微小RNA与心脏电重构的研究进展(2)
1.2 Ito Ito是复极早期的主要电流，决定动作电位平台期起始的电位高度。研究发现，心肌缺氧、酸中毒等微环境改变可导致Ito下调，Ito下调后APD延长，引起心肌细胞复极异常和早期后除极，与心肌肥厚和心力衰竭患者室性心律失常发生率增加有关[5-6]。APD缩短是心房肌细胞发生房颤的原因之一，故Ito下调可以相对延长APD，是对心房APD和有效不应期缩短的一种补偿。研究发现，Ito通道蛋白4.2(Voltage-gated potassium 4.2，Kv4.2)由电压门控钾通道蛋白亚家族D2(Potassium voltage-gated channel D2，KCND2)基因编码，并受转录因子Iroquois同源蛋白5(Iroquois homeobox 5，Irx5)调节，Zhao等[7]利用带有荧光蛋白的载体证实Irx5是miRl-2作用靶点。敲除miR1-2基因的小鼠Irx5表达异常增高，Irx5可抑制KCND2基因，使Ito通道亚单位Kv4.2表达减少，心肌细胞复极时间延长，复极离散度增加，导致心律失常的发生。Matkovich等[8]发现在Q-T间期延长小鼠中，miR-133a水平的升高伴随着Ito的快速下降，说明miR-133a可能也参与了Ito电重构的调节。
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1.3 Ik Ik是人心肌细胞动作电位复极化的主要外向离子流，参与平台期形成与维持。按激活快慢不同可分为：超速激活的延迟整流钾离子流、快激活的延迟整流钾离子流、慢激活的延迟整流钾离子流。Ik电流降低可导致心脏复极延迟，QT间期延长，心律失常发生率增加。Xiao等[9]研究发现糖尿病兔模型心脏里miR-133显著过表达，miR-133可以负向调控人类ether-a-go-go相关基因(Human ether-a-go-go-related gene，HERG)以及电压门控钾通道蛋白亚家族Q1(Potassium voltage-gated channel Q1，KCNQ1)基因的转录后翻译，HERG以及KCNQ1基因分别编码快激活延迟整流钾通道及慢激活延迟整流通道的主要亚单位，将外源miR-133注入兔心肌细胞，HERG蛋白水平的下调，miR-133过表达造成Ik分布密度降低，复极时间延长，心肌细胞不同步性增加，Tdp等恶性心律失常的发生率增加，而给予miR-133反义RNA可以消除对HERG表达的抑制，说明miR-133可能成为抗心律失常药物的潜在治疗靶点。
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2 钙离子通道
钙离子通道与心律失常关系密切，心肌细胞钙通道主要分为L型(L-type calcium channel，LTCC)和T型(T-type calcium channel，TTCC)两种，TTCC存在于窦房结细胞中，参与动作电位4期自动去极化，与miRNA相关研究甚少。而LTCC激活、失活以及复活过程较缓慢，在动作电位0期激活，但钙内流幅度要到平台期初才达到最大，是平台期主要内向电流，可被多种钙离子拮抗剂(如维拉帕米)所阻断。经高糖培养液培养的乳鼠心肌细胞LTCC表达增加，钾通道Kv4.2 mRNA表达降低，离子通道之间的平衡被打破，可能是高血糖致心律失常的原因之一[10]。心衰患者中，心肌雷诺丁受体2过磷酸化致引起舒张期心肌肌浆网钙渗漏，导致细胞内钙超载，不仅降低心肌收缩力，还增加后除极，触发了恶性心律失常的发生[11]。miRNA可调节内向钙离子流，Terentyev等[12]研究发现miR-1的致心律失常作用与细胞内钙稳态失衡有关。另外，多种miRNA可影响LTCC蛋白表达水平，在房颤患者心肌细胞电重构过程中发挥重要作用。房颤患者及犬动物模型中miR-328高表达，经Western blot和荧光素酶活性分析证实miR-328作用靶点为L-型钙离子通道的α1C亚单位基因(Calcium channel voltage-dependent L type alpha 1C subunit，CACNA1C)和钙离子通道β1亚单位(Calcium channel voltage-dependent beta 1 subunit，CACNB1)，二者分别编码心脏LTCC亚单位α1c和β[13]。王坚刚等[14]筛选、分析与非瓣膜性房颤相关的miRNA，发现miR-155表达差异最大，为健康人组织的5.78倍。进一步实验证实miR-155作用靶点为CACNA1C，从而使亚单位α1c表达降低。Carrillo等[15]发现miR-21和miR-132可下调CACNB1使LTCC的β亚单位水平表达降低。LTCC表达降低引起舒张期钙离子回收减少，细胞内钙超载，触发激动增加，传导速度减慢，房内折返波长缩短，促使房颤发生。
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3 miRNA与连接蛋白43
miR-1除了通过KCNJ2/Ik1调节静息膜电位外，Yang等[16]根据miR-1的5末端核苷酸序列推测出另一个靶基因间隙连接蛋白α1(Gap junction protein alpha-1，GJA1)，GJAl负责编码连接蛋白43(参与细胞间缝隙链接)，连接蛋白43在细胞通讯、早期胚胎发育、细胞分化、心肌缺血-再灌注损伤及闰盘重构中发挥重要作用，过表达miR-l抑制了连接蛋白43水平，导致细胞间电传导减慢，增加缺血性室性心律失常发生率。
4 miRNA与超级化激活环核苷酸调控的阳离子通道
心脏的起搏电流通道蛋白由超级化激活环核苷酸调控的阳离子通道2(Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 2，HCN2)基因和通道4(HCN4)基因编码，与心肌自律性有关。起搏电流通道有4型，其中HCN4主要分布于窦房结，HCN2主要分布于心房和心室肌，主动脉缩窄致左室肥厚大鼠模型中，miR-1减少35%，miR-133减少65%，HCN4/HCN2蛋白表达升高。导致异位兴奋性增高，增加心律失常风险[17]。, http://www.100md.com(刘长召 王玲 陈文江 陈灿)
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1.3 Ik Ik是人心肌细胞动作电位复极化的主要外向离子流，参与平台期形成与维持。按激活快慢不同可分为：超速激活的延迟整流钾离子流、快激活的延迟整流钾离子流、慢激活的延迟整流钾离子流。Ik电流降低可导致心脏复极延迟，QT间期延长，心律失常发生率增加。Xiao等[9]研究发现糖尿病兔模型心脏里miR-133显著过表达，miR-133可以负向调控人类ether-a-go-go相关基因(Human ether-a-go-go-related gene，HERG)以及电压门控钾通道蛋白亚家族Q1(Potassium voltage-gated channel Q1，KCNQ1)基因的转录后翻译，HERG以及KCNQ1基因分别编码快激活延迟整流钾通道及慢激活延迟整流通道的主要亚单位，将外源miR-133注入兔心肌细胞，HERG蛋白水平的下调，miR-133过表达造成Ik分布密度降低，复极时间延长，心肌细胞不同步性增加，Tdp等恶性心律失常的发生率增加，而给予miR-133反义RNA可以消除对HERG表达的抑制，说明miR-133可能成为抗心律失常药物的潜在治疗靶点。
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钙离子通道与心律失常关系密切，心肌细胞钙通道主要分为L型(L-type calcium channel，LTCC)和T型(T-type calcium channel，TTCC)两种，TTCC存在于窦房结细胞中，参与动作电位4期自动去极化，与miRNA相关研究甚少。而LTCC激活、失活以及复活过程较缓慢，在动作电位0期激活，但钙内流幅度要到平台期初才达到最大，是平台期主要内向电流，可被多种钙离子拮抗剂(如维拉帕米)所阻断。经高糖培养液培养的乳鼠心肌细胞LTCC表达增加，钾通道Kv4.2 mRNA表达降低，离子通道之间的平衡被打破，可能是高血糖致心律失常的原因之一[10]。心衰患者中，心肌雷诺丁受体2过磷酸化致引起舒张期心肌肌浆网钙渗漏，导致细胞内钙超载，不仅降低心肌收缩力，还增加后除极，触发了恶性心律失常的发生[11]。miRNA可调节内向钙离子流，Terentyev等[12]研究发现miR-1的致心律失常作用与细胞内钙稳态失衡有关。另外，多种miRNA可影响LTCC蛋白表达水平，在房颤患者心肌细胞电重构过程中发挥重要作用。房颤患者及犬动物模型中miR-328高表达，经Western blot和荧光素酶活性分析证实miR-328作用靶点为L-型钙离子通道的α1C亚单位基因(Calcium channel voltage-dependent L type alpha 1C subunit，CACNA1C)和钙离子通道β1亚单位(Calcium channel voltage-dependent beta 1 subunit，CACNB1)，二者分别编码心脏LTCC亚单位α1c和β[13]。王坚刚等[14]筛选、分析与非瓣膜性房颤相关的miRNA，发现miR-155表达差异最大，为健康人组织的5.78倍。进一步实验证实miR-155作用靶点为CACNA1C，从而使亚单位α1c表达降低。Carrillo等[15]发现miR-21和miR-132可下调CACNB1使LTCC的β亚单位水平表达降低。LTCC表达降低引起舒张期钙离子回收减少，细胞内钙超载，触发激动增加，传导速度减慢，房内折返波长缩短，促使房颤发生。
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miR-1除了通过KCNJ2/Ik1调节静息膜电位外，Yang等[16]根据miR-1的5末端核苷酸序列推测出另一个靶基因间隙连接蛋白α1(Gap junction protein alpha-1，GJA1)，GJAl负责编码连接蛋白43(参与细胞间缝隙链接)，连接蛋白43在细胞通讯、早期胚胎发育、细胞分化、心肌缺血-再灌注损伤及闰盘重构中发挥重要作用，过表达miR-l抑制了连接蛋白43水平，导致细胞间电传导减慢，增加缺血性室性心律失常发生率。
4 miRNA与超级化激活环核苷酸调控的阳离子通道
心脏的起搏电流通道蛋白由超级化激活环核苷酸调控的阳离子通道2(Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 2，HCN2)基因和通道4(HCN4)基因编码，与心肌自律性有关。起搏电流通道有4型，其中HCN4主要分布于窦房结，HCN2主要分布于心房和心室肌，主动脉缩窄致左室肥厚大鼠模型中，miR-1减少35%，miR-133减少65%，HCN4/HCN2蛋白表达升高。导致异位兴奋性增高，增加心律失常风险[17]。, http://www.100md.com(刘长召 王玲 陈文江 陈灿)