外泌体microRNAs作为心血管疾病生物标志物的研究进展
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通信作者： 石蓓（ 1964-） ，女，主任医师，硕士生导师，主要从事冠心病 介入治疗及支架内再狭窄机制研究。
第一作者： 袁近松（ 1989-） ，男，硕士，住院医师，主要从事冠心病的诊 治研究。
ExoCarta 作为研究外泌体的常用数据库，涵盖 了蛋白、外泌体 miＲNAs、mＲNAs 等最新进展，外泌 体有一个复杂成分，其分子内容物取决其细胞来源。 其中有 4 563 种蛋白质、194 种脂质、1 639 种 mＲNAs 和 764 种 miＲNAs 在不同物种中发现外泌体， 最常检测 到 的 有 膜 结 合 蛋 白 和 膜 融 合 蛋 白〔5〕。 外 泌体的常用蛋白包括四跨膜蛋白、CD63、CD81、CD9 和热休克蛋白 70 等，这些蛋白质常作为外泌体标记 物〔6〕。外泌体 富 含 胆 固 醇、磷 脂、磷 脂 酰 丝 氨 酸 和 前列腺素等脂质，然而缺乏细胞核、线粒体和核糖体 蛋白，但包含有最重要的 mＲNAs 和 miＲNAs。外泌 体在体液中高度稳定，因此，可以通过获得分子内容 物提供大量原始细胞生理和病理状态下信息。
目前国内外已开展了外泌体在肿瘤、神经系统 疾病、心血 管 疾 病 及 肝 病 等 多 个 领 域 诊 断 的 研 究。 外泌体能通过血脑屏障作用于远处组织，它们与靶 细胞的质膜融合转染其内容物。由于供体细胞介导 细胞间传递信息的特征和能力，体液中外泌体的数 量和内容物可能受疾病的影响而明显改变，因此外 泌体被视为疾病诊断的生物标志物。总之，外泌体 内容物的检测可用于各种疾病的早期诊断。自从 2007 年 Gupta 等〔7〕在体外培养的心肌细胞中分离 出外泌体，后来研究发现外泌体可由多种心脏细胞 分泌，包括心肌细胞、成纤维细胞、内Leabharlann Baidu细胞、心脏祖 细胞和心脏干细胞，自此以后外泌体在心血管疾病 的研究引起大多数研究者的兴趣。由于外泌体介导 心脏细胞间传递信息的作用，临床应用作为心血管 疾病诊断性的生物标志物。
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中国老年学杂志 2019 年 2 月第 39 卷
外泌体 microＲNAs 作为心血管疾病生物标志物的研究进展
袁近松 石蓓 （ 遵义医学院附属医院心血管内科，贵州 遵义 563000）
〔关键词〕 外泌体； microＲNAs； 生物标志物； 心血管疾病
〔中图分类号〕 Ｒ54 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1005-9202（ 2019） 03-0754-04； doi： 10. 3969 / j. issn. 1005-9202. 2019. 03. 077
1 外泌体的生物学特性及功能 外泌体是一种脂质双分子结构的囊状小泡，直
径 30 ～ 100 nm，来源于多泡体的内部囊泡，Johnstone 等〔1〕于 20 世纪 80 年代晚期在成熟的羊网状红细胞 中首次发现。外泌体最初被认为是细胞碎片而很少 受到关注，研究发现这些细胞碎片并不是网织红细 胞特有，而是由大多数哺乳动物细胞所释放，此后研 究发现包括干细胞、内皮细胞、成纤维细胞和肿瘤细 胞等大多数细胞都可以产生外泌体〔2〕，并广泛存在 于人体血液、尿液、唾液、乳汁、支气管肺泡灌洗液、 精液、羊膜液、腹水、关节液及脑脊 液 等 体 液 中〔2 ～ 4〕。 外泌体中包含蛋白质、脂质、DNA、mＲNAs 和 miＲNAs 等携带生物信息的多种生物活性分子，可通过 蛋白免疫印迹法、流式细胞术对其进行鉴定。根据 细胞来源的不同，外泌体有免疫调节、细胞迁移、细 胞分化及介导细胞间交流等不同的生理功能。
心血管疾病诊断的生物标志物主要是对已知心 肌蛋白的靶向分析和对心血管疾病的诊断变得越来 越重要。肌酸激酶同工酶、肌红蛋白及肌钙蛋白等 生物标志物目前已被广泛应用于临床，且肌钙蛋白 被认为是急性心肌梗死诊断的金标准，但对其他心 血管疾病的诊断缺乏特异性。外泌体的成分和生物 学内容物对细胞激活和损伤具有特异性，它们具有 作为心血管疾病诊断和预后生物标志物的潜力。由 于外泌体 miＲNAs 具有组织特异性，并且能在相关 体液中检测，自发现以来就不断引起大多数研究者 的兴趣。近年来研究发现外泌体 miＲNAs 参与心血 管疾病的生理和病理机制及外泌体 miＲNAs 的临床 应用已成为心血管疾病诊断研究的前沿和热点。本 文主要讨论外泌体和外泌体 miＲNAs 作为心血管疾 病诊断性生物标志物的研究进展。
2 外泌体 miＲNAs miＲNAs 是短链非编码 ＲNAs，调节转录后水平
的基因表达〔8〕，广 泛 参 与 细 胞 分 化、生 长 及 增 殖 凋 亡等生命活动，同时参与心血管疾病的发生发展过 程，因此在心血管疾病的发病机制方面扮演着重要 的作用。虽然 miＲNAs 的生物学功能不是很清楚， 但有些 miＲNAs 以组织和细胞特异性的方式存在。
研究发现循环中 miＲNAs 是稳定的，但在许多 生理和病理条件下，可以改变其表达扩增，成为非侵 入性临床诊断的生物标志物〔9～11〕，且 miＲNAs 的异 常表 达 扩 增 与 心 血 管 疾 病 的 发 生 发 展 有 关。De Gonzalo-Calvo 等〔12〕研究发现 miＲNAs 是早期监测心 肌活力、结构和功能变化具有敏感性、特异性和非侵 入性的生物标记物。外泌体分离纯化提高了人类体 液 miＲNAs 扩增度的灵敏性，外泌体 miＲNAs 是早 期生物标记物研究的起点，同时减少 miＲNAs 扩增 出现阴性结果的可能性。成熟 miＲNAs 占外泌体所 有 ＲNAs 的 41. 72%〔13〕。Gallo 等〔14〕研究证实外泌 体是 miＲNAs 的富集体，可作为 miＲNAs 研究的可 靠载体。
袁近松等 外泌体 microＲNAs 作为心血管疾病生物标志物的研究进展 第 3 期
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miＲNAs 存在于人体血液中，其特异性表达与疾病 的诊断和预后有关。心脏特异性 miＲNAs 在心血管 疾病中释 放 入 血 液 循 环，可 用 于 心 肌 损 伤 的 监 测。 心血管疾病患者血浆中 miＲNAs 水平变化可作为研 究心血管疾病潜在的生物标志物。
第一作者： 袁近松（ 1989-） ，男，硕士，住院医师，主要从事冠心病的诊 治研究。
ExoCarta 作为研究外泌体的常用数据库，涵盖 了蛋白、外泌体 miＲNAs、mＲNAs 等最新进展，外泌 体有一个复杂成分，其分子内容物取决其细胞来源。 其中有 4 563 种蛋白质、194 种脂质、1 639 种 mＲNAs 和 764 种 miＲNAs 在不同物种中发现外泌体， 最常检测 到 的 有 膜 结 合 蛋 白 和 膜 融 合 蛋 白〔5〕。 外 泌体的常用蛋白包括四跨膜蛋白、CD63、CD81、CD9 和热休克蛋白 70 等，这些蛋白质常作为外泌体标记 物〔6〕。外泌体 富 含 胆 固 醇、磷 脂、磷 脂 酰 丝 氨 酸 和 前列腺素等脂质，然而缺乏细胞核、线粒体和核糖体 蛋白，但包含有最重要的 mＲNAs 和 miＲNAs。外泌 体在体液中高度稳定，因此，可以通过获得分子内容 物提供大量原始细胞生理和病理状态下信息。
目前国内外已开展了外泌体在肿瘤、神经系统 疾病、心血 管 疾 病 及 肝 病 等 多 个 领 域 诊 断 的 研 究。 外泌体能通过血脑屏障作用于远处组织，它们与靶 细胞的质膜融合转染其内容物。由于供体细胞介导 细胞间传递信息的特征和能力，体液中外泌体的数 量和内容物可能受疾病的影响而明显改变，因此外 泌体被视为疾病诊断的生物标志物。总之，外泌体 内容物的检测可用于各种疾病的早期诊断。自从 2007 年 Gupta 等〔7〕在体外培养的心肌细胞中分离 出外泌体，后来研究发现外泌体可由多种心脏细胞 分泌，包括心肌细胞、成纤维细胞、内Leabharlann Baidu细胞、心脏祖 细胞和心脏干细胞，自此以后外泌体在心血管疾病 的研究引起大多数研究者的兴趣。由于外泌体介导 心脏细胞间传递信息的作用，临床应用作为心血管 疾病诊断性的生物标志物。
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中国老年学杂志 2019 年 2 月第 39 卷
外泌体 microＲNAs 作为心血管疾病生物标志物的研究进展
袁近松 石蓓 （ 遵义医学院附属医院心血管内科，贵州 遵义 563000）
〔关键词〕 外泌体； microＲNAs； 生物标志物； 心血管疾病
〔中图分类号〕 Ｒ54 〔文献标识码〕 A 〔文章编号〕 1005-9202（ 2019） 03-0754-04； doi： 10. 3969 / j. issn. 1005-9202. 2019. 03. 077
1 外泌体的生物学特性及功能 外泌体是一种脂质双分子结构的囊状小泡，直
径 30 ～ 100 nm，来源于多泡体的内部囊泡，Johnstone 等〔1〕于 20 世纪 80 年代晚期在成熟的羊网状红细胞 中首次发现。外泌体最初被认为是细胞碎片而很少 受到关注，研究发现这些细胞碎片并不是网织红细 胞特有，而是由大多数哺乳动物细胞所释放，此后研 究发现包括干细胞、内皮细胞、成纤维细胞和肿瘤细 胞等大多数细胞都可以产生外泌体〔2〕，并广泛存在 于人体血液、尿液、唾液、乳汁、支气管肺泡灌洗液、 精液、羊膜液、腹水、关节液及脑脊 液 等 体 液 中〔2 ～ 4〕。 外泌体中包含蛋白质、脂质、DNA、mＲNAs 和 miＲNAs 等携带生物信息的多种生物活性分子，可通过 蛋白免疫印迹法、流式细胞术对其进行鉴定。根据 细胞来源的不同，外泌体有免疫调节、细胞迁移、细 胞分化及介导细胞间交流等不同的生理功能。
心血管疾病诊断的生物标志物主要是对已知心 肌蛋白的靶向分析和对心血管疾病的诊断变得越来 越重要。肌酸激酶同工酶、肌红蛋白及肌钙蛋白等 生物标志物目前已被广泛应用于临床，且肌钙蛋白 被认为是急性心肌梗死诊断的金标准，但对其他心 血管疾病的诊断缺乏特异性。外泌体的成分和生物 学内容物对细胞激活和损伤具有特异性，它们具有 作为心血管疾病诊断和预后生物标志物的潜力。由 于外泌体 miＲNAs 具有组织特异性，并且能在相关 体液中检测，自发现以来就不断引起大多数研究者 的兴趣。近年来研究发现外泌体 miＲNAs 参与心血 管疾病的生理和病理机制及外泌体 miＲNAs 的临床 应用已成为心血管疾病诊断研究的前沿和热点。本 文主要讨论外泌体和外泌体 miＲNAs 作为心血管疾 病诊断性生物标志物的研究进展。
2 外泌体 miＲNAs miＲNAs 是短链非编码 ＲNAs，调节转录后水平
的基因表达〔8〕，广 泛 参 与 细 胞 分 化、生 长 及 增 殖 凋 亡等生命活动，同时参与心血管疾病的发生发展过 程，因此在心血管疾病的发病机制方面扮演着重要 的作用。虽然 miＲNAs 的生物学功能不是很清楚， 但有些 miＲNAs 以组织和细胞特异性的方式存在。
研究发现循环中 miＲNAs 是稳定的，但在许多 生理和病理条件下，可以改变其表达扩增，成为非侵 入性临床诊断的生物标志物〔9～11〕，且 miＲNAs 的异 常表 达 扩 增 与 心 血 管 疾 病 的 发 生 发 展 有 关。De Gonzalo-Calvo 等〔12〕研究发现 miＲNAs 是早期监测心 肌活力、结构和功能变化具有敏感性、特异性和非侵 入性的生物标记物。外泌体分离纯化提高了人类体 液 miＲNAs 扩增度的灵敏性，外泌体 miＲNAs 是早 期生物标记物研究的起点，同时减少 miＲNAs 扩增 出现阴性结果的可能性。成熟 miＲNAs 占外泌体所 有 ＲNAs 的 41. 72%〔13〕。Gallo 等〔14〕研究证实外泌 体是 miＲNAs 的富集体，可作为 miＲNAs 研究的可 靠载体。
袁近松等 外泌体 microＲNAs 作为心血管疾病生物标志物的研究进展 第 3 期
·755·
miＲNAs 存在于人体血液中，其特异性表达与疾病 的诊断和预后有关。心脏特异性 miＲNAs 在心血管 疾病中释 放 入 血 液 循 环，可 用 于 心 肌 损 伤 的 监 测。 心血管疾病患者血浆中 miＲNAs 水平变化可作为研 究心血管疾病潜在的生物标志物。