缺血引起心肌细胞释放microRNA的性质和功能研究

本课题组在前期研究中发现心肌梗死患者的血浆中来源于心肌细胞的microRNA(miRNA)水平明显高于健康人群，其中miR-208a在心梗症状发作早期即可被检测到，可作为心肌梗死诊断的早期生物标志物。相关数据已发表于《欧洲心脏杂志》。目前国际上主要针对于循环血中miRNA作为疾病诊断的生物标注物进行了广泛的研究，而对其本身性质、在血液中的存在方式，以及其可能的功能都未作阐述。本课题在前期工作的基础上，对心肌损伤后释放至循环血的miRNA进行性质鉴定，并对其是以微泡包裹的形式存在与血液的假设进行了验证；进一步对心肌损伤释放的miRNA进行了功能研究，探索其在内皮细胞生长过程中的影响，确定其在缺血区血管再生过程中的作用；同时对心肌细胞损伤后释放miRNA的机制进行了初步的探讨，明确miRNA、微泡的释放量与心肌细胞损伤程度，细胞膜的破坏程度之间的关系。

项目执行期间，我们分别在急性心肌梗死和心肌肥厚大鼠模型中确定了心肌急性和慢性损伤后循环血中miRNA的表达水平异常，并对两组模型miRNA的降解速度进行了验证，发现心肌肥厚模型循环血中miRNA较稳定，推测其可能是以与微泡结合的形式存在。进一步通过超速离心分离肥厚大鼠的循环血，利用扫描电镜和western blot确定微泡的存在，提取微泡中的RNA后，定量PCR发现心肌细胞特异表达的miR-208a、miR-499等存在，证明心肌细胞分泌的miRNA是以微泡结合的形式存在于循环血。.进一步我们在原代培养的乳鼠心肌细胞上发现心肌细胞在生理状态下具有释放miRNA的能力；利用血管紧张素II和苯肾上腺素刺激后，miRNA的释放量随刺激时间和药物浓度成正比。纯化微泡后刺激内皮细胞，结果发现内皮细胞生长能力明显增加，血管新生相关因子（PDGF、VEGF等）的表达也明显升高，说明心肌细胞缺氧刺激后释放的miRNA可能具有促进内皮细胞生长的作用。.同时，我们在苯肾上腺素和血管紧张素Ⅱ刺激心肌细胞后发现，miR-22在细胞内表达升高，而在心肌细胞中过表达miR-22促进其表面积增加，抑制其表达可减轻苯肾上腺素和血管紧张素Ⅱ诱发的心肌细胞肥大作用。生物信息学和分子生物学研究表明PTEN是miR-22的靶基因，miR-22通过调节PTEN的表达调控心肌细胞大小进而参与心肌肥厚过程。相关成果发表在J Cell Physiol上。.我们继续以内皮细胞为研究对象，通过基因芯片确定了内皮细胞miRNA表达谱，并在高血脂和高血糖大鼠模型中，检测了内皮细胞高表达的miRNA在大鼠模型循环血中的水平变化，发现miR-126和miR-21的水平都明显升高，具有作为血管内皮损伤标志物的潜能。.此外我们还在斑马鱼模式生物上发现5-单硝酸异山梨酯、瑞舒伐他汀钙以及丹参多酚酸盐等临床药物对内皮细胞的增殖和迁移具有调控作用，从而调节血管发育进程。