miRNAs在川崎病冠状动脉病变机制中的研究进展2024（全文）.docx

miRNs在川崎病效状动脉病变机制中的研究进展2024(全文)摘要川崎病是一种好发于5岁以下儿童的急性发热性疾病，以中小血管炎为主要病理特征，最大危害是冠状动脉病变，可表现为冠状动脉扩张、狭窄、动脉瘤等，并长期持续进展CBiiRNAs作为一种短链非编码RNA,可直接结合mRNA调控转录后水平的基因表达。研究表明，miRNAs在川崎病相关冠状动脉病变的遗传易感性、免疫和炎症反应、血管壁结构与功能异常等方面发挥重婴作用。深入探讨表达失调的miRNAs靶点和上下游通路有助于明确冠状动脉病变发生的分子机制，并为早期诊断、风险预测和糊向治疗提供思路。该文对miRNAs在川崎病冠状动脉病变发生发展过程中的作用机制进行综述。川崎病(KaWaSakidisease,KD)是一种急性发热性、出疹性疾病，病理表现为累及中小动脉为主的非特异性血管炎，好发于5岁以Z儿童，发病率在全球呈逐年上升趋势。KD最严重的后果为冠状动脉病变(COronaryartery1.esions,CA1.s),可发生巨大动脉痂破裂、急性心肌梗死甚至猝死，已成为儿童获得性心脏病的主要原因之一。在未经治疗的患儿中，约15%25%出现CA1.su在发病Iod以内，静脉注射用丙种球蛋白(intravenousimmunog1.obu1.in,IV1.G)联合阿司匹林的标准治疗方案能降低CA1.S的发生率，但仍有20%患儿表现为IVIG无反应型，这类患儿应用IVIG反而可能增加CA1.s的风险，还有约5%患儿治疗后仍发展为冠状动脉瘤，此外，CA1.S严重程度还可能在成年后持续进展1。微小核糖核酸(micrORNAs,miRNAs)作为一种短链非编码RNA,广泛分布于血紫、尿液、胞状及胞外囊泡等部位，可直接与mRNA结合参与转录后水平的基因表达调控，在缺血-再灌注损伤、心肌梗死、心肌肥厚、心力衰竭等多种心血管疾病中发挥作用【2。研究表明，miRNAs基因多态性与KD患儿CA1.s发生风险相关，表达失调的miRNAs参与fKD免疫细胞数量和功能异常、炎症细胞在冠状动脉壁的激活迁移、炎症因子群放以及冠状动脉内皮细胞凋亡、间充质转化、平滑肌细胞去分化、胞外基质降解等过程。因此,探索这些miRNAs功能和作用通路有助于明确KD相关CA1.S发病机制、生物标志物和治疗靶点，同时对减少KD造成的近远期心血管损害也具有重要价值。1 miRNAs与KD相关CA1.S1.1 miRNAs的来源与功能miRNAs是一类目前在KD中研究最为广泛的短链非编码RNA,长约22个核甘酸，在物种进化过程中高度保守，可直接与靶基因mRNA碱基配对介导转录后水平的基因调控。具有茎环结构的miRNAs前体由细胞核输送进入细胞质后，经Dicer懒切割产生成熟miRNAs疑，可与位于靶mRNA3,端非编码区(3'UTR)的互补序列结合，诱导沉默复合体发挥抑制翻译启动或促进mRNA降解的作用.miRNAs与靶基因并非一一对应关系，某些关键miRNAs可同时调控上百个靶基因，特定基因也常受到多种miRNAs的协同作用，60%人体基因转录形成的mRNA能被miRNAs结合，通过这种方式调控若增殖、分化、发育和凋亡等病理生理过程3。1.2 miRNAs在KD相关CA1.s中的作用自1967年并次报道以来，尽管历经五卜余年探索，KD引起CA1.s的确切机制仍不甚清晰.近年来，生物信息学理论和高通啾测序技术迅猛发展,为通过miRNAs研究KD相关CA1.s的分子机制提供了有力手段.研究者从患者体液或细胞中提取miRNAs,借助测序或微阵列芯片技术筛选出候选miRNAs,经验证后通过生物信息分析预测靶基因，开展后续基因功能及上下游通路研究。目前，大量研究数据显示KD患儿体内表达失调的miRNAs集中参与了TGF-0信号通路、凋亡相关信号传导、免疫N应、AKT信号传导、细胞骨架重塑、细胞周期等过程4,5,6,7。2基因多态性与易感风险KD发病率在不同种族间存在显著差异，且有家族聚集性，男童较女童患儿多见，这些特点均说明KD发病与遗传变异有一定关系。已报道的KD易感基因根据功能-E要分为增强T细胞活化、干扰B细胞信号传导、抑制细胞凋亡及干扰TGF-B通路相关四类，其中ITPKC、CASP3、TNF->CD40等与CA1.s密切相关。有团队针对miRNs基因多态性与KD易感性及CA1.s发生风险的关联开展了多项研究，发现miR-146ars2910164OG和miR-218rs1.1.1.34527A>G与KD发病风险并无显著相关性，但miR-218rs1.1.134527A>G与KD易感性存在年龄相关关系9,10。12月龄以下患儿中，与TT基因型相比，miR-13rs1625579TG/GG基因型发生KD的风险显著升高11。miR-608rs4919510G>C对题状动脉损伤有保护效应12。对于5岁以下男童，miR-149rs2292832TC/CC和miR-499ars3746444AG基因型分别与CA1.s风险升高和降低有关13。该系列研究提示miRNAs基因多态性参与KD发病和CA1.S发生，但上述研究对象来源局限于我国南方地区，尚需扩大的多中心研究以确定不同地区患病人群中共同存在的关键性变异。3免疫炎症反应3.1 免疫细胞异常多种免疫细胞异常激活和功能障碍与KD相关CA1.s存在显著关联。调节性T细胞(Treg)是一类独特的T细胞亚群，维持自身免疫耐受和免疫内环境稳态，广泛参与银屑病、类风湿性关节炎、多发性硬化和炎症性肠病等免疫性疾病的发生发展CKD不伴CA1.s患儿体内可观察到Treg细胞特异性扩增，而在伴发CA1.S患儿中这一现象并不显著，提示TrCg细胞可对KD患儿冠状动脉发挥保护作用14。转录因子FoxP3在Treg细胞中特异性表达，对其分化发育和功能建立十分关键。一项研究发现，KD急性期患儿体内Treg细胞中miR-155和miR-21下调、miR-31上调、miR-155下调提高了胞内SOCS-I水平,导致SoCS-I/STAT-5通路信号异常，P-STAT5表达降低，FoxP3启动子区域p-STAT5结合减少，FoxP3表达受到抑制。研究还发现，miR-31可直接结合杷基因FoxP3r11RNA的3,UTR,引起Treg细胞数量下降和功能改变，这一现象与KD严重程度和CA1.S风险相关。IVIG治疗可调节上述miRNAs变化，进而部分恢更Treg细胞数处和功能4。在KD急性期患儿外冏血和时状动脉等受累蛆织中，均可分离到显著升高的CD14+单核/巨噬细胞，过度活化的单核细胞分泌多种细胞因子加重血管壁炎性损伤。调节性B细胞(Breg)乂称B1.O细胞，可分泌I1.-IO并招募TrCg细胞，抑制单核细胞分泌炎症因f,对固守免疫和适应性免疫产生负性调控作用。研究发现，KD急性期各亚型B细胞分泌I1.-IO水平均出现下降，CA1.S组相较于健康对照及非CA1.S组，下降更显著，KD患儿B1.O细胞中miR-27a-3p上调；体外细胞共培养实验结果表明,miR-27a可通过降低B1.O细胞胞质中I1.-IO水平，减弱B1.O细胞对单核细胞的抑制作用，最终TNF-大盘释放，诱导冠状动脉局部和全身的免疫炎症活动15。3.2 炎性细胞浸涧黏附KD死亡患儿尸检病理检查结果显示，冠状动脉内皮中存在T细胞、巨噬细胞及中性粒细胞浸润。研究表明，发生CA1.S的KD患儿体内信现更水平的miR-182-5p和miR-183-5p,体外过表达miR-182-5p可通过活化白细胞跨内皮迁移过程，促进中性粒细胞在冠状动脉壁浸润16。TNFy作为一种多效应促炎因子，可促进内皮细胞分泌E选择索、黏附分子等，诱导炎性细胞在血管损伤处黏附聚集。一项研究发现，血小板来源的miR-223能抑制TNFy诱导的细胞间黏附分子"(interce1.1.u1.arce1.1.adhesionmo1.ecu1.e-1,ICAM-1)在人冠状动脉内皮细胞(humancoronaryarterjrendothe1.ia1.ce1.1.s,HCAECS)中的表达，减少炎性细胞黏附，减轻KD血管内皮受损，这一保护性调控作用提示，基于miRNAs开发KD相关CA1.s靶向治疗药物，具有转化应用价值U7。3.3 炎症因子释放炎症反应过度激活，各种炎症因子大盘释放引发级联反应乃至炎症风暴，是KD病理生理过程的重耍环节。对于并发冠状动脉损伤的难治型KD患儿，临床上已有I1.-I受体拮抗剂阿那白滞索和TNF-抑制剂英夫利昔单抗进入临床应用，二者能够起到缓解炎症、阻止冠状动脉进一步扩张和恢复其正活内径和功能的疗效。在各种环境压力刺激F,血管内皮细胞可以移放包含miRNAs的内皮细胞微粒(CndOthC1.ia1.micropartic1.es,EMPs),进行跨细胞的生物信号交换C有学者发现KD急性期血浆EMPs百分比与冠状动脉内径Z值呈显著正相关关系，研究显示，包裹在血管EMPs中的miR-145-5p和miR-320a可分别以蹈膜蛋白-9(transmembraneprotein-9,TMEM-9)和骨形态发生蛋白受体-1.A(bonemorphogenicproteinreceptor-1A,BMPR-IA)为靶点，刺激THP-I型单核细胞表达I1.-6和TNF-,激活炎症网络18。血管内皮生长因子-A(VaSCUIarendothe1.ia1.growthfactor-A,VEGF-A)可与内皮细胞表面受体结合，稀放一辄化轨，介导血管生成、巨噬细胞和中性粒细胞趋化及血管扩张。急性期KD患儿外周血单个核细胞中miR-93下调增加了VEGF-A表达，参与KD急性期动脉炎的发生19。另有研究发现，在干酪乳杆菌细胞壁提取物构建的KD血管炎小鼠模型中，miR-223能早期阻断NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(Nod-1.ikereceptorpyrindomain-containingprotein3,N1.RP3)激活,抑制随后的I1.-IB产生，对血管炎起到抑制作用20。4血管壁结构与功能异常4.1 内皮细胞凋亡凋亡是细胞在基因严格调控下的程序性死亡，病理状态下失控的凋亡细胞表达自身抗原可引起严重的免疫性炎症损伤。miR-186、miR-125a-5p和miR-223通过调节内皮细胞凋亡相关信号通路参与KD血管病变形成,KD患者血浆中miR-125a-5p>miR-186水平显著升高，其中miR-125a-5p通过抑制杷基因MKK7表达调节BaxBc1.2通路，激活caspase-3,miR-186则抑制SMAD6基因，经由丝裂原活化蛋白激能(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)通路诱导血管内皮细胞发生凋亡21,22。有研究者认为KD血管内皮细胞凋亡可能来源于种独特的作用机制：患儿骨馈来源的某些炎性细胞被激活后，可作为内分泌腺或内分泌细胞分泌miR-223,然后miR-223以一种新型内分泌遗传信号组分(类似激素)的形式，随血液循环进入靶细胞或靶组织发挥生物学功能，该研究还提示，miR-223进入内皮细胞后，可与胰岛素样生长因子-1受体(insu1.in-1.ikegrowthfactor-1receptor,IGF-IR)启动子结合，活化Bc12通路，抑制血管内皮细胞增殖并促进其渊亡【2同。4.2 内皮-间充质转化(endothe1.ia1.-to-mesenchyma1.transition,EndoMT)EndOMT是正常内皮细胞向间充质细胞转化的一种表型改变，该过程产生的肌成纤维样细胞表型可分泌结缔组织生长因子(ConneetiVetissuegrowthfactor,CTGF)等促炎因子，募集炎症细胞，同时，这种表型的无序胶原蛋白可破坏血管结构完整性，造成动脉壁损伤24。KriiPPeI样因子4(kruppe1.-1.ikefactor4,K1.F4)是维持内皮细胞表里稳态的主要调控因子，可与IGF2-miR-483的启动子区域结合，驱动miR-483表达上调，最终miR-483通过CTGF抑制EndOMT过程产生的不应效应。研究表明，KD患儿血管内皮细胞中miR-483水平降低，K1.F4-miR-483-CTGF轴异常,基于该通路应用他汀类药物上调K1.F4,有助于内皮细胞维持表型稳定，从而降低CA1.s风险司。TGF-通路与EndoMT过程密切相关，一项研究发现KD急性期血消中高表达的miR-27b可上调靶基因SMAD7,以miR-27b类似物转染人脐静脉内皮细胞，随后使用KD患者血清进行培养，可观察到胞内TGF-B通路相关分子P-SMAD2/3和间充质表型标志物波形蛋白、钙黏蛋白N表达均降低，而内皮表型标志物钙黏蛋白E表达升高，这提示miR-27b可通过匕调SMAD7对TGF-B/SMAD通路产生负性调冷作用，进而抑制EndoMT对血管壁造成的损伤6。4.3 血管平滑肌细胞(VaSCUIarsmoothmusc1.ece1.1.s,VSMCS)去分化VSMCs是血管中膜的主要组分。血管炎发生时，受损内皮可释放血小板衍生生长因子-BB,激活VSMCS从收缩除止表型向去分化增殖表型转换，引起中膜升常增厚和动脉痛形成。增殖表型的VSMCs围绕动脉腔周周形成同心肿块是KD相关CA1.s形成的病理基础之一C研究者发现KD患儿中发生巨大冠状动脉痴者与无冠状动脉损伤者相比，miR-223水平显著卜降，进一步研究提示血小板源性miR-223能以血小板为裁体平行转移到VSMCs中，下调血小板衍生生因子受体,从而抑制VSMCs持续过度的去分化，缓解冠状动脉损伤，而伴冠状动脉损伤者miR-223水平低下，VSMCs难以维持静息，在去分化状态下产生持续的病理性修身和严重的狭窄性血管病变25。4.4 细胞外基质降解基质金属蛋白懒(matrixmeta1.1.oproteinase,MMP)是一种能降解细胞外基质成分的锌依赖性内肽解，而细胞外基质的支持作用对动脉血管壁完整性的维持至关重要。有研究发现，miR-197-3p/TIMP3轴失调破坏细胞外基质稳定性，参与KD冠状动脉损伤发生。miR-197-3p在KD急性期患儿血清中及其血清培养的HCAECs中均显著上调，功能验证研究结果证实miR-197-3p直接抑制了靶基因TIMP3表达。TIMP3属于基质金属蛋白酹组织抑制因子家族，能够抑制MMP侬赖性胞外基质降解，因此miR-197-3p上调间接提高了MMP-9表达水产，引起细胞间连接破坏和血管壁损伤126。4.5 其他血管内皮细胞异常作为KD血管炎的始动环节，除炎性损伤、凋亡、EndoMT等，还存在其他病理生理过程。蛋白磷酸酶2A由PPP2CA基因编码，作为Wnt信号通路的组成部分，可通过触发连环蛋白的去磷酸化维持血管内皮-钙粘附素/连环蛋白复合体的稳定性,该复合体分解后血管内皮通透性增加，同时在外周血中可检测到脱落的胞外区血管内皮-钙黏附素成分。一项研究发现急性期及恢更期KD患儿血浆中miR-133a和可溶性血管内皮-钙黏附素水平显著高于健康对照。双荧光素酶报告基因研究结果显示miR-133a可直接结合PPP2CAmRNA的3'UTR,抑制蛋白磷酸施2A表达，导致复合体裂解，改变血管内皮细胞通透性，细胞间黏附连接减弱。因此，内皮作为循环和组织间结构型屏障的功能受损，进一步加重血管炎性病变程度27。5应用与展望KD尚无诊断的金标准，因此临床上仍存在大房漏诊、误诊和治疗延误的问题，CA1.s风险由此升高，严垂危告患儿健康，随着分子生物学研究技术的发展，越来越多miRNAs在KD相关CA1.s中的功能和调控机制被逐步揭示，这帮助我们进步了解KD的发病机制，也为疾病的早期预警和精细分型提供了依据。此外，在治疗上，外源给予致病性miRNAs抑制剂或保护性miRNAs类似物或可靶向治疗KD血管炎甚至替代IVIG0以miR-223为代表，来自不同学者的研究结果显示，相同侪列miRNAs经由不同蛆织、细胞来源和效应通路，在KD发病中的作用也复杂多样。因此，未来各种miRNAs在KD相关CA1.s中的真实作用还才待进一步阐明，miRNAs的跨细胞转移模式也值得深入探讨。目前对miRNAs在KD患者中的研究尚跳乏更加丰富的样本类型，未来应当联合多中心，纳入亚洲和欧美等多种族人群，设置免疫性血管炎、感染性发热等疾病对照，甄别与病变密切相关的关键miRNAs,全面绘制出KD相关CA1.s激活和进展的通路图，有望更好地指导临床转化应用,参考文献（略）