有调节作用。
3 miRNAs与动脉粥样硬化相关性疾病
最近在自发性高血压大鼠主动脉中检测出一些 miRNA的表达差异。 Xu 等[16]检测miR-1，miR-133a，miR-155和miR-208在这些高血压大鼠主动脉中的表达。其中miR-155水平与血压高低呈负相关。此外，Boettger[14] 等检测证实 ACE（一种在高血压病变中至关重要的酶）是 miR-143 和 miR-145重要的靶基因。而miR-143 和 miR-145 被发现在血管和 VSMC的收缩功能方面起着重要作用。研究表明miR-143 和 miR-145 表达缺失鼠的血压降低取决于降低血管的收缩能力[17]。
据文献报道，许多基因参与糖尿病相关性血据管病变 。而miRNA 是基因表达的重要调节者， 据上述原因可以推测 miRNAs或许在糖尿病血管并发症中扮演重要角色。 最近的研究中 Li等[18] 发现 miR-221 在高糖刺激培养的血管内皮细胞中高表达并诱导了内皮细胞的凋亡。
4 miRNA在血管疾病中的临床应用及展望
通过研究结果显示，在血清中的 miRNAs表达有很大可能成为新的粥样动脉硬化诊断与预后分子表达物，但是需要建立起一套行之有效的检验流程与数据处理系统，才能确保分子的准确性与标准性。根据临床最新研究表明，治疗血管疾病可以将miRNAs表达作为一种新的靶点，通过鉴别miRNAs 在血管疾病中多样化表达可以分析其病症，再通过调节与抑制过多表达的 miRNA 有望成为新的治疗手段。
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编辑/王海静