分析MicroRNA-1 的离子通道调控心律失常的作用.docVIP

分析MicroRNA-1 的离子通道调控心律失常的作用 　　心律失常严重威胁人类健康,其发生的物质基础是心脏离子通道异常、通道缺失或编码通道蛋白的基因缺失,引起心肌兴奋性、传导性和自律性异常。心肌细胞膜表面众多离子通道(诸如GJA1、KCNJ2、HCN2、HCN4、KCNH2、KCNQ1、KCNE1 等)的协调活动是维持心肌细胞正常电活动的基础,这些离子通道蛋白表达的变化使心肌离子通道电流钠电流(INa)、钙电流(ICa)、瞬时外向钾电流(Ito)、快激活延迟整流钾电流(IKr)、慢激活延迟整流钾电流(IKs)、内向整流钾电流(IK1)发生紊乱,导致动作电位时程的变化,从而影响自律性、传导性及有效不应期等,引起心律失常。 　　1. miR-1 概述 　　微小RNA-1(microRNA-1;miRNA-1,miR-1)是首个发现与心血管发展相关的miRNA,特异表达于心肌细胞,直接参与心脏发生、发展和心脏病理过程。miR-1 家族包括miR-1 亚家族和miR-206,其中miR-1 亚家族包括了两个转录本miR-1-1 和miR-1-2。在人类,这两个转录本的成熟产物相同,其共同序列为UGGAAUGUAAAGAAGUAUGUAU(www. microrna. org),但其基因分别定位于2 号染色体和18 号染色体。miR-1 亚家族表达于心肌和骨骼肌细胞,而miR-206 只表达于骨骼肌细胞。近来,大量研究证明miR-1 在诸如心肌肥大、心肌梗死等心脏病理过程中扮演重要角色,并证实其参与调控了这些心肌病理状态下心律失常的发生。 　　2 miR-1 在心律失常中的重要调控作用 　　2.1 miR-1 与心脏传导miR-1 参与调节心脏传导涉及的通路主要包括GJA1/ Cx43 通路、KCNJ2/ Kir2. 1/ IK1 通路及Irx5/KCND2/ Kv4. 2/ Ito 通路等。缝隙连接蛋白43(connexin 43,Cx43)主要构成心室肌细胞的心肌缝隙连接通道,是心肌细胞间电信号快速传导的低电阻通道,Cx43 表达异常可导致各种室性心律失常的发生。Yang 等[11] 发现冠心病患者和大鼠心肌缺血模型的miR-1 表达水平比正常对照组高,并证实了miR-1 调节的靶基因为GJA1 和KCNJ2,miR-1 通过抑制二者的翻译减少其蛋白表达,从而导致Cx43 和Kir2. 1(内向整流钾通道)表达降低。Cx43 表达下降可减慢电传导,Kir2.1 表达下降可使IK1 减弱,延长复极,减慢传导速率,导致病理性折返回路形成,这些均为产生和维持恶性室性心律失常的病理基础;反之,将miR-1 特异性反义寡聚核苷酸(anti-miRNA-1 oligonucleoti-des,AMO-1)导入缺血心肌时可逆转上述变化。Liu等在豚鼠心肌梗死模型中,应用Ct-A-LIP 技术(anti-cardiac troponin 玉antibody modified liposomesloading with AMO-1),不仅将AMO-1 导入缺血心肌,还证实了AMO-1 是通过沉默miR-1 显著下调miR-1表达水平,上调Cx43 和Kir2. 1 蛋白表达,恢复去极化的静止膜电位,从而缓解缺血性心律失常。Zhang等通过构建miR-1 转基因大鼠模型致miR-1 过表达发现,与野生型大鼠相比,miR-1 转基因大鼠的Cx43 表达显著下降,能够减慢甚至阻滞房室传导。Curcio 等研究发现,在压力负荷诱导的大鼠肥厚心肌模型,miR-1 的表达水平下降,Cx43 表达增加,室性期前收缩发生的次数显著增加(大部分表现为R-on-T 现象),心室颤动及持续性室性心动过速等发生率明显上升。进一步研究发现,使用缬沙坦可以减少大鼠肥厚心肌发生致命性室性心律失常的可能性,其机制正是通过恢复(上调)miR-1 的表达水平,从而稳定(减少)Cx43 的表达,减少室性期前收缩发生的次数,降低其心室颤动及持续性心动过速的发生率。据此可知:miR-1 可通过调节Cx43 来调控心脏传导,miR-1 表达增加致Cx43 表达下降,引起传导减慢;miR-1 表达下降则导致Cx43 表达增加,引起传导加快。大量研究证明,miR-1 表达增加时,将导致Kir2.1表达下降,IK1 电流密度降低,QT 间期(QT interval)延长,传导减慢;miR-1 表达降低则出现与上述相反的效应。Yang 等研究发现,miR-1 表达增加时导致Kir2.1 表达下降,从而使IK1 减弱,延长复极,减慢传导速率,导致病理性折返回路形成,增加室性恶性心律失常发生。Zhang 等 研究也发现,在miR-1 转基因大鼠,miR-1 过表达