MicroRNA-21在高血压心肌重塑中的作用及调控机制

MicroRNA是一种大小约为21～23nt的单链小分子RNA，具有最广泛的基因调节功能。目前的研究虽然可以确定miR-21的异常表达参与了心肌重塑的病理过程，但其下游靶基因及具体的调控信号通路还未明确。PI3K/Akt通路在心脏疾病中被激活，而PTEN是位于心肌细胞和内皮细胞上PI3Ka和PI3Kg的负性调控子。研究显示PI3K/Akt通路激活诱导基质金属蛋白2表达，而PTEN抑制MMP2的表达，提示PI3K/Akt/PTEN通路在心肌纤维化中的作用。我们的研究假设为：肿瘤抑制因子PTEN可能是MicroRNA-21的靶基因。在高血压压力负荷模型中，刺激信号诱导MicroRNA-21表达上调，由于MicroRNA对靶基因的负性调控机制，导致PTEN表达减低，激活PI3K/Akt信号通路及其下游基质金属蛋白酶2的表达，进而引起细胞外基质重构，心室重塑。

制备“两肾一夹”（2K1C）高血压大鼠模型，采用miRNA微列阵分析，发现高血压心肌重塑大鼠与对照组心肌组织miRNA表达谱有明显差异。实验组心肌组织miR-21的表达比较对照组增高，Quantitative real-time PCR验证了上述 miRNA芯片的结果。生物信息学分析，预测miR-21可能的下游靶基因及其参与调控的信号通路。培养原代心肌细胞,AgⅡ诱导的心肌细胞肥大模型组与对照组比较，miR-21表达量升高，同时,western-blot证实PTEN的蛋白表达水平降低，而磷酸化PI3K蛋白水平增高。构建双荧光素酶报告基因实验，miRAN-21能与PTEN基因3' UTR结合，并抑制其表达，说明PTEN是miRAN-21的靶基因。结论： miRAN-21通过抑制靶基因PTEN的表达，阻断了PTEN对PI3K/Akt信号通路的负性调控，参与心肌重塑。