miR-126与血管的研究进展

李 云，宋银宏，吕云波

(1.三峡大学 医学院 免疫学教研室; 2.三峡大学 人民医院 心内科， 湖北 宜昌 443000)



miR-126与血管的研究进展

李 云1,2，宋银宏1*，吕云波2

(1.三峡大学 医学院 免疫学教研室; 2.三峡大学 人民医院 心内科， 湖北 宜昌 443000)

MicroRNAs(miRNAs)是一类高度保守的内源性非编码小分子单链RNA，它能通过非特异性识别靶基因mRNA，在翻译水平调节基因表达，从而调节细胞的多种生物功能。目前已发现多种miRNA，其中miR-126主要存在于血管内皮细胞及血小板中，与血管的生成、发育、修复功能密切相关，可以作为研究冠心病及其他血管性疾病的良好突破口。

miR-126；血管；血管内皮生长因子；血管细胞黏附分子- 1

miRNAs是一类长度在19～24个核苷酸左右的高度保守的内源性非编码小分子单链RNA，能通过非特异性识别靶基因mRNA调节生物体的基本生物过程。目前已发现约1 400多种人类基因组编码miRNAs[1]。它们在不同的组织中发挥调控作用。本综述旨在阐明miR-126与血管的关系，有利于探讨其与心血管疾病诊断与基因治疗的新方法。

1 miR-126促进血管生成

miR-126是一种血管内皮细胞特异性高表达的miRNA，其基因位于表皮生长因子样因子7(epidermal growth factor like domain protein, Multiple 7，EGFL- 7)的第7和第8外显子之间的内含子区域，因而其表达与EGFL- 7具有一致性。EGFL- 7是一种分泌型的血管生成因子， 调控新生的血管内皮芽细胞的移动和定位，几乎完全由内皮细胞表达,可以通过自分泌的方式起作用。它在小鼠胚胎发育早期高水平表达，与血管床的形成密切相关。miR-126不是由自身的启动子启动转录，而是作为EGFL- 7基因转录的一部分被转录。因此miR-126从起源上决定了它与内皮细胞及血管生成的关系密切。以前认为EGFL- 7通过干扰和/或通过内含子miR-126调节血管的生成，近来发现利用siRNA敲除EGFL- 7后并不影响miR-126的表达[2]。Sprouty 相关蛋白家族是一种多功能蛋白，它在全身组织中广泛表达，是一种与血管新生密切相关的软脂酰化磷蛋白。它能抑制一种细胞膜外调节蛋白激酶(extracellular regulated proteinkinases，ERK)的作用，抑制血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)所诱导的ERK 激活，从而抑制血管的新生。miR-126能通过抑制Sprouty家族相关蛋白Spred 1(sprouty-related, EVH1 domain-containing protein 1)来调节血管新生和维持血管完整性。因此去除小鼠体内的miR-126可导致胚胎的血管完整性遭到破坏，并且使内皮细胞分裂增生和移动能力存在缺陷，导致胚胎死亡，而存活下来的动物则表现出心脏血管新生方面的缺陷，并将导致心梗。此外miR-126 还可以通过下调磷脂酰肌醇- 3-激酶调节亚基- 2(phosphoinositol- 3 kinase regulatory subunit, PIK3R2)，激活PI3K，介导 Akt/PKB 磷酸化，从而调节血管新生[3]。因此miR-126对预防心肌梗死及心肌梗死后血管床的再建意义重大[4]。

人胚胎干细胞定向分化为内皮细胞时，血管新生相关的线粒体miRNA表达增加，miR-126尤为显著。已知细胞可向外释放或结合多种微泡，微泡中含有的细胞质成分可作为细胞间的信号传递。内皮祖细胞释放的微泡中含有多种miRNAs，其中以miR-126最多，微泡可以结合靶细胞通过水平转移mRNA触发血管的生成[5]。在心肌梗死模型小鼠心肌中移植过表达miR-126的骨髓间充质干细胞，小鼠缺血心肌组织的毛细血管新生明显增强[6]。骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)中过表达miR-126对丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白激酶(serine/threonine-specific protein kinase，ERK/AKT)具有调控作用，能促进干细胞分化为血管内皮细胞。然而在血管内皮细胞EA.hy926细胞系中转染miR-126抑制剂，抑制miR-126的表达，却发现VEGF的表达明显上调，提示miR-126有可能在转录后水平调节血管内皮细胞VEGF 表达[7]。miR-126可能通过作用于VEGF的3UTR端起到调节基因表达的作用。已知VEGF具有特异性促进血管内皮细胞有丝分裂的作用，它能诱导血管新生、重构，增加血管通透性。急慢性心肌缺血、缺氧能够迅速增加VEGF 及其受体的表达，给予外源性VEGF 或其基因可以促进缺血心肌血管新生和侧枝循环的形成。然而抑制miR-126却能上调VEGF的表达。提示miR-126对干细胞分化为血管内皮细胞、促进血管的新生具有积极的促进作用，而在成熟的血管内皮细胞则表现为更为复杂的调节作用。由此推测miR-126和EGFL- 7一样在胚胎期或新生期对血管床的形成起关键作用。

慢性缺血性心肌病患者血循环中miR-126水平明显降低，并且miR-126水平与血清脑钠肽(brain natriuretic peptide，BNP)水平呈现负相关。这对缺血至关重要——即诱导缺血区血管生成和控制内皮细胞的功能[8]。对猴视网膜血管内皮细胞(monkey chorioretinal vessel endothelial cells， RF/6 A cell)的研究发现，低氧时细胞内的miR-126显著降低，而细胞中血管内皮生长因子和基质金属蛋白酶- 9 (matrix metalloproteinase- 9，MMP-9)蛋白质的表达增加[9]。进一步研究表明低氧时miR-126可阻滞细胞周期和抑制VEGF和MMP-9的表达从而抑制低氧诱导的新血管形成。在低氧血管内皮细胞中转染miR-126抑制剂，抑制miR-126的表达，VEGF和MMP-9的表达轻度增加，考虑与低氧时细胞内低miR-126有关。而含氧量正常时miR-126诱导VEGF和MMP-9下调并不明显，提示miR-126可以抑制低氧诱导的VEGF和MMP-9的过表达。推测miR-126对血管新生起监督、调控作用，维持血管新生的平衡。

除了女性生殖系统血管，成人的血管内皮通常是静止的。在适当的刺激(低氧、受伤、动脉粥样硬化、肿瘤生长)下，脉管系统激活长出新的毛细血管。在这些条件下，血管生成是一个高度调控的过程。血管的发芽包括静止内皮细胞的激活、细胞外基质的蛋白降解、内皮祖细胞趋化迁移、浸润到周围基质和内皮细胞增殖和分化。miR-126被认为参与调节这一复杂的生物过程，而且已证明miR-126在不同的环境中可以调节不同的靶基因[10]。

2 miR-126与损伤血管的修复

心血管疾病中miRNA的表达状态发生改变，可能导致心血管干/祖细胞的功能和分化发生改变。miRNA的失调可能会限制和损害心血管的修复反应[11]。内皮祖细胞(endothelial progenitor cells, EPCs)吸收内皮细胞膜微粒(endothelial microparticles，EMPs) 促进内皮细胞迁移和增值是内皮修复的关键步骤。miR-126是EMPs内主要表达的miRNA，它能促进内皮祖细胞扩散，动员、迁移[12]。血管损伤时，miR-126被EMPs运输到人类冠状动脉内皮细胞调节目标蛋白Spred1促进血管内皮细胞修复。敲除EMP内的miR-126，体外EMP对人类冠脉内皮细胞转移和增值的中介作用及体内的再内皮化将不复存在。在模拟糖尿病条件下，源自内皮祖细胞的EMPs中包含的miR-126显著降低，显示出在体外和体内内皮修复能力减弱[13]。炎性反应时粒细胞集落刺激因子(granulocyte colony stimulating factor，G-CSF)激活能促进细胞内的miR-126释放至细胞外，含有miR-126的囊泡与骨髓造血干细胞/祖细胞、基质细胞及内皮细胞融合，其内的miR-126可以结合血管细胞黏附分子- 1(vascular cell adhesion molecule 1，VCAM- 1)3′-UTR mRNA使得细胞表面的VCAM- 1表达下降。促进骨髓造血干细胞/祖细胞动员到外周血，有利于损伤血管的修复[14]。血管内皮细胞凋亡小体内含有丰富的miR-126，凋亡小体能与附近的血管内皮细胞接触融合，传递旁分泌信号到脉管细胞，促发CXC类趋化因子CXCL12的产生和内皮祖细胞的趋化, 修复受损的血管内皮。内皮祖细胞增殖能分化为成熟内皮细胞也可转化为间充质细胞(mesenchymal cells),提示EPCs在内皮修复过程中有促进内膜增生的作用。在血管内皮细胞， miR-126可以通过作用于PIK3R2负调节PI3K/Akt信号通路，抑制EPC转化为间充质细胞调节内膜增生[15]，从而调节血管的修复。因此miR-126与血管的修复密切相关，具有血管保护作用。

3 miR-126与动脉粥样硬化

血管内皮细胞损伤及炎性细胞的黏附转移是冠状动脉粥样硬化的重要因素。氧化修饰低密度脂蛋白(Ox-LDL)与动脉粥样硬化血管损伤关系密切。miR-126在LDL-C升高的患者血浆中表达水平升高而在LDL-C降低的患者中表达水平降低，提示miR-126与脂质代谢存在一定的相关性。VCAM- 1能促进单核细胞迁移入血管内皮下层，转化为巨噬细胞，摄取脂质转化为泡沫细胞，并向淋巴细胞提供抗原，触发局部免疫反应；同时释放多种细胞因子，促进平滑肌细胞表型转化和增殖，形成纤维斑块。miR-126能结合VCAM- 1 mRNA的UTR，引起mRNA的翻译抑制并抑制蛋白质从头合成，抑制单核细胞黏附迁移，具有抗动脉粥样硬化的作用[16]。富含于凋亡小体的miR-126移植在载脂蛋白E-/-小鼠体内可以减少动脉粥样硬化病变形成[14]。因此miR-126具有血管保护作用。血管重塑是动脉粥样硬化另一个重要的病理改变。细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的重建及炎性细胞聚集在血管重塑中起着至关重要的作用。血管内皮细胞的miR-126可以通过作用于PIK3R2负调节PI3K/Akt信号通路抑制EPC转化为间充质细胞，调节内膜增生。提示miR-126有作为早期诊断心血管疾病中内膜增生的潜能，并能作为一种通过调节内皮细胞转化为间充质细胞过程治疗冠心病的手段[15]。动脉粥样硬化中，斑块的稳定性决定着患者的预后。miR-126与动脉粥样硬化的关系密切并影响着斑块的稳定性，其可作为动脉粥样硬化治疗的重要靶点。

4 miR-126作为冠心病生物标志物

冠心病患者常常出现急性、恶性心血管事件，有效的生物学标志物有利于冠心病的早期诊断从而提高生存率。心肌细胞坏死时大量的miRNA释放入血。实验证明血浆及血清中miRNA比较稳定，能耐受反复冷冻及解冻，可作为血液基础的标志物。而且心肌梗死中miRNAs与已经建立的生物标志物相比有一个非常重要的特点，即心肌损伤后的早期释放。例如miR-499- 5p在结扎冠脉小鼠15 min内已经显著增高1.7倍[17]。miR-126作为一种维护内皮体内平衡和血管完整性的关键调节器，有望作为血管损伤和内皮功能障碍预后的生物标志物。通过冠心患者群和健康人群对比发现，miR-126在冠心病患者血清中表达比健康人下降，并且跟心肌损伤程度有一定的关系。同时不稳定心绞痛及心梗患者miR-126的表达水平比稳定性心绞痛下降更为明显[7]。通过检测急性心肌梗死患者全血中的miR-126，发现在心肌梗死早期miR-126表达水平升高与心肌钙蛋白I具有相同的时间窗，但拥有更早的达峰时间，而7d后与健康对照组浓度相当[18]。冠状动脉PCI术后血浆miR-126高表达还可能预示不良事件的风险高[19]。由于miR-126与血管干细胞的关系密切，miR-126的表达水平降低可能成为干细胞血管病变发生发展过程中的一个重要的生物预警，对干细胞或急性心肌梗死发作的早期诊断和预防有一定的指示作用。

然而，目前大多数实验数据还是来源于数量较少的患者样本，并且检测miR-126的技术仍有待进一步优化及标准化。因此miR-126是否最合适可以替代目前已知的生物标志物并作为判断冠心病预后的指标仍不十分确定。甚至循环miR-126是否真的可以作为有意义的生物标志且对临床有指导意义还有待进一步验证。

5 应用与展望

目前miR-126在心血管中的研究取得了一定的进展，miR-126与血管的关系密切已得到大家公认。随着冠心病发病率日益增高，而药物治疗、搭桥手术及介入治疗均存在一定的局限性，miR-126因其与血管的发育、修复功能关系密切，其在心血管疾病早期诊断及基因治疗上的前景尤为引人注目。但是目前仍存在太多未知的领域有待进一步探索。相信随着研究的不断深入进展，miR-126将在血管性疾病方面越来越清晰的向人们展示它的本来面目。

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The research progress of miR- 126 and blood vessels

LI Yun1,2, SONG Yin-hong1*, LÜ Yun-bo2

(1.Dept. of Immunology, Medical Science College of China Three Gorges University; 2.Dept. of Cardiology, the People’s Hospital of Yichang, Three Gorges University, Yichang 443000, China)

MicroRNAs(miRNAs) is one kind of highly conservative endogenous non-coding single-stranded RNAs with small molecule, it is able to regulate gene expression at the translation level by non-specific identification of target genes’ mRNA, and it can regulate various biological functions of cells. Up to now a variety of microRNAs have been found, in which miR-126 mainly exists in vascular endothelial cells and platelets, and is closely related to the generation, development and repairing of blood vessels. Therefore, miR-126 will become a very good breach to study coronary heart disease and other vascular diseases.

miR-126; blood vessel; VEGF; VCAM-1

2014- 04- 28

：2014- 07- 18

三峡大学自然科学基金(KJ2013A012)

*通信作者(correspondingauthor)：syh728@126.com

1001-6325(2015)02-0257-05

短篇综述

R 543

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