第五节　非编码RNA与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化（atherosclerosis，As）是冠心病、缺血性脑卒中和外周血管疾病等的共同病理基础，主要累及大、中动脉，以脂质沉积于血管内壁并形成粥样斑块为特征，由其引起的心脑血管疾病已成为世界人口首位死亡原因，对人类健康危害极大。As是一个多因素参与、多基因异常调控的复杂病理过程，其发病因素包括感染、遗传、糖尿病、高血压、高血脂、吸烟、精神压力等，主要发病机制包括内皮损伤、巨噬细胞吞噬脂质转变为泡沫细胞、炎症介质的过度释放及VSMC的浸润、迁移、增殖等。近年研究表明，ncRNA特别是miRNA和lncRNA与As密切相关。本节主要介绍这两类ncRNA在As发生发展中的作用。

一、miRNA与动脉粥样硬化

巨噬细胞、内皮细胞（EC）和VSMC是动脉粥样硬化（atherosclerosis，As）最重要的3种效应细胞。近年研究发现，miRNA主要通过调控这些效应细胞的功能参与As的发生、发展过程（表5-1）。

（一）miRNA对巨噬细胞的调控作用

1.miR-33a

巨噬细胞吞噬脂质转变为泡沫细胞是As的早期事件，这由于脂质摄入过多和/或流出减少所致。三磷酸腺苷结合盒转运体A1（ATP binding cassette transporter A1，ABCA1）是一种整合膜蛋白，介导细胞内胆固醇流出到贫脂的载脂蛋白A-I（apolipoproteinAI，ApoA-I）上，形成新生的高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL），被认为是胆固醇逆向转运（reverse cholesterol transport，RCT）的第一步。miR-33a定位于固醇调节组件结合蛋白（sterol-regulatory element binding protein-2，SREBP-2）的第16号内含子区域，其宿主基因控制着细胞内的胆固醇合成与摄取。ABCA1已经被证实为miR-33a的靶基因，在巨噬细胞中，沉默miR-33a表达，明显增加ApoA-I介导的胆固醇流出，而用反义寡核苷酸干扰miR-33a后则出现相反的结果。此外，给非洲绿猴体内注射miR-33a拮抗剂，12周后发现血浆HDL水平持续上升，As病变缓解，表明这种miRNA在脂质代谢方面有重要的调节作用。

2.miR-486

组蛋白指真核生物染色质中一类能与DNA结合的小分子碱性蛋白，是真核生物染色体的基本结构蛋白。作为表观遗传学修饰的主要方式之一，组蛋白乙酰化修饰在基因表达调控中起关键作用。组蛋白乙酰基转移酶（histone acetyltransferase 1，HAT1）是进行组蛋白乙酰化修饰的主要酶，当其表达增加时，能够促进转录因子与DNA结合，启动基因转录。miR-486是一种新发现的miRNA。与稳定型心绞痛患者比较，急性冠状动脉综合征患者血浆miR-486水平明显升高。相关研究报道，miR-486通过靶向沉默HAT1降低核心组蛋白乙酰化水平，使ABCA1表达下调，导致巨噬细胞内胆固醇流出减少，发挥促As作用。

3.miR-148a-3p

巨噬细胞主要分为M1型和M2型，其中M1型巨噬细胞分泌IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎介质，M2型巨噬细胞分泌IL-10、TGF-β等抑炎介质，不稳定斑块中以M1型巨噬细胞为主。Huang等研究发现，miR-148a-3p与PTEN 3′-UTR结合，启动Akt信号通路，促进单核细胞分化为M1型巨噬细胞，使IL-1β、IL-6、TNF-α等促炎介质的分泌增加。

4.其他miRNA

除了miR-33a外，ABCA1也被认为是miR-20a/b、miR-101、miR-302a、miR-19b、miR-27a/b和miR-26的靶基因。巨噬细胞主要通过位于膜上的CD36和A型清道夫受体（scavenger receptor class A，SR-A）摄取ox-LDL。研究发现，miR-758-5p通过靶向沉默CD36减少巨噬细胞对ox-LDL的摄取，从而抑制泡沫细胞形成。随着研究的进一步深入，更多的调控巨噬细胞功能的miRNA将被发现。

（二）miRNA对EC的调控作用

1.miR-126

miR-126是一种特异性表达于EC的miRNA。敲除小鼠体内miR-126后，血管的完整性受损，内皮细胞的增殖、迁移能力下降。miR-126与ICAM-1的3′-UTR结合，减少白细胞黏附于EC，从而减轻血管炎症。趋化因子受体（C-X-C chemokine receptor，CXCR）4是基质细胞源性因子12的受体，被重组人G蛋白信号转导调控因子16（recombinant human regulator of G-protein signaling 16，RGS16）负性调节。miR-126通过靶向沉默RGS16上调EC的CXCR4表达，减少炎症细胞募集和VSMC增殖，有助于增加斑块的稳定性。

2.miR-21

内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPC）能够分化为成熟的EC，具有促进缺血组织新血管生成及损伤血管修复功能，有抗As作用。Zuo等研究发现，miR-21通过靶向结合WWP1（WW domain-containing protein 1）的3′-UTR，从而抑制WWP1的表达，进而启动TGF-β信号通路，抑制EPC增殖，发挥促As作用。此外，Zhou等通过振动剪切应力诱导miR-21在人脐静脉EC表达上调，发现miR-21能增加VCAM-1、MCP-1等黏附分子的表达，促进单核细胞与内皮细胞之间的黏附。

3.miR-92a

与健康受试者比较，急性冠状动脉综合征患者血浆miR-92a水平明显升高。在低剪切力条件下，miR-92a过表达能够加剧ox-LDL对内皮细胞的损伤。另一研究发现，生理情况下层流产生的剪切力抑制EC miR-92a表达，但震荡产生的异常剪切力促进miR-92a表达。体内研究表明，miR-92a通过靶向沉默Kruppel样因子（Kruppel-like factor，KLF）2减少球囊损伤的颈动脉新生内膜形成。这些结果提示miR-92a是一种促As因子，抑制内源性的miR-92a表达或者外源性输入miR-92a拮抗剂可能是一个防治As的有效途径。

4.miR-155

miR-155的序列为5′-UUAAUGCUAAUCGUGAUAGGGG-3′，是位于21号染色体的癌基因BIC/MIR155HG的转录产物。这种miRNA与内皮细胞功能关系密切，但其在As中的作用尚存在争议。miR-155 mimic转染EC后，其靶基因NF-κB p65表达下降，进而抑制TNF-α诱导的炎症介质产生，发挥抗As作用。另一方面，miR-155通过靶向沉默eNOS减少EC中NO的生成，使内皮舒张功能受损，促进As发展。

（三）miRNA对VSMC的调控作用

1.miR-143/145

miR-143/145基因簇位于5q32位点上，是目前发现的一对具有重要生物学功能的miRNA基因簇。在miR-143/145基因缺失的小鼠中，血管收缩功能减弱，并且促进了血管内膜病变的发展。Cheng等发现miR-145是正常大鼠颈动脉中表达最丰富的miRNA，且选择性表达于VSMC，而且在用血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）诱导的VSMC去分化模型及球囊扩张损伤的大鼠颈动脉模型中，发现miR-145通过KLF5/心肌素（myocardin）途径稳定VSMC在收缩表型。另有研究显示，miR-143/145敲除的大鼠动脉平滑肌细胞平滑肌α-肌动蛋白和肌球蛋白重链表达明显下调，导致伪足小体形成，促进VSMC增殖和移行。这些结果表明miR-143/145通过调控VSMC表型转换及增殖发挥抗As作用。

2.miR-221/222

在从损伤的小鼠颈动脉分离的VSMC中，miR-221/222表达水平明显增加，而且miR-221/222通过靶向沉默P27、P57促进VSMC增殖与迁移，进而发挥促As作用。此外，miR-221/222过表达促进VSMC从收缩型向合成型转换，而拮抗miR-221/222的作用则相反。

3.其他miRNA

除了巨噬细胞外，VSMC摄取过多脂质后也能转变为泡沫细胞，导致斑块面积增大和稳定性降低。Gabunia等研究发现，相对于健康受试者，高脂血症患者血浆miR-133a水平明显降低，而且miR-133a过表达可直接抑制低密度脂蛋白受体衔接蛋白1（low-density lipoprotein receptor adaptor protein 1，LDLRAP1）介导的ox-LDL摄取，从而减少VSMC源性泡沫细胞的形成，发挥抗As作用。miR-18a是一种多效性的因子。一项最近的研究表明，缺氧可促进VSMC增殖，使miR-18a表达减少，而miR-18a过表达后，其靶基因缺氧诱导因子1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）水平降低，进而抑制VSMC增殖。此外，miR-124在冠心病患者As斑块中呈高表达，体外实验发现，这种miRNA通过靶向沉默Sp1（specificity protein 1）促进VSMC增殖、迁移与表型转换。

二、lncRNA与动脉粥样硬化

尽管lncRNA的研究仍处于早期阶段，但目前研究显示，lncRNA可从多个层面影响As进程，包括EC的损伤与修复、调控VSMC增殖与迁移、巨噬细胞脂质蓄积、炎症反应等（表5-2）。

（一）ANRIL

INK4基因座中的反义非编码RNA（antisense noncoding RNA in the INK4 locus，ANRIL）是一条由19个外显子组成的lncRNA，定位于9p21.3。冠心病患者As斑块中ANRIL表达明显上调，且与疾病严重程度呈正相关。在单核细胞中，ANRIL通过招募多梳抑制复合物2（polycomb repressive complex 2，PRC2）到靶基因的启动子上，反式调节相关基因的表达，从而增加细胞增殖、黏附能力，并抑制其凋亡。在EC中，ANRIL能够促进转录因子Yin Yang 1（YY1）结合到IL-6、IL-8基因的启动子上，刺激这些基因转录。这些结果表明ANRIL可能是一种促As因子。

（二）lncRNA-p21

lncRNA-p21又称为肿瘤蛋白P53通路共抑制剂1（tumor protein p53 pathway corepressor 1，TP-53COR1），定位于染色体6p21.2。与野生型小鼠相比，ApoE-/-小鼠斑块中lncRNA-p21表达水平明显降低。应用siRNA干扰lncRNA-p21表达后，P53活性降低，导致VSMC增殖加快。在小鼠颈动脉损伤模型中，lncRNA-p21敲除引起新生内膜增多及内膜-中膜厚度增加。

（三）lncRNA-Ang362

血管紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）有强烈的促As作用，不仅可引起血管收缩，导致血压增高，还能促进炎症介质的分泌和细胞外基质降解。lncRNA-Ang362是一种与AngⅡ相关的lncRNA。Leung等报道，用AngⅡ刺激VSMC后，lncRNA-Ang362表达升高，细胞增殖加快，而干扰lncRNA-Ang362可阻断AngⅡ对细胞的促增殖作用。这些作者还发现lncRNAAng362是miR-222和miR-221的前体，而miR-222和miR-221已被证实能够促进VSMC增殖。因此，AngⅡ可能通过上调lncRNA-Ang362表达，增加miR-222和miR-221水平，进而发挥促VSMCs增殖作用。

（四）MALAT1

肺腺癌转移相关转录本1（MALAT1）最先在非小细胞肺癌被发现，定位于11q13.1，具有高度保守性。以往的研究主要聚焦于MALAT1在肿瘤进展中的作用，近来研究发现这种lncRNA也与As相关。Puthanveetil等用高糖刺激人脐静脉EC，发现MALAT1、IL-6和TNF-α表达都升高，而干扰MALAT1可抑制高糖对IL-6、TNF-α表达的上调作用。在不稳定型心绞痛患者中，血浆MALAT1、CXCR2水平升高，miR-22-3p水平降低。ox-LDL处理EC后，MALAT1和CXCR2表达明显升高，而miR-22-3p表达则减少。进一步研究发现，MALAT1作为ceRNA竞争性结合miR-22-3p，使CXCR2表达上调，进而加重ox-LDL介导的内皮损伤。

（五）SENCR

SENCR是一种在VSMC和EC中特异表达的lncRNA。VSMC收缩型向合成型转化是As发生发展的重要原因。应用siRNA干扰SENCR表达后，VSMC收缩相关的基因表达下调，而促迁移相关基因表达上调，迁移能力增加，表明SENCR可稳定VSMC表型在收缩型。在糖尿病小鼠VSMC中，SENCR表达下调，叉头框蛋白O1（forkhead box 1，FoxO1）和瞬时受体电位阳离子通道6（transient receptor potential cation channel 6，TRPC6）表达则上调。进一步研究发现，高糖通过抑制SENCR表达增加FoxO1、TRPC6水平，从而促进VSMC增殖和迁移。上述研究表明SENCR可能通过调控VSMC表型转换及增殖、迁移发挥抗As作用，具体机制仍需进一步探索。

（六）RP5-833A20.1

核因子IA（nuclear factor IA，NFIA）是专一位点DNA结合蛋白，能够促进巨噬细胞中胆固醇流出，并减少IL-1β、IL-6和TNF-α等炎性介质的分泌。在NFIA过表达的ApoE-/-小鼠，血浆高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平升高，低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和极低密度脂蛋白胆固醇（very lowdensity lipoprotein cholesterol，VLDL-C）水平降低，斑块面积减少，提示NFIA具有抗As作用。NFIA已经被鉴定为miR-382-5p的靶基因。一项最近的研究表明，ox-LDL通过上调THP-1巨噬细胞RP5-833A20.1的表达来提高miR-382-5p水平，进而靶向沉默NFIA，导致胆固醇流出减少及炎症因子分泌增多，从而发挥促As作用。

（七）DYNLRB2-2

DYNLRB2-2是新近发现的一种lncRNA，定位于16q23.2。研究发现，ox-LDL处理THP-1巨噬细胞后，DYNLRB2-2表达明显上调，进而增加G蛋白偶联受体119（G protein-coupled receptor 119，GPR119）含量，最终导致ABCA1表达上调，胆固醇流出增加，泡沫细胞形成减少。

三、展望

近年来对miRNA、lncRNA与As之间关系的研究逐渐增多，这是一个新兴的领域，以这些ncRNA为靶点防治As具有相当大的潜力。虽然体外实验表明许多miRNA、lncRNA有抗As作用，但体内是否有相似的作用，仍需要进一步探讨。此外，miRNA还存在多细胞、多靶点、代谢不稳定性等问题，lncRNA与miRNA之间如何进行相互调控，哪些miRNA、lncRNA在As发病机制中起关键作用，其他的ncRNA是否参与As的发生发展等，对于这些问题的深入研究将为As等心脑血管疾病的临床诊断、预防和治疗提供新的策略和药物靶点。