第三节　非编码RNA与扩张型心肌病

扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）是一种原因未明的原发性心肌疾病，对人类健康危害极大，主要特征为左、右心室或双侧心室扩大，进行性心室收缩功能减退，最终发展为心力衰竭。作为非缺血性心肌病中最常见的类型，我国DCM年发病率为（13~84）/10万，5年死亡率约为25%。由于发病机制不完全清楚，DCM目前尚无特效治疗方法。常规治疗主要包括血管紧张素转换酶抑制剂、β受体阻滞剂、利尿剂及醛固酮拮抗剂等。虽然心脏移植的开展已为该类患者提供了较大的生存机会，但受供体短缺、费用大、排异反应等问题的限制，并不能使更多的患者受益。同样，左室辅助装置、心脏再同步治疗、植入性心脏复律除颤器的广泛应用，也解决了部分临床问题，但这些方法仍然存在诸多缺陷。因此，进一步明确DCM的发病机制，采用分子生物学手段治疗DCM是今后努力的方向。近年来的研究发现，ncRNA与DCM的病程密切相关。本节主要介绍ncRNA在DCM中的作用。

一、miRNA

（一）miR-21

病毒性心肌炎（viral myocarditis，VMC）是由柯萨奇病毒B₃、腺病毒等引起的心肌炎症性疾病，一部分患者可转变为DCM。虽然VMC发展为DCM的机制尚未完全阐明，但目前认为主要与病毒在心肌细胞内大量复制造成的直接损伤及继发于心肌损伤后自身抗原暴露而诱发的自身免疫机制和炎症因子对心肌的损伤有关。miR-21是一种由单个基因编码的miRNA，其基因定位于染色体17q23.2，与蛋白编码基因空泡膜蛋白1（vacuole membrane protein 1，VMP1）重叠。在正常的心肌组织中，miR-21呈低表达，但其在VMC和DCM患者的心肌中表达水平显著增加。此外，压力负荷下心肌组织miR-21表达持续升高，并鉴定sprouty同族体1（sprouty homologue 1，SPRY1）为miR-21的靶基因。Thum等研究发现，miR-21通过靶向沉默SPRY1抑制细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）/MAPK信号通路，促进成纤维细胞增殖，并抑制其凋亡，进而增加心肌胶原蛋白分泌，诱导心肌纤维化和心肌肥大。在VMC所致的小鼠DCM模型中，尾静脉注射miR-21拮抗剂后，SPRY1表达上调，ERK/MAPK信号通路启动，抑制了心肌间质纤维化，并改善心功能。这些结果表明，miR-21在促进VMC转变为DCM中发挥重要作用，抑制其表达对于VMC所致的DCM防治有重要价值。

（二）miR-30

miR-30家族包括5个成员：miR-30a、miR-30b、miR-30c、miR-30d和miR-30e，这些成员在心血管疾病、代谢性疾病的发生发展中扮演重要角色。相对于健康受试者，DCM患者心肌组织miR-30a表达水平明显增加。体内研究发现，miR-30a与结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）mRNA的3′-UTR结合，抑制CTGF表达，加重小鼠DCM。敲除miR-30a后，CTGF表达上调，DCM缓解。此外，miR-30c在DCM患者的心肌组织中也呈高表达，尽管miR-30c转基因小鼠在出生后6周与正常小鼠相似，但随后发展为严重的DCM，这可能与miR-30c过表达所致的心肌线粒体受损有关。线粒体是细胞内产生ATP的场所，被称为“能量工厂”，其氧化呼吸主要发生在线粒体氧化磷酸化（mitochondrial oxidative phosphorylation，OXPHOS）复合物。当编码OXPHOS复合物的基因发生突变时，OXPHOS复合物的功能受损，ATP产生减少，促进DCM发展。因此，miR-30c表达水平可作为评估线粒体功能的分子标志物。

（三）miR-669

肌肉营养不良（muscular dystrophy，MD）为一种原发于肌肉的X连锁隐性遗传病，主要临床特征为慢性进行性加重的对称性肌肉萎缩和无力。当MD累及心肌后，可表现为心律失常、心肌缺血坏死和纤维化，心肌产生肥厚性重塑和心室扩张，最终发展为DCM。在MD所致的DCM患者心肌组织中，miR-669表达水平降低。长期miR-669过表达可抑制心肌的不良重塑，提高左室射血分数（ejection fraction，EF）。应用腺相关病毒载体介导miR-669治疗小鼠DCM，发现miR-669过表达能减少心室心房钠尿肽水平，改善心功能，增加生存率。

（四）其他miRNA

地尔硫是一种钙通道阻滞药，可以选择性抑制Ca2+经细胞膜上的钙通道进入细胞内，具有扩张血管、负性肌力和负性传导作用，已广泛用于缺血性心脏病及高血压的治疗。研究发现，地尔硫能明显减少DCM患者左室舒张末期内径、左室后壁厚度及增加左室EF，并降低血浆miR-1、miR-135、miR-499和miR-208水平，尤其以miR-208最为显著，这为进一步了解地尔硫发挥功能的分子生物学机制提供了实验依据。心肌纤维化是引起DCM的重要机制，而成纤维细胞过度增殖是导致纤维化的主要原因。在进行心脏移植的DCM患者心肌组织中，出现严重的心肌纤维化和心肌细胞凋亡，miR-133表达上调。应用miR-133 mimic转染人心肌成纤维细胞后，其靶基因Bcl-2表达明显下调，进而抑制细胞病理性增殖，减轻心肌纤维化，提示这种miRNA可作为DCM防治的新靶点。

二、lncRNA

除了miRNA外，lncRNA也参与了DCM的进程。一项最近的研究发现，与健康受试者比较，DCM患者心肌组织3 758个lncRNA呈差异性表达，其中1 269个lncRNA表达上调，2 489个lncRNA表达下调。恰加斯病（Chagas disease）是由克氏锥虫引起的一种热带寄生虫病，多发于美洲，侵犯心肌后可发展为DCM。在这些患者的心肌组织中，心肌梗死相关转录物（myocardial infarction-associated transcript，MIAT）水平明显升高，小鼠模型中也得到同样的结果，表明这种lncRNA可作为恰加斯病相关DCM的特异生物标志物。lncRNA H19全长为2.3kb，位于染色体11p15.5，从它的第1个外显子区域能够转录生成高度保守的miR-675。在阿霉素诱导的大鼠DCM模型中，心肌组织lncRNA H19呈高表达，敲除lncRNA H19抑制心肌细胞凋亡，并改善左心室的结构和功能。体外研究发现，lncRNA H19过表达通过激活miR-675/增殖相关蛋白2G4（proliferation-associated protein 2G4，PA2G4）信号通路促进心肌细胞凋亡。这些结果表明，lncRNA H19发挥促DCM作用，靶向这种lncRNA可能是一种新的DCM治疗策略。

三、展望

DCM目前缺乏特异性的治疗方法，如何进行有效防治是目前亟待解决的临床难题。miRNA、lncRNA失调不仅在DCM的发病机制中发挥重要作用，而且其中的一些ncRNA可作为DCM诊断和预后评估的分子标志物。深入研究这些ncRNA的调控功能，将为深入阐明DCM的发病机制提供新思路和新策略。此外，针对特异miRNA、lncRNA开展的基因治疗可能为DCM防治带来新的希望。这些均是今后需要深入探讨的问题。