miRNA在缺血预处理保护心肌缺血再灌

程洁　何淑芳　韩正怡　张野

，安徽医院麻醉科（程洁、何淑芳、韩正怡、张野）

国际麻醉学与复苏杂志,,38(05):-.

DOI：10./cma.j.issn.-..05.

基金项目：无

REVIEWARTICLES

心血管疾病是造成世界范围内致残和过早死亡的主要原因，且大多数与缺血性心脏病有关。心肌急性缺血后，尽早恢复组织灌注是最有效的治疗措施。然而再灌注本身又会加重心肌损伤，即缺血/再灌注损伤（ischemia/reperfusioninjury，I/RI）。

目前已知的保护心肌I/RI的方法当中，缺血预处理（ischemiapreconditioning，IPC）是最经典有效的方法之一。近来发现，miRNA可能参与调节心肌IPC过程，为心肌I/RI的治疗提供了新思路。本文就miRNA在IPC保护心肌I/RI中的作用进行综述。

IPC过程中发生显著变化的miRNA

Tsutsumi等猜想在IPC后表达发生改变的miRNA可能参与调节IPC。因此，他们利用C57BL/6鼠对比缺血预处理组（给予IPC:3min/5min+缺血/再灌注:30min/24h）、缺血/再灌注组（仅给予缺血/再灌注：30min/24h）、对照组（无处理）miRNA表达谱发现：与对照组比较，33种miRNA在缺血/再灌注组中显著上调（上调50倍）。

在这33种显著改变的miRNA中，有14种可以被预处理“钝化”——即上调程度下降40%。同时，实验中被IPC上调的14种miRNA中有7种在缺血/再灌注中也上调。由此正式揭开了寻找IPC相关miRNA之路。紧跟着年Yin等利用ICR小鼠做2个循环的IPC（30s/90s）后，提取心肌组织RNA。qRT-PCR发现，与正常心肌组织比较，IPC心肌组织中miR-1、miR-21、miR-24明显上调，而miR-23b与miR-变化不明显。Cheng等利用miRNA芯片对比正常SD大鼠与4个循环IPC(5min/5min)处理后大鼠在6h后心肌组织内种miRNA表达，记录出种miRNA在IPC后的表达变化情况，其中miR-21、miR-15b、miR-、miR-7e等13种miRNA上调超过30%，而miR-、miR-、miR-、miR-26b等12种miRNA下调超过30%。Wang等对比6个循环IPC（4min/4min）处理后BSF2/IF2鼠与正常该鼠种心肌组织中种miRNA的表达发现，21种miRNA发生明显变化，其中miR-、miR-、miR-、miR-等9种miRNA明显上调，而miR-b、miR-b-5p、miR-i、miR-1等12种miRNA明显下调。

本课题组前期将经历10min/30min缺氧再给氧预处理（hypoxiapreconditioning,HPC）后的心肌细胞与正常成年大鼠心肌细胞miRNA谱对比，发现共26个miRNA发生明显改变，其中包括miR-b-5p、miR-、miR-、miR-d在内的12种miRNA明显上调，另有miR--1-5p、miR-a-3p、miR-、miR-等14种miRNA明显下调。

不同miRNA调节IPC保护心肌I/RI

的具体机制

miR-1可能通过内皮型一氧化氮合

成酶等分子在IPC中发挥心肌保护作用

Yin等研究发现，将ICR小鼠做2个循环IPC（30s/90s）处理后，miR-1显著上调，达1.6倍。随后在Duan等的实验中，利用SD大鼠做2个循环的IPC（2min/2min）处理后，miR-1上调达2.3倍，证实了Yin等的结论。Yin等将IPC中显著上调的miRNA（即miR-1、miR-21、miR-24）通过左心室注入小鼠体内，发现心脏同样经历I/RI（30min/24h）后实验组小鼠心肌梗死面积明显小于注射生理盐水组小鼠和注射无关的miRNA（IPC中未发生明显变化的miRNA）组。

同时发现，注射miR-1、miR-21、miR-24组小鼠心肌组织中内皮型一氧化氮合成酶、热休克转录因子-1、热休克蛋白（heatshockproteins，Hsp）70i的mRNA和蛋白水平均明显升高，提示在IPC中上调的miR-1、miR-21、miR-24可能通过内皮型一氧化氮合成酶、热休克转录因子-1、Hsp70i发挥作用。已证实Hsp70是miR-1的一个靶基因。Hsp70在应激状态下升高是机体的一种内源性保护途径，但IPC中上调的miR-1本应抑制Hsp70表达，该研究却发现miR-1上调后Hsp70水平也增加，这可能与Hsp70同时受其他miRNA或者上游信号通路分子调节有关。

miR-21通过PDCD4在IPC中发挥

心肌保护作用

Cheng等将miRNA芯片筛选出的IPC后上调最明显的miR-21单独列出，qRT-PCR验证，合成miR-21antagomir（一种miR-21抑制剂）并在SD大鼠主动脉根部注射，发现下调miR-21可以减弱IPC对心肌I/RI的保护作用。在乳鼠心肌细胞中利用miR-21抑制剂下调miR-21，经历缺氧再给氧损伤后也得到类似结论。接着利用细胞证实，程序性细胞凋亡因子4（programmedcelldeath4，PDCD4）是miR-21的一个重要靶基因，且腺病毒转染PDCD4可以增加心肌细胞凋亡率。

由此推测，miR-21可能通过PDCD4调节IPC的心肌保护作用。PDCD4是介导肿瘤细胞凋亡的重要因子，已有研究证实在miR-21介导的平滑肌细胞抗凋亡作用中，PDCD4发挥重要作用。在心肌中抑制PDCD4的表达可以减轻炎症反应，提高心肌生存率。miR-21可以通过靶基因PDCD4发挥作用在前列腺癌、胃癌等领域已多有报道。miR-21在I/RI中发挥保护作用，在IPC中上调也被多篇文献报道，具体miR-21对PDCD4蛋白的调节的时限性，即miR-21能否在短时间内迅速下调PDCD4蛋白表达并最终介导IPC的保护作用仍未可知。

miR-b-5p通过Fas在HPC中发挥

心肌保护作用

本课题组将心肌细胞HPC后发现miR-b-5p上调显著。随后我们利用miR-b-5pmimics（一种miR-b-5p模拟物）上调心肌细胞内miR-b-5p水平，发现细胞对缺氧再给氧的耐受能力明显提高，细胞存活率上升。后期的实验中我们发现，凋亡基因Fas中含有miR-b-5p的结合位点，进一步双荧光素酶实验证实Fas是miR-b-5p的一个靶基因。在不同类型的实验中已证实miR-b-5p与其靶基因Fas表达呈负相关。与miR-21的作用相似，仍无直接证据证实Fas是miR-b-5p模拟HPC作用的中间作用分子。

下调miR-a可以模拟IPC在I/RI中

的保护作用

Rane等首先观察到，在心肌组织缺血及心肌细胞缺氧后miR-a明显下调，运用miR-a抑制剂下调miR-a可以模拟HPC的基因表达效果：心肌保护相关的Bcl-2与诱导型一氧化氮合成酶蛋白表达上调，而P53与脯氨酸羟化酶2（prolinehydroxylasedomain2，PHD2）下调。且与HPC的作用类似，经历缺氧再给氧损伤后细胞caspase-3活性与凋亡率均降低。作者证实缺氧诱导因子-1（hypoxiainduciblefactor-1，Hif-1），IPC中调节基因表达的重要转录因子，是miR-a的一个靶基因，且下调miR-a模拟HPC的效果可以被Hif-1的下调取消。

此外，文中指出，miR-a不仅可以通过直接靶基因的方式调节Hif-1，还可以通过miR-a-Sirt1-PHD2-Hif-1轴调节Hif-1表达。其中Sirt1被证实是miR-a的另一个靶基因，PHD2通过羟基化使Hif-1降解。同时miR-a可以通过miR-a间接调节P53表达，从而调节心肌细胞凋亡与I/RI。总之，在IPC中，miR-a与Hif-1作为关键分子发挥重要调节作用。

Hif-1是在缺氧诱导下产生的、可以提高组织对缺血/缺氧耐受能力的分子，它在IPC中的保护作用已被广泛证实。Rane等的文章运用丰富的证据链证实了miR-a通过对Hif-1的直接或间接调节作用，使人们对miR-a，甚至是miRNA在IPC中的重要作用有了更深的认识。

miR-/通过Rac-1调节氧自由

基生成影响IPC

Wang等通过对比在体模拟IPC鼠与正常鼠心肌组织miRNA谱，发现miR-/上调最明显。随后建立miR-/基因敲除鼠模型，发现与正常鼠比较，IPC对miR-/基因敲除鼠的心肌保护作用消失，提示IPC保护心肌I/RI需要有miR-/参与。Rac-1是已报道的miR-/基因敲除鼠体内上调最明显的基因，作者通过双荧光素酶实验证实了二者的靶向关系。

此外，该文证实Rac-1抑制剂NSC可以恢复IPC对miR-/基因敲除鼠心肌I/RI的保护作用。miR-/基因敲除鼠经历应激刺激后乳酸脱氢酶与活性氧释放比正常鼠增加（Rac-1是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化物重要组成成分，影响活性氧生成）。最后作者通过分别连续尾静脉注射antagomir-或antagomir-抑制各自miRNA表达发现，与miR-比较，miR-在IPC保护心肌I/RI中发挥着更主要的作用。

此外，在已证实的miR-/的另外两个靶基因Ywhaz和CUGBP2中，前者是Rac-1的上游基因，后者可能通过负性调节环氧化酶-2影响Rac-1活性。即miR-/的靶基因在IPC涉及的信号通路中存在一定的关联，且Rac-1很可能处在比较核心的位置。

结　论

由于实验对象、预处理条件、预处理后标本提取时间、缺血/再灌注时间等的差异，在不同的研究中IPC后发生改变的miRNA并不一样，甚至出现同一miRNA在IPC后含量改变相反的现象。前述研究中所涉及的多种miRNA在IPC中不可能均起主要作用，我们不禁猜想：不同的IPC条件下是否起作用的miRNA也不同？正因为调节心肌IPC的miRNA多样，miRNA本身可以有多个靶基因调节不同的信号通路，作用IPC的信号通路又交互影响，因此miRNA对IPC保护心肌I/RI的调节纷繁复杂，这也要求我们以整体、系统、联系的思维其进行更深入的研究。

国际麻醉学与复苏杂志

主管：中华人民共和国

国家卫生和计划生育委员会

主办：中华医学会徐州医学院

ISSN：-CN:32-/R

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