編譯：大南瓜，編輯：十九、江舜堯。
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導讀
自身免疫性疾病是指機體對自身抗原發生免疫反應而導致自身組織損害所引起的疾病。由于抗原抗體復合物廣泛沉積于血管壁等原因導致全身多器官損害，成為系統性自身免疫病，這是由于免疫損傷導致血管壁及間質的纖維素樣壞死性炎癥及隨后產生的膠原纖維增生所致，常見的系統性自身免疫病有：系統性紅斑狼瘡（Systemic lupus erythematosus, SLE），類風濕性關節炎（Rheumatoid Arthritis, RA）以及抗磷脂綜合征（Antiphospholipid syndrome, APS），而這三種自身免疫性疾病與心血管事件發生的風險增加相關性最大。血管病變發生過程中，氧化應激、血脂異常、內皮功能障礙、炎癥/血栓前介質（細胞因子/趨化因子）、脂肪印制、蛋白酶、黏附受體以及細胞內信號分子都與這些血管病變有關。在系統性自身免疫性疾病中，microRNAs（miRNAs）高表達，并且參與了上述與心血管事件相關的病理過程。本篇綜述闡述了近期有關miRNA在心血管疾病中與系統性自身免疫疾病有關的相關研究，并且詳細總結了miRNA作為系統性自身免疫性疾病患者中發生心血管疾病的生物標記物的臨床證據。
原名：Role of microRNAs in the Development of Cardiovascular Disease in Systemic Autoimmune Disorders.
譯名：系統自身免疫性疾病中microRNA的作用：心血管疾病的發展
期刊：International Journal of Molecular Sciences
IF: 4.183
發表時間：2020.3.16
通訊作者：Chary Lopez-Pedrera
通訊作者單位：西班牙科爾多瓦大學邁蒙尼德科爾多瓦挖生物醫學研究所
DOI號：10.3390/ijms21062012
系統性自身性免疫疾病（Systemic autoimmune diseases, SADs）是一類異質性疾病，其特征是體液或細胞介導的針對各種自身成分的免疫反應。一些SADs包括系統性紅斑狼瘡（Systemic lupus erythematosus, SLE），類風濕性關節炎（Rheumatoid Arthritis, RA）以及抗磷脂綜合征（Antiphospholipid syndrome, APS）都會導致動脈粥樣硬化疾病的高發生率，從而導致更高的心血管疾病疾病的發病率和死亡率。 眾所周知，血栓主要發生在心臟周圍，大腦，以及外周血管中。心血管疾病的發生涉及多種危險因素（如高血壓，肥胖，高脂血癥，以及遺傳因素），以及血栓的發生也會促進心血管疾病的發生發展。而SADs病人在臨床中會出現高心血管事件的發生率，這可能與心血管疾病和自身免疫性疾病中相關的轉錄后調控以及表觀遺傳機制：組蛋白修飾，DNA甲基化改變和miRNA的活性改變。在這其中，miRNA發揮了重要的作用，miRNA是一種調節基因表達的非編碼小RNA，是一系列分子信號通路和病理生理細胞活動的關鍵轉錄后調節因子，此外，在體循環中的miRNA已被認為是許多疾病的生物標志物。此篇綜述總結了miRNA作為系統性自身免疫性疾病中動脈粥樣硬化及血栓形成的生物標志物的相關研究和其作為治療以及診斷此類的疾病的靶點的有關報道。
1 自身免疫疾病中心血管疾病的角色
自身免疫疾病中的風濕性關節炎，系統紅斑狼瘡以及抗磷脂綜合征與心血管事件關系最為密切。這些自身免疫性疾病引起的心血管疾病是傳統因素所導致的，如圖1所示，包括高血壓，高膽固醇血癥，糖尿病，免疫失調，氧化應激，線粒體功能障礙，內皮細胞損傷，炎癥（由細胞因子，趨化因子，脂肪因子，蛋白酶，粘附受體和大量細胞內信號引起），以及促凝血分子。接下來作者就從這三種自身免疫性疾病出發，詳細總結了這三種疾病在心血管疾病發生時所扮演的角色，并且闡明了內在的機理。圖1 系統性自身免疫性疾病中動脈粥樣硬化，血栓形成和心血管疾病發生的機制
1.1 抗磷脂綜合征
抗磷脂綜合征（APS）是一種自身免疫性疾病，臨床以反復的血栓栓塞以及妊娠乏力為主要特征。其病理主要的生物標記物為aPLs，LA，aCL和anti-β2GPI。這些物質可以激活血小板，單核細胞以及內皮細胞，促進炎癥因子的釋放，最后導致血栓生成。不僅如此，這些成分也會通過MEK-ERK，NF-κB以及MAPK-p38信號通路誘導組織因子（在體內主要誘導凝血）和VEGF（血管內皮生長因子）的產生導致其他心血管疾病的發生。此外aPLs還會導致血管內皮細胞的氧化應激以及線粒體功能障礙從而加速炎癥反應。Toll樣受體2和4和激活免疫細胞和內皮細胞，促進細胞因子的產生，加速機體對病原體的識別，在APS患者中，單核細胞會過表達TLR2和TLR4，這兩種受體會介導血管異常。在治療中，可將其作為靶點以預防APS造成的血栓生成。而中性粒細胞外殺菌網絡（NETs）是凝血過程中的關鍵激活物，也是血管及靜脈血栓的關鍵組成成分。Knight及其同事已經證明，aPLs可以激活NETs誘發動脈血栓的形成。并且，大量研究表明，體內高濃度的aPLs-IgG與動脈粥樣硬化斑塊的存在密切相關，體外實驗也表明aPLs 通過加速單核細胞氧化產生低密度脂蛋白來誘導內皮細胞和白細胞的活化從而加速泡沫細胞的形成。以上的研究表明，APS疾病中患者體內的aPLs在誘導體內發生心血管疾病的過程中扮演者重要的角色。1.2 系統性紅斑狼瘡
在系統性紅斑狼瘡（SLE）患者中，心血管事件如動脈粥樣硬化，冠狀動脈鈣化，內皮功能障礙以及主動脈壁增厚的發生率均增高。此篇綜述總結了幾個可能的因素：（1）白細胞/淋巴細胞減少或腎臟疾病；（2）長期使用皮質類固醇或羥基氯喹以及環磷酰胺或麥考酚酸鹽；（3）oxLDL或I型IFN或NETs沉積造成的內皮損傷；（4）單核細胞和淋巴細胞產生的炎癥因子及趨化因子。在SLE患者中，以上的因素都會加速心血管事件的發生。1.3 風濕性關節炎
風濕性關節炎（RA）是心血管疾病的常見共病，這其中涉及多種機制，白細胞在這其中起關鍵作用。白細胞的自身免疫會導致炎癥因子，氧化應激分子的產生，內皮功能障礙的發生，從而促進動脈粥樣硬化的發展。在RA發生的急慢性期，單核細胞浸潤關節，促進炎癥因子產生，導致內皮細胞功能障礙，出現滑膜增生從而破壞關節。此外，單核細胞還會表達整合素CD11c/CD18，CD11把促進內皮的粘附進而遷移至動脈壁，巨噬細胞分化為泡沫細胞，從而推動了動脈粥樣硬化的發展。最近有研究表明中性粒細胞在宿主防疫和急性炎癥中發揮著重要作用。RA患者滑膜液中的中性粒細胞可引起網狀病變，加重炎癥反應。此外，在RA患者中發現的Netosis衍生物具有臨床診斷的潛力，并且Netosis的含量與頸動脈內膜，中膜厚度顯著相關。2 MicroRNAs的生物發生過程
MiRNA是一類長度為18-22個核苷酸的短的非編碼RNA，在轉錄后水平調控基因表達。在多種途徑和生物過程的控制中起核心作用。如衰老，發育和凋亡。MiRNA也被認為是調控先天與適應性免疫的關鍵因素，它們的表達與功能與證明多種疾病有關，包括系統性自身免疫疾病和心血管疾病。人類miRNA主要由單個基因（單順反子）或宿主基因內含子（mirtrons），它們也可以作為長轉錄本被稱為聚類（多順反子）。MiRNA的生物發生分為經典途徑以及非典型途徑。典型的miRNA生物發生始于RNA聚合酶II/III對長發夾初級miRNA（pri-miRNA）的轉錄，pri-miRNA被Drosha（RNA聚合酶III）與DGCR8（RNA結合蛋白DiGeorge Syndrome Critical Region 8）整合的復合體所剪切，產生一個前體miRNA（pre-miRNA）。一旦pre-miRNA在細胞核中形成，輸出蛋白5（XPO5）/RanGTP復合物允許其輸入到細胞質中，RNA聚合酶III Dicer將其裂解，產生一個中間體的miRNA雙鏈。這個雙鏈由AGO家族蛋白加工，在RNA誘導的沉默復合物中（RISC）產生一條成熟的miRNA。成熟的miRNA，Ago蛋白，Dicer與TRBP（RNA反式激活應答RNA蛋白）整合的復雜的RISC最終加速了miRNA對靶標的識別。除經典的發生途徑之外，分為兩種非經典途徑，為不依賴Dicer和不依賴Drosha/DGCR8的途徑。3. 系統性自身免疫過程中microRNAs的生物發生過程失調
在自身免疫性疾病與心血管疾病中，miRNA生物發生過程發生改變已經被證實，這一過程中起主要作用的是miRNA產生酶Dicer。2008年Zhou等人發現，小鼠T細胞特異性敲除Dicer后，小鼠產生不受控制的自身免疫。與此結果一致的是，Mujio等人也證明，小鼠T細胞中Dicer的缺失導致了輔助性T細胞的異常分化，這些輔助性T細胞優先表達Th-1表型，并產生了顯著的IFN，這些細胞凋亡率顯著增高。有幾項證據也表明，miRNA的生物發生機制在心血管病理學的發展中也起著重要的作用。Wei等人證實了apoe-/-小鼠巨噬細胞特異性Dicer缺失導致動脈粥樣硬化病情加重，增加了脂質積累，增強了炎癥反應，從而得出了Dicer具有動脈粥樣硬化的保護作用，具有一定的治療意義。其余研究也表明，心臟中Dicer缺失的小鼠會發生心力衰竭；內皮細胞特異性敲低Dicer會導致血管生成受到抑制，降低成管。在具體的miRNA研究中，作者所在課題組研究了在系統性自身免疫性疾病發生的背景下，miRNA生物發生的相關蛋白會發生什么樣的改變。結果發現，在23例抗磷脂綜合征（APS）患者和64例系統性紅斑狼瘡（SLE）患者與健康供試者（HD）的中性粒細胞中發現，APS與SLE患者的Dicer，Drosha，Ago-1，Ago-2和Xpo-5的mRNA水平相對于HD組中顯著下降。并且在SLE患者中，以上蛋白的下調，與心血管事件的頸動脈中膜內膜增厚顯著相關。在APS患者中則與動脈粥樣硬化相關。而在40例風濕性關節炎（RA）與40例HD人群調查顯示，RA患者外周血中性粒細胞中的Dicer與Ago-1顯著下調，此外RA患者滑膜中性粒細胞中的Dicer，Ago-1，Ago-2和Xpo-5的水平也顯著下調。以上研究表明miRNA含量與生物發生過程的改變與疾病活性（DAS-28，疾病活性評分），自身免疫功能和多種炎癥標志物的表達水平相關。4. MicroRNAs在系統性自身免疫疾病中的作用
前面已經總結了miRNA的改變會導致系統性自身免疫性疾病的許多生理過程的改變，并且起著關鍵性作用，以下作者進一步總結了具體是哪些miRNA在三種系統性自身免疫疾病起著什么樣的作用。4.1 抗磷脂綜合征（APS）
最早發現的與抗磷脂綜合征有關的microRNA是miR-19b和miR-20a。與HD相比，APS患者單核細胞中兩種miRNA水平顯著降低，且與細胞中的組織因子過表達呈負相關。在之后的相關研究中，有更多與APS患者發生心血管疾病相關的miRNA被鑒定出來，它們的主要靶點是與APS相關的免疫反應與氧化應激。在APS中出現不良妊娠的患者與正常孕婦對比，在血液循環中的miR-146a-3p水平顯著增高。此外，有關的機制研究表明，aPLs可以顯著誘導滋養層細胞表達更高水平的miR-146a-5p, miR-146a-3p, miR-155和miR-210。這些結果表明，miRNA表達的改變與APS患者的免疫病理密切相關。4.2 系統性紅斑狼瘡（SLE）
已有多項研究證實，在（SLE）患者中miRNAs會在患者外周血，腎組織和血漿中發生改變。如在SLE患者的T細胞中的miR-873, miR29b, miR21, miR31, miR145, miR224, miR125a, mir142-3p/5p, miR126, miR148a和miR155會發生改變，這些改變主要參與炎癥反應與T細胞的免疫反應并且參與細胞因子的產生過程。I型IFN通路被認為是SLE進展的有害因素，最近的研究表明，SLE患者的樹突狀細胞中的miR-361-5p, miR-128-3p和miR-181a-2-3p的表達降低與IFN信號通路有關。并且已有的研究也表明，SLE患者外周血中的miR146a和miR155的表達水平升高，并與患者的診斷和年齡相關。除此之外，仍有相當多的microRNA被認為是SLE的疾病標志物，包括與腎臟功能相關的microRNA。免疫系統中的microRNA，以及用于表型分類的microRNA。4.3 風濕性關節炎（RA）
在RA患者中，大量的microRNA表達發生變化，并且這些改變與炎癥因子，趨化因子相關。除了在T細胞與Th細胞等免疫細胞發生改變外，miRNA的改變還發生在風濕性關節炎滑膜成纖維細胞（RASFs）中，主要有miR-124a、miR-126、miR-146a、miR-152、miR-155和miR-221，這些改變會導致促炎細胞因子和基質金屬蛋白酶（MMP）的產生。在滑膜組織中，miR-27a、miR-30a、miR-708和miR-206水平的改變，主要參與了RASFs對軟骨的侵襲，增強了RASFs和滑膜巨噬細胞的自噬，增加了RASFs的存活和遷移，導致新生血管的形成。最后，血清中的miR-16、miR-22、miR-23、miR-27、miR-103、miR-125b、miR-194、miR-210、miR-223、miR-432和miR-886的水平的改變已被證明是血清中的潛在生物標志物，以及RA發展的預測因子。5. miRNA對自身免疫中的自身抗體的作用以及其對自身免疫疾病的影響
在APS，SLE以及RA患者中自身抗體（aPLs，dsDNA以及ACPAs）會不會反過來對miRNA的表達有什么影響呢。作者所在團隊對這三類疾病的自身抗體對血管內皮細胞以及免疫細胞中幾種miRNA的表達及生物發生機制的影響進行了研究。結果發現，aPLs和dsDNA改變了參與動脈粥樣硬化發展蛋白的miRNA的表達（miR-124a, -125a, -125b, -222, -146a, -155）。以及同樣的實驗在單核細胞中重復時發現miR-146a和miR-155的表達上調，而miR124a表達下調。以上研究說明，自身免疫疾病患者體內的自身抗體會通過控制特異性miRNAs表達來激活體內靶點，從而參與機體自身免疫過程。6．細胞中的miRNA可作為系統性自身免疫性疾病及心腦血管疾病的生物標志物
自身免疫疾病與動脈粥樣硬化疾病發展密切相關，導致心腦血管風險增加。MiRNA參與多種與心腦血管疾病病理相關的過程。如miR-let-7g, miR-17-3p, miR-31, miR-146a, miR-155, miR-181家族, 和miR-221/-222參與誘導內皮功能障礙過程；miR-let-7a/b，miR-19b，miR-20a, miR-98, miR-126, miR-142-3p, miR-199-3p, miR-199-5p, miR-200c, miR-221, miR-222和miR-328參與氧化應激過程；miR-21, miR-23a-5p, miR-27a/b, miR-33, miR-34, miR-146a, miR-155, miR-212, miR-451, miR-590和miR-758-5p參與單核細胞的招募，分化及激活過程；miR-let-7g, miR-17-3p, miR-31, miR-146a, miR-155, miR-181a-3p/-5p, miR-181b, miR-221和miR-222參與炎癥與炎癥因子分泌過程。有趣的是，它們中某些同時參與了以上所有過程，這表明它們之間存在相互合作，并且這種相關性在心腦血管疾病中具有相關性。因此在圖2以及圖3所表示的就是這些miRNA異常在自身免疫性疾病及心腦血管疾病中所起的作用。圖2 在抗磷脂綜合征和系統紅斑狼瘡疾病過程中，免疫細胞的miRNA表達及生物發生機制的改變同時影響動脈粥樣硬化及血栓形成過程。
圖3 MiRNA的異常表達參與風濕性關節炎以及心腦血管疾病的發生發展。
6.1 系統紅斑狼瘡（SLE）與抗磷脂綜合征（APS）中與心血管疾病疾病相關的miRNAs
在SLE患者中，直接影響動脈粥樣硬化和心腦血管疾病的相關因素包括免疫復合物的形成，補體的激活以及多種細胞因子和趨化因子的表達和活性的改變。目前已經發現了參與SLE發病機制的miR-15、miR-21、miR-31、miR-125a、miR142、miR-146a、miR-155和miR-181同時也參與了T淋巴細胞的DNA甲基化，I型IFN通路和炎癥反應。并且在這一過程中，與miRNA生物發生相關的有關分子表達也顯著改變，包括Dicer，Drosha等。而在單核細胞中，miR-146a和miR155表達顯著增加，這種增加與APS和SLE患者體內的特異性自身抗體水平，血漿氧化應激分子水平和炎癥因子水平呈正相關，相反，在中性粒細胞和單核細胞中發現了miR-125a（參與炎癥通路的激活）的表達顯著降低，這種降低與血栓形成的發生率顯著相關。以上研究表明，在SLE和APS患者中的miRNA的變化會同時影響自身免疫性疾病以及動脈粥樣硬化兩種疾病病理過程。6.2 風濕性關節炎（RA）中與心血管疾病疾病相關的miRNAs
在RA患者中，免疫細胞中的幾種miRNAs的表達水平與炎癥和細胞因子的產生有關，其中的一些與心血管疾病的風險增加有關。大量的研究表明單核細胞在RA發病機制的關鍵作用，包括其向關節的浸潤，促進滑膜炎癥以及破壞關節。而最近的研究表明，在RA患者的CD16+單核細胞中的miRNAs相對于正常人表達顯著改變。這些發生改變的miRNAs的靶點為血栓形成，炎癥與免疫過程，并且與動脈粥樣硬化的斑塊存在有關。具體來說，CD16+單核細胞中的miR-30c-5p、miR-124a-3p、miR-128-3p和miR-328-3p表達降低，與體內的IFN，IL-6，PPAR和TF的mRNA表達升高相關。相反，miR27a-3p在CD14+單核細胞中表達降低與早期動脈粥樣硬化的存在相關，這種改變與IL-8，MCP-1，VEGF以及TF的增加相關。以上的結果表明，CD14+和CD16+單核細胞中大量miRNAs的改變在預示動脈粥樣硬化進展起著重要作用，并且可以驅動心血管疾病的進展。除此之外，冠狀動脈綜合征患者的血漿和外周單核細胞中miR-146表達顯著增加，其中miR-146-5p通過調控一氧化氮的產生來影響內皮功能；miR-146a的過表達顯著上調了Th1細胞的功能；miR-221和miR-222在動脈粥樣硬化病變的內膜中顯著升高，通過增加活性氧的產生促進內皮功能障礙；miR-223-3p可降低膽固醇生物合成，提高膽固醇外泄。這些miRNAs也促進了VSMCs的增殖，影響了內皮細胞的血管生成能力和平滑肌細胞的表型特性。以上結果表明，miR-146a、miR-155、miR-221、miR-222和miR-223可能參與了RA中心血管疾病的發病機制。7. 循環中的miRNA可作為系統性自身免疫性疾病及心腦血管疾病的生物標志物
MiRNAs可以在不同的生物體液中檢測到，包括血漿，血清，唾液，精液，眼淚，唾液，尿液以及腦脊液。它們由細胞和組織分泌，在細胞間交流起作用。在循環系統中，它們在微囊泡（外泌體、凋亡體、微粒）蛋白復合物（Ago2，NPM1）和脂蛋白復合物（LDL，HDL）中受到核糖核酸酶的保護。因此，在循環系統中的miRNA被認為是理想的生物標志物。最近的一項關于90例APS患者與42例HD人群分析中，證明了11個（miRNA 34a-5p、15a-5p、145a-5p、133b-3p、124-3p、206、20a-5p、19b-3p、210-3p、296-5p和374a-5p）可以區分APS患者與HD人群（特異性達80%）的miRNA。靶預測分析表明，這些miRNA是參與APS血栓病理的關鍵蛋白的潛在調節因子。而且，聚類分析中，不同血栓形成風險的患者組之間的miRNAs差異表達。以上結果表明，miRNAs可作為APS以及相關心腦血管的生物標志物。而在121例SLE患者的分析中，有50例患者出現動脈粥樣硬化。并且根據文獻對所有受試者進行分析發現，miR-125b、miR-101和miR-375這三種miRNAs表達的減少與動脈粥樣硬化的存在相關。卡爾森的研究中，68例SLE患者中，31例出現了心血管疾病。其中miR-155、miR-383和miR-150水平的升高與血管事件(動脈血栓、心肌梗死或靜脈血栓)的顯著相關。總的來說，這些研究證實了循環系統中的microRNAs作為自身免疫性疾病中心血管事件發生的生物標志物的潛力。然而，仍需要借助生物信息學方法，應用更大患者人群進行進一步分析去印證所得到的結果。8.MiRNA的治療作用
已有多篇研究證實，可以通過調控炎癥和心血管介質和循環中miRNAs的表達來治療自身免疫性疾病。36例APS患者每天給與200 mg的泛素醇一個月，可以改變循環中miRNAs(17-5p、146b-5p、29a-3p、145-5p、199 -5p、494-3p、let-7f-5p)的表達，進而調控與這些miRNAs表達相關的促動脈粥樣硬化血栓形成蛋白的表達。以及另一項研究中，每周35 mg的利妥昔單抗（RTX）會翻轉SLE患者血漿中miRNAa（miR-106b-3p、149-3p、125b-5p、199 -3p和miR-124-3）的改變，這些miRNA參與炎癥的血管功能的調控。在90例RA患者的抗TNF治療中，患者血清中miR-16-5p、miR-23-3p、miR-125b-5p、miR-126-3p、miR-146a-5p、miR-223-3p表達上調。靶標預測分析表明，這些mirna可能控制mRNA靶標的表達，參與免疫和炎癥反應、心血管系統發育和功能、結締組織和肌肉骨骼系統。這些結果表明，對復雜的miRNA網絡和靶點的治療性調控可能是預防系統性自身免疫疾病中心血管事件發生的新策略。近年來，對miRNA的研究更新了我們對自身免疫性疾病的病因和發病機制的認識。目前已經證實，大量的miRNA調控免疫細胞和血管細胞的增殖，分化等多種功能，從而在疾病發展的生理過程中發揮重要作用。因此miRNAs表達譜的研究可有助于識別新的生物標志物，并且這些生物標志物可作為這些疾病嚴重并發癥發生的潛在預測因子。特異性的改變某些miRNA的表達，可能是某些疾病的新策略。MiRNA是生物過程網絡的重要調控因子，而不是單個基因。因此在對miRNA作為生物標志物的研究應該進行相關疾病及其共病的整合分析，而這些功能整合機制尚不清楚，等待著研究者深入探究。
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