高强度间歇游泳运动对有训练大鼠心肌的差异表(5)

3.1 高强度间歇运动诱导心脏miRNA 产生的不同调控趋向

3.1.1 上调表达的心肌miRNA

本研究根据miRNA 整体表达情况以及两组间的变化特征，对差异表达miRNA 进行后续分析。在筛选出的22 个上调表达miRNA 中，多数已有相关研究报道，如韩志华（2014）发现，miR-27a 通过SMAD-Akt-mTOR 通路诱导缺血心肌自噬，抑制细胞凋亡，减轻心肌细胞损伤，保护细胞功能。Eskildsen 等（2015）发现，心脏肥大、心力衰竭会促使miR-132、miR-212 上调，miR-132 在房颤的发生中也出现上调的趋势（Qiao et al.,2017）。Wang 等（2016）发现，miR-134-5p 在急性心力衰竭早期显著增加。张在保（2013）发现，2 型糖尿病大鼠心肌梗死后缺血区miR-503 表达上调。Díaz 等（2017）发现，miR-125a-3p 在心肌缺血细胞中表达上调。有些筛出的miRNA 虽无相关报道证实其在心肌细胞中的调控作用，但在循环血液miRNA 的研究中发现了它们对心脏功能的作用，如Kinno 等（2014）发现循环miR-411、miR-409 在房颤的发生中表达上调；Harling 等（2017）发现在术后房颤患者血清中miR-483-5p 过度表达。这些研究印证了本研究的预测结果，也提示了这些差异表达miRNA 在响应间歇运动中的作用，既有可能使心脏发生缺血心肌自噬的保护机制，也存在心力衰竭、心肌缺血、心律失常（如房颤）等可能的变化过程。

3.1.2 下调表达的心肌miRNA

与CK 组大鼠相比，有10 个miRNA 在HIST 组表现出下调趋势，其中的多数miRNA 也已有相关研究报道，如Xu 等（2016）发现，miR-429 下调可引起Notch1 表达增加，进而达到保护心肌细胞免于缺氧诱导的细胞凋亡；Soci 等（2016）发现高强度游泳运动可使miR-208b 下调，诱导心肌生理性肥大。Liu 等（2016）、Dias 等（2016）发现，在心肌梗死引起的心力衰竭大鼠心脏中，miR-122-5p表达上调，提示miR-122-5p 有促心肌细胞凋亡的作用。Li等（2016）发现，miR-182 可通过Akt-mTOR-p70S6K 通路，抑制 Bcat2 表达，诱导心肌病理性肥大的发生；Cakmak 等（2015）发现，充血性心力衰竭与miR-182 的上调表达有关；Wang 等（2018）发现，衰老大鼠出现心脏舒张功能下降、心肌纤维化、自发性高血压等表现，这可能与miR-182、miR-208b-3p 的上调有关系。刘长召等（2017）发现，miR-200b-3p 可能通过调控FSTL1 的表达而参与心肌细胞的炎症反应、氧化应激和细胞凋亡等过程，诱导心肌梗死的出现。Yvan 等（2017）发现，循环miR-124-3p 的上调与心脏骤停的发生有关。前人的研究提示，这些miRNA 响应高强度间歇运动而出现的下调表达对于抑制心肌凋亡、抑制心力衰竭、抑制心肌纤维化、诱导心肌生理性肥大、维持心脏正常功能具有重要意义，在HIST 导致的心脏重塑中起到“良性”作用。

而其他下调表达的miRNA 被验证具有相反的作用，如Yao 等（2017）发现，miR-183-5p 上调表达可阻断内质网应激诱导的细胞凋亡和心力衰竭；Yang 等（2018）发现，miR-200a-5p 可通过靶向RNF11 阻断心肌细胞凋亡；Fang等（2015）发现，肥厚型心肌病患者（HCM）的弥漫性心肌纤维化的发生伴随循环miR-96-5p 的下调表达。上述研究提示，这些miRNA 在HIST 组心肌中的下调表达增加了心肌凋亡、心肌纤维化、心力衰竭的可能性，在HIST 导致的心脏重塑中起着“风险”作用。

综上，这些下调表达的miRNAs 也在心脏响应间歇运动中发挥不同的作用，既有诱导心肌生理性肥大、抑制心肌凋亡、保护心肌细胞的作用，又有诱发心力衰竭、心肌纤维化和心肌凋亡的风险。

根据上调、下调miRNA 及其前人研究证据，可以推测在高强度间歇运动导致心脏重塑的过程中，miRNA 对基因表达的调控可表现出多向性，既可能向心脏生理性肥大、保护心肌等良性方向发展，也可能演变为心力衰竭、心肌缺血、心肌纤维化、心肌凋亡、心律失常等恶性的病理过程（表8），而不同miRNA 的表达会影响其向不同的方向发展，心肌重塑的最终发展方向，受多种miRNA 共同作用的影响。这种众多miRNA 共同调控基因表达的机制，有待于进一步研究。而miR-6315、miR-6324、miR-664-2-5p、miR-191a-3p 等是否与运动心脏重塑或病理性心脏重塑有关尚未见报道，后续可进一步进行这部分研究。

3.2 miRNA 通过对靶基因调控实现对心脏生理活动的影响

miRNA 通过调控靶基因发挥作用，因此，本研究对差异表达的miRNA 进行了靶基因注释，并与以前报道的参与运动响应的基因进行比较，发现，间歇游泳运动响应的miRNA 可通过调控不同的靶基因介入心肌细胞多种生理生化过程，包括涉及心肌细胞增殖与分化、心肌收缩、心肌发育与形态发生、心肌凋亡、心脏传导和心肌细胞膜电位变化等。更重要的是，还有一些靶基因可以调控转录过程，如Rxrb、Rbp4、Prickle1、Epo、Foxs1、Srf。值得一提的是，目前虽鲜有关于miR-6315、miR-6324 以及新预测 rno-miR-n106、rno-miR-n019、rno-miR-n096、rnomiR-n096 调控心脏功能的相关文献，但其靶基因Epo、Epor、Akap13、Gja1、Ltk、Srf、Camk2a 等对心肌功能的影响已得到实验验证。如王小雯（2009）发现，Epo 及其受体Epor 对急性心肌梗死大鼠心肌具有保护作用；Johnson 等（2015）发现，Akap13 通过Akap13-PKD1 信号途径调控心肌收缩、细胞凋亡和代谢通路的转录过程，进而诱导心肌代偿性肥大；初霞（2010）发现，Gja1 及其靶蛋白的下调可诱导心律失常的出现；Honda 等（1999）发现，心脏中Ltk 的激活可导致心脏肥大、心肌细胞变性；Shan 等（2010）发现，Srf 参与了miR-1、miR-206 在糖尿病型心脏病心肌中上调表达，引起心肌凋亡的过程；Guilbert 等（2015）发现，Camk2a 及其编码蛋白参与了心肌舒张的调控过程。与以往报道的参与运动响应的miRNA 一致的是，响应间歇运动的心脏miRNA 靶基因也主要涉及心肌生长、增殖、凋亡、收缩等生理过程，但本研究发现，有些靶基因还与心脏传导、膜电位变化以及转录的调控有关，另外，差异表达miRNA 与其靶基因之间还存在着“一对多”“多对一”的不同的调控关系，这些都说明，miRNA 影响心脏功能的基因表达调控机制可能非常复杂。不同miRNA交叉调控不同基因表达的机制，是miRNA 研究的一个重要方向。

文章来源：《心脏杂志》 网址: http://www.xzzzzzs.cn/qikandaodu/2021/0324/650.html