微小RNA与颅内动脉瘤的关系研究进展_王楠斐

中国临床神经外科杂志2014年9月第19卷第9期Chin J Clin Neurosurg ，September 2014，Vol.19，No.9微小RNA 与颅内动脉瘤的关系研究进展王楠斐综述刘文星审校【关键词】颅内动脉瘤；微小RNA ；发病机制【文章编号】1009-153X （2014）09-05723-03【文献标志码】B【中国图书资料分类号】R 743.9;R 363.2+1●综述●颅内动脉瘤（intracranial aneurysm ，IA ）破裂引起的蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage ，SAH ）是神经外科常见的高致死性、致残性疾病。

微小RNA （microRNAs ，miRNAs ）是一类非编码的小分子RNA ，通过在体内进行转录后调控目标基因参与多种生理活动。

本文对颅IA 发生发展过程中miRNAs 的表达及其与IA 之间的关系做一简要综述。

1miRNAs 与IA 的概述miRNA 是一类长约21~23个核苷酸的非蛋白编码单链RNA 分子，广泛存在于果蝇、线虫和人类等自然物种中。

miRNA 通过与一种或多种mRNA 序列互补，从而调节特定的基因表达，调控生理、病理活动。

miRNAs 最早于1993年由美国遗传学家VictorAmbros 发现[1]，并迅速成为当前生物科学领域的研究热门。

IA 的发生常是由遗传性因素[2，3]、血流动力学以及后天性退行性病变等多种因素共同作用的结果，其中又以后天退行性病变影响最大。

有学者认为IA 的形成主要由动脉血管壁的弹性中膜先天性缺失为主。

但越来越多的研究表明，免疫和炎症反应引起的血管壁破坏才是导致IA 形成的主要原因[4，5]。

随着近年来对miRNAs 研究的逐步深入，特别是基因芯片在疾病诊断、发病机制及疾病易感性研究中起到越来越重要的作用[6]，IA 发病机制的研究中也有了应用基因芯片技术的报道[7]。

2国外关于miRNAs 介导IA 的研究进展早在1998年，Kallmes 等[7]通过结扎兔颈动脉末端人为诱导实验兔颈总动脉囊性动脉瘤，并明确弹性蛋白酶在动脉瘤发生发展过程中的作用。

这为动脉瘤的研究创造了良好的实验基础，后续的实验方法在该模型的基础上不断改进。

Kondo 等[8]首先成功制作大鼠IA 模型。

随着实验条件和设备的不断改善，特别是近年来在分子层面上的研究逐步开展，单纯依靠动物模型研究IA 已经不能满足学者们对脑血管疾病进行更细致的研究。

众多研究在基因水平上对IA 的病理过程有了新的认识。

Sakaki 等[9]应用Tunel 技术首次在IA 退行性变的血管壁上发现存在凋亡细胞，并发现破裂动脉瘤患者动脉中膜平滑肌细胞凋亡率高达54%，而未破裂患者动脉中膜平滑肌细胞凋亡率仅有7%。

Hara 等[10]采用原位DNA 缺口末端标记法对4例死亡IA 患者的动脉瘤标本进行检测，同样发现在IA 中存在大量凋亡细胞的DNA 片段。

而Takagi 等[11]则从细胞信号传导方面阐述了细胞凋亡导致IA 破裂的机制。

近年来，通过对脑组织分子水平上的研究发现，有数百种miRNAs 在脑组织中表达，根据在脑组织中富集程度的特点可分为：①仅在脑组织中表达的脑内特异性miRNAs ；②脑组织中含量比其他组织丰富的miRNAs ，即脑内富集的miRNAs ；③其他类型的miRNAs 。

miR-9、miR125a/125b 、miR-128、miR-132、miR-137、miR-139等都属于脑内富集的miRNAs 。

通过对这些miRNAs 在不同阶段的表达以及翻译、转录的差异，有学者报道，在其检测的总共22215个基因中，与正常颅内动脉血管壁相比，IA 血管壁中差异表达水平达2倍、3倍、5倍的基因分别有3149个、1782个和849个，甚至有383个基因表达水平达到10倍以上；同时发现，在超过10倍表达水平的383个基因中，与免疫和炎症相关的基因达到了38个。

这进一步证明免疫和炎症反应与IA 形成有关。

虽然已经发现miRNAs 在IA 发生、发展过程中表达水平的差异，但miRNAs 导致IA 的确切机制尚不十分明确。

目前统一的认识是miRNAs 通过doi:10.13798/j.issn.1009-153X.2014.09.026作者单位：336000江西，宜春市人民医院神经外科（王楠斐、刘文星）--572中国临床神经外科杂志2014年9月第19卷第9期Chin J Clin Neurosurg，September2014，Vol.19，No.9miRNA诱导的沉默复合体中的成熟miRNA与mRNA的3'端非翻译区结合，从而介导翻译水平的调控。

miRNA自seed区（2-7/8nt）开始结合，而miRNA的其他区域与mRNA的结合并不紧密，在miRNA与mRNA组成的双链中形成了各种凸起和不匹配的情况[12，13]。

很多研究认为，miRNAs是通过抑制体内相关基因的表达发挥作用，但也有报道指出，miRNAs同样可以通过激活相关基因发挥作用[14~17]。

在这个基础上，有学者开始研究miRNAs调控的信号传导系统，并逐渐发现，当前与动脉瘤相关的信号传导系统主要有G蛋白系统、Notch信号通路、有丝分裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）系统、细胞凋亡相关的信号传导系统和核因子κB途径（nuclear factor kappa B，NF-κB）等[18]。

G蛋白是三聚体蛋白质，由α、β、γ三个不同亚基组成，在生物体内分布广泛，参与物质代谢调节和基因转录调控。

G蛋白有4个亚家族，其中Gαq是由Gnap编码的功能单位，广泛表达于神经组织、心脑血管系统，调节细胞增殖与转化等[19，20]。

研究证实，G蛋白信号通路主要通过改变细胞内第二信使浓度作用于脑血管平滑肌细胞，产生一系列生物学行为。

G蛋白对维持血管壁完整性和调节血管张力具有重要作用，在IA患者体内检测到的G蛋白含量和功能均与正常人体对比发现存在明显异常。

MAPK信号通路是近两年针对IA研究的又一个热点。

Weinsheimer等[21]研究发现，MAPK信号通路中包括MAPK7、TGFB3、CDC42、NKL、STMN1、PPP3R1和RPS6KA3等18个候选基因参与IA的形成，而EGFR、TGFBR1、TNFRSF1A、CASP2、JUN、JNK、HSPA5、DUSP10、IL1B和IL1R1等一些作用于MAPK信号通路的基因也在IA中表达，其中HSPA5是主要的候选基因，编码参与了c-jun氨基末端激酶（c-jun N-terminal kinase，JNK）负反馈的一个热休克蛋白，抑制JNK，调节转录因子激活蛋白-1，控制体内参与免疫反应的基因表达[22]。

Notch信号传导通路则广泛存在于初、高级生物体内，在胚胎、心血管、血细胞的发育过程中发挥重要作用。

Notch信号传导系统紊乱被认为与某些血管系统的病变有关。

有国外研究者通过动物模型研究发现，Notch信号传导系统从血管重构、血管稳定性、动静脉发生选择、血管发育几个方面影响血管系统稳态。

而Notch信号系统功能紊乱与破坏血管稳定性、血管壁细胞外基质重塑有关。

3国内在miRNAs方面的研究现状虽然我国在miRNAs方面的研究起步较晚，但通过借鉴国外在这方面的先进经验，以及我国多民族基因的独特性，国内学者在miRNAs的研究取得了长足进步并逐步赶上国际水平。

杨勇等[18]通过对开颅手术夹闭瘤颈后切除下来的IA标本分析发现，用Trizol法抽提人IA组织和正常人颅底动脉环组织总RNA进行纯化、合成、扩增后，出现一致性显著异常表达的细胞信号传导相关基因15个，其中表达增高13个，表达下降2个。

而李明昌等[23]通过检测超过两万个基因后发现，所有检测基因中有9653个基因在正常颅内动脉组织中呈阳性表达，同时提出，建立我国独有的颅内动脉基因表达谱不仅有助于加深理解颅内动脉正常的结构和生理功能的分子基础，也为进一步研究IA等脑血管疾病的发病机制提供了扎实的理论基础，并且还可以从分子水平解释疾病的发生机制，并为高危人群的筛选和预后判断提供有效的分子标记物。

我国学者方景海等[24]通过参考国外试验并利用弹性蛋白酶建立兔动脉瘤模型研究发现，动脉瘤壁血管平滑肌细胞SM22αmRNA表达随动脉瘤发生过程逐渐升高，而在正常的血管壁表达最高，说明动脉瘤在增大过程中平滑肌表型由收缩性向合成型转化。

同时，在miRNAs的信号传导通路上，我国学者也有创新性的发现，目前有相关报道发现4条MAPK 信号传导通路（ERK通路、JNK通路、p38通路和ERK5通路），并明确了MAPK传导通路间的交互作用和相对独立性。

作为一门前沿性学科，miRNAs在脑血管疾病的研究才刚刚起步，疾病表达谱被逐步揭示，发病机制及作用机理也慢慢被广大研究人员认识。

近年来，脑组织中部分miRNAs在生理、病理状态下作用对象和功能也已经明确。

但是，当前miRNAs的研究还处于动物模型阶段和离体水平，离以miRNAs为靶点进行疾病诊断、筛选和治疗还有很长一段路，还有很多尚待解决的问题，主要表现在：①动物模型试验是否有效，不同物种间基因差异明显，特别是人类基因更加复杂，影响因素更多；②哪个或哪些miRNAs在IA形成过程中起到关键作用？miRNAs 与mRNA组成了一个复杂的网络，单一的miRNAs可与不同mRNA结合，表达多种蛋白，相反，多个miRNAs也可与单一的mRNA结合，起到协同或拮抗作用，调控单一蛋白的表达，因此，单一分析某个--573中国临床神经外科杂志2014年9月第19卷第9期Chin J Clin Neurosurg，September2014，Vol.19，No.9miRNA可能还难以达到疾病诊断、治疗的目的。

当然，随着上述困难的逐步解决，对miRNAs研究的更加深入，miRNAs将会成为IA重要的诊断指标和治疗靶点。

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