抑制 miR-21 (微小RNA-21) 过表达对心肌重构和心力衰竭改善和治疗作用的研究

心力衰竭是大多数心血管疾病的最终归宿，也是最主要的死亡原因。90年代以来，阻止心肌重构为主的生物学治疗模式成为心衰药物治疗策略的主要方向。以miRNAs（微小RNAs）为靶点设计的小分子药物有良好的市场前景。本项目拟采用反义核苷酸下调miR-21（微小RNA-21）在心力衰竭中的异常表达，在分子水平上研究其是否抑制异常心肌重构及机制。在细胞水平和利用动物模型观察其对心力衰竭的治疗和预防作用。项目申请者在国家留学基金的资助下公派到英国读博士期间发现了在癌症细胞内miR-21可以下调 TIMP3 基因的表达。本项目是在此基础上深入开展的机制性和临床前期研究，目前尚未见相关报道。心肌重构是心力衰竭发生发展的基础，本项目将探讨如何逆转此过程中关键基因的异常表达，并且为治疗和预防心力衰竭提供新的靶标和具有广阔前景的MicroRNAs新型药物。本研究成果对干细胞移植成功亦有重要意义。

我们的研究结果表明在细胞水平miR-21反义核苷酸参与了调控心肌重构重要基因的表达。miR-21反义核苷酸上调了组织金属蛋白酶抑制因子3的表达，抑制了组织金属蛋白酶的表达。对高通量测序的结果分析发现miR-21参与了心肌肥大，心肌纤维化通路的调节。我们构建了野生型和突变型的载体，结合生物信息学预测工具对miR-21 可能直接调控的基因用双荧光素酶进行了实验验证，证实了TIMP3为其直接靶点。我们构建了左冠状动脉前降支结扎后心衰的模型，研究发现miR-21 反义核苷酸相对于对照组抑制了心房组织纤维化的程度。miR-21抑制剂上调了TIMP3基因表达水平，抑制了MMP的表达。这说明miR-21可能通过TIMP3/MMP通路参与了心肌重构。心肌纤维化常见于心肌梗塞和心力衰竭等许多心血管疾病，易引起心律失常。心肌纤维化是引起房颤的重要原因之一，目前治疗房颤的药物效果有限而副作用明显。我们的研究表明miR-21反义核苷酸局部给药有可能成为治疗心肌纤维化，干扰房颤的重要靶点。本课题组按要求如期完成国家自然科学基金，培养研究生和本科生3名。参加国内外学术交流4次。正准备申报专利和辽宁省科技成果。本课题从全新角度阐明了心力衰竭发生的分子机制，为心力衰竭以及房颤的治疗提供了候选靶基因，对新药研制开发及改善心力衰竭患者治疗现状均具有重要理论和实际意义。