血液中微小RNA_冠状动脉粥样硬化疾病的新型生物标志物_谭明

２ 循环中的 ｍｉＲＮＡ 作为冠状动脉粥样硬化的生物标 志物
血浆中 miRNA 的稳定性和其通过实时 PCR 定量检测的特 性使其作为临床生物标志物成为可能。理想的生物标志物需要
满足：简单的获取方式，高度特异性和敏感性，提供早期诊断， 半衰期长，诊断快速精确 [24]。因为循环 miRNA 可以满足以上 多种标准，至今已有超过 10 组研究报道了应用 miRNA 作为 生物标志物诊断和评估心血管疾病预后。虽然这些研究仍需要 在其他研究中重复，但是血浆 miRNA 已经初步显现出作为心 血管疾病的特异性诊断和评估预后的价值。
作 为 生 物 标 志 物 的 标 准 之 一 是 获 取 方 式 简 单 方 便。 因 为 miRNA 在血浆中非常稳定，所以其在心血管疾病中作为 生物标志物是目前研究的热点。目前某些心血管疾病的循环 miRNA 模式已经发现，如心肌梗死 [7]、心力衰竭 [8]、动脉硬化 [9]、
作者单位：１０００３７ 北京市 中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外心血管病医院 心血管疾病国家重点实验室 通讯作者：颜红兵 Email:yan591204@
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血液中微小 ＲＮＡ：冠状动脉粥样硬化疾病的新型生物 标志物 ？
谭明 颜红兵
【摘要】 微小 RNA（microRNA，miRNA）在心血管系统的病理生理过程中有关键作用。最近发现在血液循环中的 miRNA 性质格外稳定， 这为 miRNA 作为新型生物标志物提出可能。目前细胞释放 miRNA 的机制尚未完全清楚，但是有研究发现循环中外泌小体、HDL 和 Ago2 复 合体可以转运 miRNA 至受体细胞调节基因表达。本文小结血液循环中 miRNA 保持稳定的特性和 miRNA 在细胞间交流功能的有效证据，以 及循环 miRNA 作为急性心肌梗死和稳定型冠心病等动脉粥样硬化疾病生物标志物的证据，提出 miRNA 作为预测急性心血管事件可能性的展 望。
【关键词】微小 RNA；动脉硬化；生物标志物
Circulating MicroRNAs: Novel Biomarkers in Coronary Atherosclerosis Disease? Tan Ming, Yan Hong-bing. Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, National Center for Cardiovascular Diseases, Fuwai Hospital, State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Beijing, 100037, China.
通过微颗粒（微囊泡和外泌小体）细胞间交流证据较多。 例如，中性粒细胞和单核细胞之间通过微颗粒转运细胞因子 。 [15] 内皮细胞通过外泌小体转运 miR-126、miR-143/145 对相 邻内皮细胞和平滑肌细胞起到保护作用 [16,17]。血小板活化后转 运 miR-320b 至内皮细胞调控相关功能 [18]。总之，以上研究显 示在循环系统中，微颗粒及其携带的 miRNA 具有重要的生物 学意义。微颗粒及其携带的 miRNA 不仅可以作为诊断的标志 物，还有潜在的治疗价值。因为早期的技术无法分离外泌小体， 所以研究多是命名为微颗粒，随着技术的进步使得这一类小分 子颗粒可以被获取，这一领域的研究刚刚开始，有待更多的发 现和机制研究。
１ 保护细胞外 ｍｉＲＮＡ 免于降解的载体
１．１ 微颗粒 微 颗 粒 根 据 它 们 体 积 及 释 放 的 来 源， 可 分 为 外 泌 小 体 （exosome）、 微 囊 泡（microvesicle） 和 凋 亡 小 体。 外 泌 小 体的结构同细胞膜的磷脂双分子层相同，直径 50-150 nm， 来源于细胞膜内陷形成的多囊泡小体（multivesiclar bodies， MVB）或者称为内质体（endosome）的二次内陷。微囊泡体 积较大（0.1-1 μm），是通过细胞膜出泡作用释放出胞。凋 亡小体体积最大（0.5-2 μm），是细胞凋亡过程中脱落出来 的囊泡状小体。 外泌小体包含多种蛋白质、脂质和 miRNA，通过不同种 类细胞的释放和摄取，在细胞间信号交流和疾病状态中有重 要作用。外泌小体在 MVB 内陷形成的腔内小泡（intraluminal vesicle，ILV）所包裹的细胞质蛋白、脂质和 miRNA 是具有选 择性的、能量依赖的过程，且机制各不相同。外泌小体装载蛋 白主要依赖 ESCRT 机制（endosomal sorting complexes required
研究发现血液中也可以检测到 miRNA，包括血浆、血小板、 红细胞和白细胞等 [2]。血浆中存在的 miRNA 非常稳定，甚至 在严酷环境下，如沸水、酸碱、长时间室温环境储藏和多次冻 融后仍保持稳定的性质 [2]。而外来的 miRNA 会很快被血浆中 RNase 降解 [2]。新近发现 miRNA 在血浆中被微颗粒（外泌小 体、微囊泡和凋亡小体）[3, 4] 和 RNA- 结合蛋白（Argonaute2） [5] 和脂蛋白复合体（HDL）包裹免于降解。而且证实由这些载 体携带的 miRNA 可以在内皮细胞、血小板、单核细胞间发挥 旁分泌作用 [3]。
１．２ 蛋白复合体 循环中大部分 miRNA 并不是在囊泡中，而是与 RNA 结合 蛋白——Ago2 蛋白结合，Ago2 蛋白是细胞内 miRNA 介导的 mRNA 沉默的关键蛋白 [5]。RNA 结合蛋白包括参与细胞核核 糖体出胞作用的核仁磷酸蛋白 1（Nucleophosmin，NPM1）， 和 NPM1 结合蛋白（又称核仁素）[19,20]。NPM1 完全可以保护 miRNA 免于 RNA 酶降解。NPM1 可能涉及 RNA 从细胞核转运 至细胞浆甚至细胞外间隙 [21]，具体的机制仍有待研究。 １．３ＨＤＬ 循环中的 HDL 可以转运 miRNA 至受体细胞并发挥生物 学 作 用 [6,22]。HDL 平 均 大 小 8-12nm， 较 外 泌 小 体 小 很 多。 HDL 含有卵磷脂，可以和核酸形成稳定的复合体 。 [23] 发现 HDL 携 带 的 miRNA 特 征 在 健 康 和 疾 病 状 态 下 不 同， 而 且 HDL 转运 miRNA 至受体细胞依赖于清道夫受体 B1（scavenger receptor class B type I）[6]。但是，HDL 是如何装载 miRNA 目 前尚不清楚，推测 HDL 直接和细胞外 miRNA 通过二价阳离 子连接 。 [6,23] 研究发现循环中 HDL 携带 miR-223 调控内皮细 胞 ICAM-1 基 因 的 表 达 。 [22] 与 HDL 结 合 的 miRNA 长 度 在 ≈ 22 个核苷酸，提示这是成熟的 miRNA[6]。
中 国 分 子 心 脏 病 学 杂 志 Ｖｏｌｕｍｅ １５ Ｎｏ．３ Ｊｕｎｅ ２０１５
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for transport，ESCRT），ESCRT 复 合 体 包 括 ESCRT-0/I/II/III 亚基和泛素蛋白，泛素蛋白介导溶酶体对外泌小体内容物的 降解，调控细胞表面受体的表达 [12]。外泌小体装载的脂质主 要是胆固醇和鞘磷脂，其不依赖 ESCRT 机制，四次跨膜蛋白 家族（CD81、CD9、CD63）发挥重要作用 [13]。外泌小体装载 miRNA 的生物意义巨大，外泌小体内 miRNA 种类和水平与 细胞内大不相同，这种高度选择性的机制是依赖于核异质性核 糖蛋白 A2B1（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2B1， hnRNPA2B1）特异性识别 miRNA 模式序列，hnRNPA2B1 主 要分布在细胞核，提示细胞可能有预定程序装载的 miRNA 进 入外泌小体 [14]。目前这类外泌小体携带的 miRNA 在循环中的 作用尚未研究清楚，可以想象其作为生物标志物的潜力是RNA; Atherosclerosis; Biomarker
十 年 前， 发 现 微 小 RNA（miRNA） 是 哺 乳 动 物 中 一 大 类进化高度保守的非编码 RNA。miRNA 通过和靶信使 RNA （mRNA）通过和 mRNA 的 3’非转录区（UTR）结合使其降 解，在转录后水平调节基因的表达 [1]。通过调控基因的表达， miRNA 显示出重要的生物学功能。
【Abstract】 The crucial role of microRNAs (miRNAs) in cardiovascular development and pathophysiology has been recognized. Recently, it was discovered that extracellular miRNAs that circulating in blood are remarkably stable. This has raised the possibility that miRNAs could be probed and serve as novel diagnostic biomarkers. Circulating miRNAs are either packaged in microvesicles (exosome and microparticle), or binded to RNAbinding protein and HDL. Although the precise mechanism of sorting and releasing miRNAs into blood remain largely unknown, the first studies revealed that these circulating miRNAs can be delivered to recipient cells, where they can regulate target gene expression. In this review, we will discuss the nature of stability of circulating miRNA, the mechanism of sorting and packing miRNAs in exosome, and the evidence of these miRNAs in distant cell-to-cell communication. Furthermore, we summarize the evidence of circulating miRNAs as biomarker of coronary atherosclerosis, such as acute myocardial infarction, stable coronary heart disease. Finally, we provide our prospect that the potential of circulating miRNAs to predict acute cardiovascular events.