线粒体miRNAs在糖尿病心肌病多个发病环节作用的研究进展
羧酸,亚基,1miRNAs影响线粒体能量代谢,2miRNAs影响线粒体物质代谢,3对线粒体动力学的影响,4小结与展望
流行病学研究表明全球糖尿病发病率呈逐年上升趋势。据国际糖尿病联盟(International Diabetes Federation,IDF)的最新数据显示,中国2017年糖尿病的患病人数为1.14亿人,居全球首位[1]。糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy,DCM)是指糖尿病病人出现心室功能障碍,且这种改变可能不与病人潜在的冠状动脉疾病和高血压相关[2]。糖尿病心肌病发病隐匿,却是造成病人出现心力衰竭甚至死亡的主要原因。已有研究发现糖尿病心肌病发病机制涉及多种因素,如高血糖、高血脂、底物代谢改变、氧化应激以及线粒体障碍等。到目前为止,糖尿病心肌病病人仍缺乏特异的诊治方法。MicroRNAs(miRNAs)是一组由19~25个核苷酸组成的非编码单链RNA。miRNAs通过对蛋白质编码基因的转录后修饰进行调节,从而抑制miRNA的翻译或促进其降解,调节基因表达。每个miRNA可能影响多个靶基因,这使得它们参与了多种慢性病的发病过程,如心血管病、糖尿病、肥胖症及癌症等[3]。目前已知人类基因组中约有1 000多种miRNAs,而其保守调控对象占哺乳动物基因的60%以上。越来越多的证据表明,miRNAs在能量代谢、胰岛素敏感性、细胞凋亡以及线粒体功能调控中发挥作用,探寻影响糖尿病心肌病发生发展的特定miRNAs有望成为未来的治疗靶点。
线粒体通过满足细胞的能量需求,参与细胞信息传递、增殖、分化、代谢等多种活动。功能失调的线粒体是糖尿病心肌病发病机制的核心之一。最近,随着miRNAs检测技术的进步,发现许多miRNAs定位在线粒体内并发挥特定作用,这些miRNA被称为线粒体miRNAs(MitomiRs)[4]。线粒体是一种双层膜包裹的半自主性细胞器,拥有自己的基因组,生物信息学研究已发现线粒体基因(mtDNA)中约有170个miRNAs的靶点。与其他肌细胞相比,心脏含有更为丰富的线粒体(约占心肌细胞总体积的35%),有文献报道MitomiRs调节心肌细胞的核基因或线粒体基因,影响线粒体生物合成或形态[5-6]。此外,MitomiRs亦可通过影响三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)、电子传递链、脂肪酸和氨基酸代谢以及调控线粒体动力学等,造成糖尿病病人的心室功能异常。基于以上背景,本研究旨在对MitomiRs的研究进展做一综述,并着重介绍其与糖尿病心肌病的关系。
1 miRNAs影响线粒体能量代谢
1.1 miRNAs对三羧酸循环的影响 三羧酸循环是葡萄糖氧化途径中的关键环节 ......
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