Nature丨治疗心肌梗塞？microRNA或是一把双刃剑

来源：BioArt

心肌梗塞（myocardial infarction，MI）是在冠状动脉粥样硬化性狭窄基础上，由于某些诱因致使斑块破裂，突然阻塞冠状动脉管腔，导致由梗塞血管支配的心肌组织持续、严重缺氧缺血，从而引起心肌急性坏死。心梗后生理病理变化主要表现为心肌纤维化，心肌纤维化可以在将心脏僵硬程度提高过程中导致心脏舒缩功能下降，改变心脏电生理的正常结构，由此导致心律失常，情况严重时会发生猝死。目前，心肌梗塞仍是心源性死亡的最常见原因【1】。

心脏肌肉是身体中再生能力最差的组织之一，由于成年哺乳动物大部分心肌细胞已经失去了再生能力，因此心脏疾病对心肌细胞的损伤往往无法修复，如何改善心脏的自我修复能力一直是科学家们关注的难题。近年来，有研究发现心肌细胞可以通过增殖而部分去分化形成新的组织细胞【2,3】，但是成年哺乳动物心肌梗塞后心肌细胞的增殖现象很微弱，不足以达到临床治疗的效果【4】，因此加强损伤后内源性心肌细胞的增殖能力是获得心脏修复的潜在策略。

已有的研究发现microRNA调控网络对心肌细胞增殖具有调控作用，其中人miR-199a-3p已被证实可以促进小鼠心梗后心肌细胞的再生，而在近日，来自意大利比萨圣安娜高等学校的Fabio A. Recchia团队和意大利国际遗传工程与生物技术中心（ICGEB）的Mauro Giacca团队在Nature上合作发表题为MicroRNA therapy stimulates uncontrolled cardiac repair aftermyocardial infarction in pigs 的文章，采用与临床相关性更大的大型动物模型——猪为实验对象，证实人类micro-RNA-199a可以促进猪心脏的修复，但是随后持续不可控的表达该microRNA又导致实验动物的突然致死，由此为microRNA用于心肌梗塞的临床治疗提供了指向。

研究者们在25头实验猪的心脏左前冠状动脉上阻塞90分钟后实施再灌注，从而造成心肌梗塞模型，随后将表达了人miR-199a-1前体的AAV6载体注射进实验猪的左心室壁，与注射空载体的对照组相比，其心肌细胞内miRNA-199a-3p和miRNA-199a-5p的表达量增加。

采用基于钆对比剂延迟增强心脏磁共振成像（LGE-cMRI）技术观察心肌形态和功能，结果显示心梗4周后，与对照组相比，AAV6-miR-199a实验组的心肌疤痕群和疤痕大小缩小了约50%，梗塞区域和梗塞边缘区的纤维化程度显著降低，提示miR-199a促进了心肌细胞再生。同时，cMRI功能结果显示miR-199a实验组的左心室收缩末期体积恢复，使得左心室搏出量与未心梗组水平相似，左心室功能得到恢复。

实验28天时，AAV6-miR-199a注射组心梗区域明显减少（梗塞区域用红色复染）

进一步实验发现，在miR-199a实验组的梗塞边缘区心肌细胞中，增殖标志物Ki67表达增加，细胞周期标志物BrdU和磷酸化组蛋白H3表达呈阳性，由此证明上述miR-199a带来的心脏形态和功能的改善与心肌细胞增殖能力增加相关。

值得注意的是，在10头miR-199a实验猪中，虽然有30%能够表现出心脏形态和功能的持续转好，恢复期长达两个月，但是仍然有70%在第7-8周毫无预兆的突然死亡，心电图结果提示死亡实验受体的心率加快最终导致心室纤维颤动致死。而后续实验发现这种快速心率失常并不是由于miR-199a直接影响心脏电生理离子通道造成的，其可能原因有两个：（1）通过心肌细胞大小持续不断地增加，低分化的心肌细胞区域产生，最终导致致命的电生理重返；（2）AAV6-miR-199a载体可以同时表达miR-199a-3p和miR-199a-5p，前者可以促进再生，但是后者被认为对心脏是有害的【5】。

综上，近些年来，microRNA作为促进心肌细胞增殖的基因工具越来越受到科学家们的重视，而本文的研究首次在大型哺乳动物上证实，心脏的AAV6-miR-199a注射，通过促进心肌细胞去分化和增殖，可以有效地减少心肌梗塞瘢痕大小，降低心脏纤维化，改善心脏收缩功能，但是miR-199a不可控的长期的表达最终将导致实验受体的突然死亡，因此，采用microRNA促进心梗后心脏修复的治疗手段或许是可行的，但是必须严格控制给药剂量和给药方式，这将是未来临床应用的关键。