基于miRNA探讨中医药疗法从心肌细胞凋亡角度治疗缺血再灌注损伤

葛腾 ，齐鸿飞 ，宁博 ，李舒钰 ，吴永青 ，赵明君

1.陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046； 2.陕西中医药大学附属医院，陕西 咸阳 712000

心肌缺血再灌注损伤（myocardial ischemiareperfusion injury，MIRI）是指淤阻的血管恢复灌注后发生一系列的心肌细胞损伤[1]。随着我国心肌梗死疾病发病率逐年上升，MIRI患病率也随之升高。早在20世纪，研究者提出心肌细胞再灌注后更容易发生损伤，且情况逐渐严重，甚至出现不可逆的损害，但机制复杂不清[2]。目前仅予抗氧化、减轻钙超载等治疗，未见显著疗效[3]。研究表明MIRI 大多会出现心肌细胞凋亡[4]，抑制心肌细胞凋亡逐渐成为MIRI的潜在治疗策略[5]。伴随现代基因学微小核糖核酸（miRNA）的深入研究，发现调控miRNA可进一步活化下游靶基因调控心肌细胞凋亡。中医药疗法基于miRNA治疗心肌细胞凋亡已在体内实验与体外实验中取得初步疗效。为进一步明确机制，探索治疗新视野，本文重点综述中医药疗法调控miRNA 改善心肌细胞凋亡，并提出miRNA调节心肌细胞凋亡可能是治疗MIRI的潜在方案，为中医治疗MIRI提供理论参考。

1 中医认识

MIRI是冠状动脉再通术后常见并发症，症状与中医学“胸痹”相似。胸痹表现为胸痛、胸闷、气短等症状，病因病机主要为“阳微阴弦”，即本虚标实证，阳微指气、血、阴、阳亏虚，阴弦指血瘀、痰饮、寒凝、气滞[6]，治法以扶正祛邪为主。MIRI表现为胸痛、心律失常、心肌顿抑、心肌细胞水肿等，笔者认为MIRI的病因病机是在胸痹基础上形成，基本病机同样为本虚标实，主要原因有：①“气为血之帅，血为气之母”，气与血相互转化、相互依从，当发生心肌梗死时，患者大汗淋漓、烦躁不安易耗气伤阳，加之血液运行骤停，气失濡养导致心气、心阳受损，发生心中悸动不安。②缺血复流后血液得以通畅，但正气仍亏，不能推动全身络脉的血液运行，甚可再发瘀血致心肌细胞不能恢复正常状态，出现“无复流”现象，导致心肌顿抑等，正如《金匮要略·胸痹心痛短气病脉证治》“胸痹而痛，所以然者，责其极虚也”，胡婷等[7]提出益气活血法治疗MIRI。③气虚血瘀相互掺杂进一步导致机体紊乱，水液停聚发为心肌细胞水肿，线粒体损伤，心肌细胞凋亡，心脏损伤，心功能下降，故为“标实”。

2 微小核糖核酸与心肌细胞凋亡

近年来大量研究表明，长链非编码RNA（lncRNA）、miRNA、环状RNA（cricRNA）在心脏中高度表达，对MIRI治疗发挥十分重要作用，尤其是miRNA在心肌细胞凋亡、增殖等心血管疾病方面具有潜力[8]。目前研究表明，miRNA形成需要经过细胞核阶段和细胞质阶段[9]。由RNA聚合酶Ⅱ加工miRNAs为初级miRNA，随后被核糖体酶Drosha-DGCR8复合物切割为前体miRNAs[10]，再由Dicer酶酶切形成双链miRNA，最后被Argonaute分解为单链而成熟[11]，即成熟的miRNA是一种单链非编码RNA，长度约20个核苷酸，调控人体约33%的基因[12]。miRNA与靶基因mRNA配对结合后有2种形式：①完全配对互补，靶基因mRNA被降解；②不完全配对互补，靶基因mRNA被抑制。大量研究表明，miRNA可调控心肌细胞凋亡。林静等[13]通过检测收治的门诊心肌梗死患者得出miRNA-21可抑制肿瘤坏死因子（TNF）-α介导的心肌细胞凋亡；周柯等[14]通过H9C2细胞制备缺氧/复氧模型并上调miR-26b-5p表达，发现miRNA 可通过靶向MAPK6 抑制心肌细胞凋亡；王春丽等[15]通过建立小鼠心力衰竭模型并转染miRNA-153抑制剂，发现调控miRNA-153可影响线粒体的代谢物摄取、离子稳态、三磷酸腺苷（ATP）合成，从而进一步调节心肌细胞损伤；Pan等[16]利用大鼠构建心肌缺血再灌注模型，并转染miRNA，发现miRNA-21可调控TLR4/NF-κB改善心肌细胞凋亡；Cheng等[17]利用缺血预处理治疗心肌缺血再灌注模型大鼠，发现miRNA-21参与并调节程序性细胞死亡因子4（PDCD4）减少心肌细胞凋亡。研究表明，miRNA有望从体液中分离出作为疾病的新型生物标志物[18]。目前，miRNA检测方法有定量聚合酶链式反应、微阵列分析及RNA测序等[19]。

3 心肌缺血再灌注损伤与心肌细胞凋亡

细胞凋亡是目前研究较多且受基因调控的细胞死亡方式，属于程序性细胞死亡的形式之一[20]。细胞凋亡途径主要包括3种：内源性线粒体途径、外源性死亡受体途径和内质网途径[21]。内源性途径为线粒体受刺激后释放细胞色素C并通过一系列复杂过程激活胱天蛋白酶（Caspase）-9通路控制凋亡[22]；外源性途径为刺激细胞表面死亡受体激活Caspase凋亡级联反应[23]；内质网途径大多为钙离子失衡，激活一系列Caspase凋亡程序[24]。MIRI与细胞凋亡的关系可能与以下3种有关：①心肌细胞突然恢复供血会使氧化应激刺激心肌细胞释放大量死亡受体，诱导心肌细胞凋亡；②MIRI可激活p53，使ATP生成减少或造成细胞膜损伤，诱发细胞凋亡；③MIRI进展中活性氧还可使内质网发生应激，加重心肌细胞凋亡。内质网发生应激时，使Ca2+失衡引发心肌细胞凋亡[25]。故目前研究发现大多数MIRI会使心肌细胞发生凋亡[26]，且凋亡在MIRI进展中持续存在，而抗心肌细胞凋亡逐渐成为治疗MIRI的潜在方案[5]。孙野[27]用中药复方丸剂三苦滴丸治疗MIRI模型大鼠，发现三苦滴丸可通过抑制细胞凋亡减轻大鼠MIRI 程度；Wu 等[28]用芍药苷治疗MIRI 模型大鼠，发现芍药苷可通过凋亡信号通路减轻大鼠MIRI程度；韩笑等[29]用丹红滴丸治疗MIRI模型大鼠，发现丹红滴丸可通过凋亡信号通路减轻大鼠MIRI程度。

4 中医药调控

中医治疗疾病具有多通路、多靶点、小毒性等优势。本文整理中医药疗法调控miRNA抗心肌细胞凋亡文献，总结中医药疗法基于miRNA从心肌细胞凋亡角度治疗MIRI的可能性与理论基础。

4.1 微小核糖核酸-21

miRNA-21多存在于心血管中，是miRNA家族中一个亚型，可降低梗死心肌细胞的凋亡率[30]，其过表达对MIRI是一种保护措施。有研究者称miRNA-21为心肌细胞凋亡拮抗剂，笔者认为可能有以下3种原因：①抑制PDCD4。PDCD4 是miRNA-21 的靶基因，miRNA-21可抑制PDCD4[31]，抗心肌细胞凋亡。②抑制Fasl。Fasl是心肌细胞凋亡的主要因子之一，与死亡TNFRSF6/FAS受体结合，介导T-cell引起心肌细胞凋亡[32]。③抑制第10号染色体缺失的磷酸酶和张力蛋白同源物基因（PTEN）。抑制PTEN 表达可激活PI3K/AKT 信号通路使Bcl-2 上调，保护MIRI 后的心肌细胞[33]。芪苈强心胶囊由黄芪、附子、人参等组成，有益气温阳、活血通络之效，能显著抑制心肌细胞凋亡，改善心室舒张功能，可明显抑制心肌微血管内皮细胞凋亡，其机制可能是调控miRNA-21 抗细胞凋亡[34]。葛根素可通过上调miRNA-21，增加Bcl-2表达，降低Bax、Caspase-3表达，发挥抗心肌细胞凋亡作用，改善缺血再灌注损伤，而转染miRNA-21抑制剂可影响葛根素对心肌细胞的保护[35]。去甲斑蝥素由斑蝥抗癌成分斑蝥素合成，可抑制缺血再灌注损伤的心肌细胞凋亡，其机制可能是上调miRNA-21 表达，抑制PDCD4，改善细胞凋亡[36]。红景天苷可通过上调miRNA-21表达、降低Caspase-3、减少氧化应激从而抗心肌细胞凋亡，改善缺血再灌注损伤[37]。

4.2 微小核糖核酸-1

miRNA-1 是一种在心肌细胞中特异性高表达的miRNA，主要通过影响心脏发育过程相关基因表达抑制心肌细胞凋亡。miRNA-1抗心肌细胞凋亡可能与2种因素有关：①上调热休克蛋白表达[38]。②抑制Caspase-3裂解与细胞骨架、代谢和生存的相关物质，抗心肌细胞凋亡[39]。针灸具有调和阴阳、疏通经络、扶正祛邪功效，其可调控miRNA通过多靶点、多通路保护心肌细胞。电针是指在针刺得气之后给予人体生物微电量增加刺激，具有促进血液微循环、调节神经紊乱、止痛解痉之效。研究发现，“标本配穴”法电针刺激可通过降低miRNA-1表达明显减轻大鼠心肌缺血后的细胞凋亡[40]。羟基红花黄色素A是红花的有效成分，有活血化瘀功效，其可通过沉默miRNA-1表达而抑制氧化应激，抗心肌细胞凋亡[41]。黄芪甲苷可通过调控miRNA-1改善收缩障碍、减少心肌细胞凋亡，机制可能与miRNA-1/CaMKⅡ RyR2/Ca2+有关[42]。胡黄连苦苷Ⅱ可下调miRNA-1、Caspase-3表达，升高Bcl-2表达，抵抗氧化应激后心肌细胞凋亡[43]。

4.3 微小核糖核酸-499

miRNA-499 是一种与心肌分化密切相关的miRNA，在心肌中特异性表达。miRNA-499在MIRI进展中发挥抗心肌细胞凋亡作用，可能与4种因素有关：①活化PI3K/AKT，调控下游因子抑制心肌细胞凋亡[44]。②结合CD38，使心肌细胞的SIRT1/FOXO1抗氧化信号通路活化，减少心肌细胞凋亡[45]。③抑制PDCD4、SOX6，调节Bax、Bcl发挥抑制心肌细胞凋亡[46]。④结合高迁移率族蛋白1，下调Bax、Caspase-3，上调Bcl-2[47]。羟基红花黄色素A 不仅可通过调节miRNA-1 抗心肌细胞凋亡，还可上调miRNA-499 表达，降低Bax、Caspase-3 表达抗心肌细胞缺氧/复氧后的凋亡[48]。阿魏酸可抑制心肌细胞凋亡，机制可能是调节miR-499-5p/p21信号通路发挥作用，而抑制miR-499-5p可逆转阿魏酸保护心肌细胞作用[49]。

4.4 微小核糖核酸-126

miRNA-126 可调控血管内皮，在心肌梗死患者中表达降低，可成为急性心肌梗死的生物标志物[50]，其机制可能与调控凋亡家族蛋白有关。武庆娟[51]研究表明，自拟方稳心汤可抗心肌细胞凋亡，改善不稳定性心绞痛患者的症状，其机制可能是通过上调miRNA-126-5p 表达，使Bcl-2 表达上升，Caspase-9/Caspase-3表达下降。赵薇[52]通过心肌梗死大鼠模型研究稳心汤改善心肌细胞凋亡分子机制，表明稳心汤能调节miRNA-126-5p 表达，控制凋亡蛋白Bcl-2、Caspase-9、Caspase-3表达。

4.5 微小核糖核酸-133

miRNA-133是一种在心肌和骨骼、平滑肌中表达的miRNA，高表达的miRNA-133可抑制心肌细胞凋亡[53]。其机制可能与调控Caspase-3和Aifm2双通道有关。李俊平[54]研究表明，自拟益气活血方可上调miRNA-133表达，降低Caspase-3蛋白表达，减少心肌细胞凋亡。电针通过miRNA-133 抑制Caspase-3 或Aifm2 表达可抗心肌细胞凋亡[40，55-56]。冯俊等[57]发现丹参酮ⅡA可减少心力衰竭大鼠心肌细胞凋亡，其机制可能是上调miRNA-133表达，调控Bax、Bcl-2蛋白。刘蓉芳等[58]用自拟方心康冲剂干预心力衰竭大鼠，表明心康冲剂可调控miRNA-1、miRNA-133发挥抗心肌细胞凋亡作用。

5 展望

本文梳理中医药疗法调控miRNA改善心肌细胞凋亡相关文献（见表1），进一步讨论其治疗机制，提出中医药疗法基于miRNA从心肌细胞凋亡的角度防治MIRI，可能为中医药治疗MIRI的新理论观点。现有研究虽诠释中医药疗法调控miRNA，但中医药调控miRNA的机制尚未完全明确，还需更加高质量的研究加以论证。

表 1 中医药疗法调控miRNA治疗心肌细胞凋亡

笔者认为中医药调控miRNA可能是通过以下两方面：①调节lncRNA 调控miRNA。Li 等[59]发现，lncRNA XIST可直接靶向miRNA-133，而抑制MIRI；王念等[60]通过构建lncRNA-miRNA-mRNA网络预测冠心病的分子调控轴，发现lncRNA-miRNA存在标靶关系；刘宇等[61]研究表明，长春花提取物可调控lncRNA XIST/miR-485-5p 轴改善宫颈癌细胞增殖、迁移；陈博威等[62]利用网络整合分析得出六味地黄汤可通过lncRNAH19/miRNA-17轴治疗新生儿缺血/缺氧脑病。②干预RNA 聚合酶Ⅱ激活转录，从而影响miRNA。胡骏等[63]利用网络药理学方法得出丹参通络方可参与RNA聚合酶Ⅱ激活转录因子结合。miRNA的下游有关凋亡信号蛋白存在于多条通路中，相互影响，相互制约，调控机制仍不清楚。中医药疗法调节miRNA治疗MIRI的相关研究仍不充足。研究表明，随着心肌损伤，人体miRNA-133 表达升高，而随着治疗miRNA-133表达却降低，与动物实验相悖，分析其原因可能是炎症反应双向性、人体的特殊性导致[64]。故中医药疗法在治疗MIRI的相关分子机制还需更多高质量的研究论证。在此基础上，应发挥中医学优势，继续探索分子通路、蛋白基因靶点，挖掘中医药机制，为探索中医防治MIRI提供更加可靠的理论依据和临床治疗策略。