简介
年7月8日，医院心血管预防研究所研究团队在《Circulation》杂志上发表题为“MicroRNA-21ControlsCircadianRegulationofApoptosisinAtheroscleroticLesions”的研究性文章，该研究中作者发现miR-21的昼夜振荡通过靶向促凋亡XIAP相关因子1(Xaf1)触发细胞凋亡的昼夜节律，从而调控动脉粥样硬化病变中的分子时钟输出。此外分子时钟基因也在人类动脉粥样硬化斑块中振荡，并反相调控miR-21链的昼夜表达。揭示昼夜节律分子有望成为动脉粥样硬化治疗的潜在新靶点。
研究背景
动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是临床常见疾病，动脉粥样硬化斑块破裂和心肌梗死发生具有明显的昼夜节律性，一般在早上多发。昼夜节律的睡眠-觉醒周期和血压是由昼夜节律钟调节的，昼夜节律钟由视交叉上核的中央时钟和周围时钟组成。分子时钟核心由具有拮抗功能的基因产物组成，这些基因产物产生一个转录和翻译反馈回路，大约每24小时循环一次，作为一个内源性计时器，可对多达20%的全基因组基因表达起到作用。在动脉内皮细胞(ECs)和平滑肌细胞中，分子时钟每天调节血管功能，如内皮依赖性血管扩张，时钟控制的基因在激活期开始时增强巨噬细胞对脂多糖(LPS)的反应的炎症激活。因此，动脉粥样硬化动脉中的外周时钟可能调节斑块的组成和易损性。研究结果
1、动脉粥样硬化动脉中的昼夜节律研究人员通过NanoString技术测定Apoe–/–小鼠在ZT1、ZT7、ZT13和ZT19时间下的主动脉弓中生物钟基因的表达。研究结果显示核因子白细胞介素-3调控(Nfil3)和Npas2的表达在从暗到光的过渡过程中达到峰值。而Per2、Per3、昼夜节律相关的转录因子(Ciart)、核受体亚家族1D组成员1(Nr1d1)、Nr1d2、D位点结合蛋白(Dbp)、肝白血病因子(Hlf)基本螺旋-环-螺旋家族成员e41(Bhle41)和促甲状腺激素胚胎因子(Tef)的表达模式与Arntl的表达模式则出现相反的趋势。此外，Per1、Cry2、泛素特异性肽酶2(Usp2)、Bhlhe40和脂肪酸合酶(Fasn)的表达水平没有表现出明显的昼夜节律。对于脂质的观察发现，从ZT1和ZT13，血清胆固醇和甘油三酯水平明显下降。此外，动脉粥样硬化病变面积虽然没有明显变化，但在ZT1和ZT13之间观察到坏死核心面积增加。且ZT13组巨噬细胞凋亡高于ZT1组，提示在晚期动脉粥样硬化的阶段中，巨噬细胞的凋亡和坏死核心的形成受到昼夜节律调控并表现出上升趋势。2、miR-21对昼夜节律基因和巨噬细胞活化的影响为进一步探究miR-21对昼夜节律基因和巨噬细胞的影响，研究人员构建了miR-21-/-小鼠的动脉粥样硬化动脉。通过对比在miR-21+/+小鼠中的结果，研究人员发现在miR-21-/-小鼠的动脉粥样硬化中观察到一致的结果，其中Arntl、Nfil3和Npas2表达水平下降，而Per2、Per3、Dbp、Usp2、Nr1d2、Tef、Ciart、Bhlhe41和Hlf的表达水平在ZT1和ZT13之间上升。且在miR-21-/-小鼠中，miR-21敲除消除了Il10、Chil3、Stat1和Mrc1的日变化。3、miR-21在动脉粥样硬化巨噬细胞中的潜在靶点在高脂饲养3个月后，研究人员通过微阵列分析携带miR-21-/-BM细胞的miR-21+/+小鼠（miR-21+/+/BMmiR-21-/-小鼠）或携带miR-21+/+BM细胞（miR-21+/+/BMmiR-21+/+小鼠）的主动脉弓组织中的全基因组基因表达。在miR-21+/+/BMmiR-21-/-小鼠中，观察到78和个蛋白编码转录物的表达水平分别高于和低于miR-21+/+/BMmiR-21+/+小鼠。其中Arntl、Xaf1、Npas2和Nfil3是miR-21+/+/BMmiR-21-/-小鼠中上调最强的基因。信号通路分析表明，BM细胞敲除miR-21后影响动脉粥样硬化的主要生物学过程包括昼夜节律信号传导和脂肪酸代谢。4、miR-21通过靶向Xaf1介导巨噬细胞凋亡
研究人员通过PCR和荧光素酶实验揭示了miR-21通过调控Xaf1的昼夜表达，并介导巨噬细胞凋亡情况。5、miR-21和Xaf1在人动脉粥样硬化中的作用最后研究人员探究了人类动脉粥样硬化斑块中生物钟基因表达的昼夜变化。结果发现miR-21-5p和miR-21-3p在病变部位的巨噬细胞和ECs中表达，并与Xaf1表达呈负相关。抑制miR-21-5p可提高体外人巨噬细胞样THP1细胞XAF1mRNA的表达。一点讨论
在本研究中，研究人员揭示了巨噬细胞中miR-21的昼夜节律性表达通过靶向Xaf1调控损伤性凋亡的昼夜振荡。miR-21调节的巨噬细胞昼夜节律影响了病变生长和破裂的易感性，提示miR-21可能促进了动脉粥样硬化斑块的发生发展和破裂。该结果提示了miR-21可能是预防措施的目标，通过调控miR-21抑制细胞的凋亡，从而减少动脉粥样硬化斑块在早晨的易损性。审校及组稿：医院血管外科张婉医师
编辑：血管资讯Oliver
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