MicroRNAs在高血压疾病中的研究进展

王辉波　杨　俊

(三峡大学第一临床医学院心血管病研究所 三峡大学第一临床医学院心内科，湖北　宜昌　443003)



MicroRNAs在高血压疾病中的研究进展

王辉波杨俊

(三峡大学第一临床医学院心血管病研究所 三峡大学第一临床医学院心内科，湖北宜昌443003)

MicroRNAs；高血压；肾素-血管紧张素-醛固酮

高血压是全球最常见的慢性病之一，预计从2000 年到 2025年间，高血压全球发病率将增加10%，增加约5.6亿患者〔1〕。在我国，估计目前高血压患病人数已经超过2亿，且知晓率、治疗率和控制率较低〔2〕。如果不能早期发现和采取合适的治疗方法，持续高压会导致严重的心、脑、肾及其他器官损伤或疾病，如心肌梗死(MI)、心衰(HF)、肾功能衰竭和中风，从而严重影响人们的健康和生存质量〔3〕。

众所周知，高血压是一种复杂的多因素疾病，一系列的机制参与其发病，包括肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)与交感神经系统的过度激活、血管内皮功能障碍、氧化应激等，其中RAAS的过度激活起着最为关键的作用〔4〕。MicroRNAs (miRNAs)是一类高度保守的单链小分子(21 ～ 25个碱基)非蛋白编码RNA，与特异性靶基因mRNA 3'-UTR 区结合，通过转录后水平调控细胞功能。研究表明，miRNAs表达异常与一系列疾病关系密切，其中包括高血压〔1〕。最近研究显示，高血压患者较正常对照组相比，有大约27种miRNAs表达异常〔2〕。本文综述了miRNAs通过调节RAAS的多个部位参与高血压发病的机制。

1　microRNA的生物合成及功能

自从1993由Lee等〔3〕第一次发现到如今，miRNA是最热门的研究领域之一。miRNA为进化上高度保守的单链非编码小RNA，由真核生物细胞产生〔4〕。miRNA来自于miRNA基因和编码蛋白的基因的内含子，最初在RNA聚合酶Ⅱ催化下转录成长的初级转录物(pri-miRNA)，随后，他们中主要部分通过核复合体Drosha RNaseⅢ因子拼接形成pre-miRNA〔5〕，并由Exportin-5运出细胞核到胞质。胞质中的pre-miRNA 被Dicer RNA核糖核酸酶Ⅲ酶加工并形成双链RNA(miRNA-miRNA*复合物)，其中只有一条链优先保留形成成熟的miRNA，而另一条从miRNA-miRNA *复合物中降解〔5〕。

成熟的单链miRNA附着于mRNA分子上RNA诱导的沉默复合体(RISC)的3′非翻译区(UTR)，通过降解mRNA或抑制蛋白质翻译导致mRNA沉默〔6〕。在过去的二十多年，人们对miRNA调节细胞基本功能(包括细胞增殖，分化，凋亡，迁移等)的作用机制进行了广泛的研究〔4〕。

2　RAAS与高血压

RAAS参与调节多种生理功能，如血流动力学、电解质平衡和循环容量等，而RAAS过度激活是高血压最重要的发病机制〔1〕。RAAS级联开始时肾球旁细胞(JGE细胞)分泌肾素进入血液循环，血浆肾素裂解血管紧张素原(AGT)形成血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)。随后，AngⅠ被血管紧张素转换酶(ACE)催化形成八肽的血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)〔7〕。

AngⅡ发挥着重要的升高血压作用，可独立影响肾对钠重吸收，直接作用于小动脉影响血管收缩，作用于脑刺激盐欲和口渴行为，作用于交感神经增加交感神经张力。同时，AngⅡ也可以作用于肾上腺皮质促进醛固酮分泌，醛固酮可作用于集合管，促进对钠和氯的重吸收，从而增加循环容量、升高血压〔8〕。

3　miRNA与高血压

3.1miR-181a交感神经系统的过度激活是高血压的另一个重要的发病机制，交感神经的激活除了通过收缩外周阻力血管、增加心率等途径升高血压外，肾交感神经还可刺激肾素的释放，肾素的释放是产生AngⅡ和升高血压的关键限速步骤〔7〕。遗传性高血压小鼠(BPH/2J)表现为交感神经系统过度活化，Jackson等〔9〕发现BPH /2J小鼠中miR-181a和肾素之间呈负相关。Marques等〔10〕发现高血压患者miR-181a表达降低，同时伴有肾素mRNA表达增加。因此推断，miR-181a与血压水平呈负相关，其机制可能是miR-181a抑制交感神经的活化和肾素的产生。

3.2miR-145AngⅡ是RASS的中心。ACE的表达升高与高血压的发生密切相关，而ACE的表达因剪切应力而下调。Kohlstedt等〔11〕发现，剪切应力降低ACE的表达由miR-145(位于染色体5q33)介导。Hu等〔12〕研究表明miR-145b表达增高诱导ACE蛋白水平下调并不是通过降低mRNA水平。因此，miR-145通过转录后水平对ACE进行负向调节，从而降低血压。

3.3miR-155Ang Ⅱ有两种类型的受体：AngⅡ受体1(AGT1R)和AngⅡ受体2(AGT2R)，其中AGT1R参与调控心血管系统的多种生理病理机制，包括促进儿茶酚胺释放、导致血管收缩、升高血压等。相反，AGT2R发挥抑制RASS的心血管保护作用并降低血压〔13〕。编码AGT1R的基因位于染色体3q，包含五个外显子〔14〕。最新研究表明，miR-155(位于21号染色体)通过结合到编码AGT1R mRMA的3′非翻译区，从而沉默AGT1R mRNA的表达〔15〕。而miR-155降低AGT1R mRNA的表达可被转录生长因子-β1和抗-miR-155抑制，从而导致AGT1R mRNA和蛋白表达水平升高〔16〕。以上表明miR-155抑制AGT1R蛋白表达水平，从而发挥降低血压的作用。

3.4miR-124和miR-135a醛固酮与醛固酮受体(MR)特异性结合，促进肾脏对Na+和水的重吸收而增加循环容量，发挥升高血压的作用。MR由醛固酮受体基因(NR3C2)编码〔17〕，NR3C2缺乏小鼠因为严重低Na+和缺水而在出生不久死亡〔18〕。Solber等〔19〕发现，miR-124和 miR-135a可以抑制NR3C2基因的表达，导致MR蛋白水平降低，而其mRNA水平并未受到明显改变，miR-124和 miR-135a通过转录后水平抑制MR的数量，从而发挥降低血压的作用。

3.5miR-421和miR-143自从在2000年第一次被Donoghue等〔20〕发现，血管紧张素转换酶2(ACE2)一直被认为是一种RAAS的负性调节酶，直接将Ang Ⅱ分解成Ang(1-7)，而Ang(1-7)的功能与ACE/Ang Ⅱ/AGT1R通路相反，从而发挥心血管保护作用〔21，22〕。Lambert等〔23〕发现，miR-421(位于染色体 X q13.2)可以减少ACE2蛋白水平，而其mRNA水平未发生明显改变，同时对ACE2的同源物ACE的mRNA和蛋白水平均没有影响。因此证实，miR-421通过转录后水平下调ACE2的产生，从而减少Ang Ⅱ的分解而发挥着升高血压的作用〔23，24〕。相似地，Gu等〔25〕通过miR-143抑制大鼠的ACE2和Ang(1-7)水平，从而升高血压。

3.6miR-483-3pKemp等〔26〕发现miR-483-3p(位于11号染色体)是一种神奇的RAAS相关 miRNA，它可以抑制4种不同的RAAS相关基因(AGT，ACE，ACE2，AGTR2)的表达，而这些作用可被抗-mir-483-3抑制〔27，28〕。miR-483-3p通过抑制AGT和ACE降低Ang Ⅱ的生成，从而发挥着降低血压的作用。与此同时，miR-483-3p还可以抑制ACE2与AGTR2的产生，ACE2、AGTR2分别与其同源物ACE，AGTR1相反，发挥着降低Ang Ⅱ水平或抑制Ang Ⅱ的作用，所以miR-483-3p可以通过抑制ACE2、AGTR2的表达升高血压，这与前面的降压作用完全相反。而miR-483-3p对血压的综合影响还有待进一步研究。

4　总结与展望

RAAS的过度激活作为高血压的重要发病机制具有里程碑的意义，它为高血压的预防和治疗提供了重要的理论基础。而microRNA通过转录后水平调节RAAS系统的多个组成成分，从而在高血压的发病机制中发挥着重要，其中一些miRNAs通过抑制RAAS发挥着降压作用，另外一些则相反。随着人们的进一步研究，miRNAs可能成为高血压诊断、治疗上的新靶点。

1Bátkai S，Thum T.MicroRNAs in hypertension：mechanisms and therapeutic targets.〔J〕.Curr Hyperten Rep，2012；14：79-87.

2Li S，Zhu J，Zhang W，etal.Signature microRNA expression profile of essential hypertension and its novel link to human cytomegalovirus Infection〔J〕.Circulation，2011；124(2)：175-84.

3Lee RC，Feinbaum RL，Ambros V.The C.elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14〔J〕.Cell，1993；75(5)：843-54.

4Mcmanus DD，Victor A.Circulating microRNAs in cardiovascular disease〔J〕.Circulation，2011；124(18)：1908-10.

6Huili G，Ingolia NT，Weissman JS，etal.Mammalian microRNAs predominantly act to decrease target mRNA levels〔J〕.Nature，2010；466(7308)：835-40.

7Mentz RJ，Bakris GL，Bernard W，etal.The past，present and future of renin-angiotensin aldosterone system inhibition〔J〕.Int J Cardiol，2013;167(5)：1677-87.

8Fournier D，Luft FC，Bader M，etal.Emergence and evolution of the renin-angiotensin-aldosterone system〔J〕.J Mol Med，2012;90(5)：495-508.

9Jackson KL，Marques FZ，Watson A，etal.A novel interaction between sympathetic overactivity and aberrant regulation of renin by miR-181a in BPH/2J genetically hypertensive mice〔J〕.Hypertension，2013;62(4)：775-81.

10Marques FZ，Campain AE，Maciej T，etal.Gene expression profiling reveals renin mRNA overexpression in human hypertensive kidneys and a role for microRNAs.〔J〕.Hypertension，2011;58(6)：1093-8.

11Kohlstedt K，Trouvain C，Boettger T，etal.AMP-activated protein kinase regulates endothelial cell angiotensin-converting enzyme expression via p53 and the post-transcriptional regulation of microRNA-143/145〔J〕.Circ Res，2013;112(8):1191-8.

12Hu B，Song JT，Qu HY，etal.Mechanical stretch suppresses microRNA-145 expression by activating extracellular signal-regulated kinase 1/2 and upregulating angiotensin-converting enzyme to alter vascular smooth muscle cell phenotype〔J〕.PLoS One，2014;9(5)：e96338.

13Chandra S，Narang R，Sreenivas V，etal.Association of angiotensin II type 1 receptor (A1166C) gene polymorphism and its increased expression in essential hypertension：a case-control study〔J〕.PLoS One，2014;9(7)：e101502.

14Mottl A，Shoham DK.Angiotensin Ⅱ type 1 receptor polymorphisms and susceptibility to hypertension：a HuGE review〔J〕.Genet Med，2008;10：560-74.

15Giulio C，Italia P，Alessia B，etal.Interplay between miR-155，AT1R A1166C polymorphism，and AT1R expression in young untreated hypertensives〔J〕.Am J Hypertens，2011;24(2)：241-6.

16Martin MM，Lee EJ，Buckenberger JA，etal.MicroRNA-155 regulates human angiotensin Ⅱ type 1 receptor expression in fibroblasts〔J〕.J Biol Chem，2006;281(27)：18277-84.

17Luo JQ，Wang LY，He FZ，etal.Effect of NR3C2 genetic polymorphisms on the blood pressure response to enalapril treatment〔J〕.Pharmacogenomics，2014;15(2)：201-8.

18Berger S，Bleich M，Schmid W，etal.Mineralocorticoid receptor knockout mice：Pathophysiology of Na+metabolism〔J〕.Proc Natl Acad Sci U S A，1998;95(16)：9424-9.

19Solber S，Laan M，Annilo T.MicroRNAs miR-124 and miR-135a are potential regulators of the mineralocorticoid receptor gene (NR3C2) expression〔J〕.Biochem Biophys Res Commun，2010;391(1)：727-32.

20Donoghue M，Hsieh F，Baronas E，etal.A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9〔J〕.Circul Res，2000;87(5)：E1-9.

21Patel SK.From gene to protein-experimental and clinical studies of ACE2 in blood pressure control and arterial hypertension〔J〕.Front Physiol，2014;5：227.

22Varagic J，Ahmad S，Nagata S，etal.ACE2：Angiotensin Ⅱ/angiotensin-(1-7) balance in cardiac and renal injury〔J〕.Curr Hypert Rep，2014;16(3)：420.

23Lambert DW，Lambert LA，Clarke NE，etal.Angiotensin-converting enzyme 2 is subject to post-transcriptional regulation by miR-421〔J〕.Clin Sci，2014;127(4)：243-9.

24Chen LJ，Xu R，Yu HM，etal.The ACE2/Apelin signaling，microRNAs，and hypertension〔J〕.Int J Hypert，2014;2015:1-6.

25Gu Q，Wang B，Zhang XF，etal.Contribution of renin-angiotensin system to exercise-induced attenuation of aortic remodeling and improvement of endothelial function in spontaneously hypertensive rats〔J〕.Cardiovasc Path，2014；23(3)：298-305.

26Kemp JR，Unal H，Desnoyer R，etal.Angiotensin Ⅱ-regulated microRNA 483-3p directly targets multiple components of the Renin-Angiotensin System〔J〕.J Mol Cell Cardiol，2014;75(7)：25-39.

27Obama T，Eguchi S.MicroRNA as a novel component of the tissue renin angiotensin system〔J〕.J Mol Cell Cardiol，2014;75(5)：98-.

28Padia S，Carey R.AT receptors：beneficial counter-regulatory role in cardiovascular and renal function〔J〕.Pflugers Archiv Eur J Physiol，2013；465(1)：99-110.

〔2015-12-19修回〕

(编辑李相军)

国家自然科学基金(81170133,81200088,81470387)；三峡大学研究生科研创新基金(2015CX098)

杨俊(1962-)，男，教授，博士生导师，主要从事心血管疾病的临床及基础研究。

王辉波(1990-)，男，在读硕士，主要从事心血管疾病的研究。

R544.1

A

1005-9202(2016)16-4108-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.16.111