microRNA在心脑血管疾病治疗中的研究进展及未来展望

全球心血管疾病负担持续加重，据《世界心脏报告》显示，2021年全球心血管疾病致死人数达2050万，占比高达全球死亡总数的三分之一[1]。尽管医学技术不断进步，但心血管疾病的病理机制尚未完全阐明，传统治疗手段难以实现疾病的根本性逆转，迫切需要新的分子靶点和技术路径[2]。近年来，基因治疗作为新兴策略备受瞩目，其中微小RNA（microRNA，miRNA）凭借其独特的转录后调控机制成为研究焦点[3]，为心血管疾病诊疗提供了新方向。

1.microRNA的基本原理及其在心脑血管疾病中的调控机制

microRNA（miRNA）是一类长约18-25个核苷酸的非编码单链RNA分子，其核苷酸序列不能编码蛋白质，但可通过碱基互补配与信使 RNA（mRNA）的靶向序列结合，通过干扰翻译过程，实现对蛋白质合成的抑制或改变[4]。尽管 miRNA 在人类基因中占比仅为 2%，却参与调控了三分之一的基因表达[5]。

首先，miRNA基因在细胞核内转录生成初级miRNA（pri-miRNA），经Drosha酶剪切形成前体miRNA（pre-miRNA），随后由Exportin-5转运至细胞质，最终由Dicer酶加工为成熟miRNA。成熟miRNA通过与靶mRNA的3'非翻译区（3'UTR）互补结合，诱导mRNA降解或抑制翻译，从而调控基因表达。这种转录后调控机制使单个miRNA可靶向多个mRNA，形成复杂的调控网络[6]。在心脑血管系统中，特定miRNA的异常表达与疾病的发生发展密切相关。例如，心肌梗死后，患者血浆中外泌体中的miRNA-1、miRNA-499和miRNA-133a表达上调，促进细胞凋亡和纤维化[7]；缺血性脑卒中患者较健康人具有不同的miRNA表达谱，表现为miR-124-3p，miR-125b-5p 和 miR-192-5p的显著升高[8]，通过调控这些关键miRNA的表达水平，可实现对病理过程的精准干预。

2.microRNA在心脑血管疾病治疗中的具体案例

2.1 心肌梗死修复：miRNA调控心肌再生与损伤修复

心肌梗死后心肌细胞的不可逆损伤和炎症反应对于梗死区域的扩展及左心室的重构过程具有显著影响。研究发现，miR-338过表达可通过调节MAP3K2/JNK信号通路抑制H2O2诱导的心肌细胞损伤和MI大鼠模型中的心肌细胞凋亡，改善心功能[9]。CHEN等[10]研究表明，骨髓间充质干细胞来源的外泌体携带miR-125b，通过靶向下调SIRT7增强缺氧/复氧(hypoxia/reoxy-genation,H/R）诱导的心肌细胞活力，抑制心肌细胞凋亡和炎症反应。2021年，葛均波院士团队和合作者开发靶向纳米平台，将血小板膜仿生技术的靶向性、阳离子脂质体的传递效率和单分散二氧化硅对miRNA的高负载效率有机地结合在一起，搭载miRNA-21递送至心肌缺血再灌注损伤的小鼠模型，结果显示，巨噬细胞修复型转化显著提高，在调控心血管疾病炎症反应方面展示出良好的性能[11]。

2.2 脑卒中治疗：miRNA调控神经保护与血管新生

脑卒中导致的神经元死亡和缺血性损伤可通过miRNA调控实现修复。MicroRNAs可以影响脑卒中病理生理的各个方面，包括兴奋毒性、氧化应激、炎症、细胞凋亡、血管生成和神经发生[12]。特异性mirna，如miR-124、miR-181、miR-21、miR-29、miR-210和let7，已被确定为潜在的神经保护剂，例如，miR-124和miR-181与神经元存活和抗炎作用有关，而miR-21和miR-29与减少细胞死亡和促进恢复有关。miR-210和let-7也通过影响细胞应激反应和再生来促进神经保护[13]。缺血应激后，miRNA的失调会导致神经元损伤进展，通过靶向抑制miR-155活性，可直接保护脑毛细血管完整性，抑制脑卒中后早期炎症，促进实验性脑缺血后的梗死面积缩小和神经保护[14]。此外，研究人员开发了血小板膜伪装纳米颗粒递送miRNA-Let-7c，该纳米颗粒有效靶向缺血性损伤区域，调节神经元和小胶质细胞，可通过减少细胞凋亡和改变小胶质细胞表型来治疗缺血性损伤[15]。

2.3 动脉粥样硬化防治：miRNA靶向脂质代谢与炎症调控

动脉粥样硬化斑块的形成与脂质代谢和慢性炎症密切相关。microRNAs 已成为动脉粥样硬化预防和治疗、调节脂质代谢和炎症的潜在靶点[16]。几种miRNA，包括miR-30c、miR-23a-5p和miR-30c-5p，通过降低胆固醇合成、改善斑块稳定性和防止细胞死亡，显示出对动脉粥样硬化进展的保护作用[17]。在动脉粥样硬化血管中，miRNA-221/222刺激血管平滑肌细胞从“收缩”表型转变为与诱导增殖和运动相关的“合成”表型，从而促进血管平滑肌细胞引起的动脉粥样硬化钙化斑块的形成[18]。除此之外，miRNA-221/222、miRNA-17和miRNA-141可以靶向细胞间黏附分子1（ICAM-1）的内皮细胞,而miRNA-126则可以特异性靶向血管细胞黏附分子1（VCAM-1），它们介导白细胞的黏附和外渗，在炎症反应中起着关键作用，microRNAs通过调节这些重要的细胞黏附分子的表达而影响炎症过程[19]。

3. microRNA递送技术面临的挑战及发展趋势

尽管miRNA在心脑血管保护中的机制已逐步阐明，但其临床转化仍受限于递送瓶颈。载体当下主要面临“3S”困境：稳定性（stability）不足导致血液中RNA酶快速降解、特异性（specificity）差诱发肝脾网状内皮系统非靶向蓄积、以及安全性（safety）顾虑如病毒载体潜在免疫原性[20]。目前主要的递送平台包括脂质体、聚乙烯亚胺（PEI）聚合物、外泌体和病毒载体，每种平台都有其独特的优势和局限性。例如，脂质体和PEI等基于聚合物的载体具有多功能性、低免疫原性和保护miRNA不被降解的特点，而在实现有效的细胞摄取和靶向递送方面仍然存在挑战[21]。外泌体提供了天然的、生物相容性的载体，并能提高miRNA稳定性，但仍然需要标准化、可扩展的分离方法[22]。病毒载体效率很高，但由于对毒性和免疫反应的担忧而受到限制[20]。在心肌梗死大鼠模型中，可注射的水凝胶和聚合纳米颗粒也被证明是有效的、通过局部递送miRNA，降低了细胞毒性，并显著改善心功能：第4周时，射血分数从45%增加到64%，瘢痕大小从20%减少到10%[23]。总的来说，虽然递送技术已经取得了重大进展，但优化递送效率、特异性和安全性仍然是推进miRNA治疗的关键焦点。

4.microRNA在个性化医疗中的前景

microRN作为生物标志物和治疗靶点具有吸引力，为早期诊断、改善风险分层和基于个体分子谱的定制治疗提供了潜力。随着基因测序技术和生物信息学的发展，基于个体miRNA表达谱的精准治疗成为可能。循环miRNA在体液中是稳定的，可以在临床症状出现之前反映疾病状态，支持其在非侵入性诊断和治疗反应监测中的应用[24]。在治疗方面，基于miRNA的药物已经进入临床前和一些临床试验，包括miRNA模拟物和抑制剂在内的策略在调节疾病途径方面显示出功效[25]。然而，挑战仍然存在，例如实现安全和有针对性的递送，最大限度地减少脱靶效应，以及克服技术障碍，进行稳健的基于人群的研究。尽管存在这些障碍，miRNA标记与传统临床变量的整合有望更精确和有效地管理心脑血管疾病，使该领域更接近真正的个性化医疗[26]。

microRNA通过精准调控基因表达，为心脑血管疾病治疗提供了革命性新策略。从心肌梗死修复到动脉粥样硬化防治，多项临床前和临床研究已验证其有效性。尽管面临技术挑战，但结合递送技术革新和个性化医疗的发展，microRNA疗法有望在未来实现临床转化，大幅改善心脑血管疾病患者的预后。

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