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user: 3. miRNAs调控CIRI进程 在CIRI的病理生理过程中，相关miRNAs表达发生变化。Yuan和他的同事通过建立大鼠脑缺血20 min后再灌注30 min或24 h的模型，来观察在大鼠海马中miRNAs的表达谱，结果发现缺血再灌注30 min后，23种miRNA上调，32种下调；再灌注24 h后，40种miRNA上调，31种下调 [ 16 ]，这些变化的miRNAs可能参与了CIRI。在国内的其他研究中发现，多种变化的miRNAs通过影响不同的信号通路，调控CIRI的进程。 3.1. miRNAs调控氧化应激 在不同组织和细胞的各种生物过程中，一些miRNAs通过调节ROS的水平，影响目的基因的表达，在细胞氧化还原反应中起着关键作用 [ 17 ] [ 18 ]。在CIRI过程中，这些miRNAs的表达发生改变，调控的ROS也发生改变。同时，相关研究证实这些miRNAs通过调控氧化应激在CIRI中发挥作用。蛋白激酶CK2是在哺乳动物细胞中普遍存在的丝氨酸–苏氨酸激酶。CK2由三个不同的亚基组成：α，α’和β。据报道CK2α通过负调节NADPH氧化酶在CIRI中发挥神经保护作用 [ 19 ]。NADPH氧化酶是在缺血期间产生有害的氧衍生自由基的主要因素。Liang [ 20 ] 等建立细胞氧糖剥夺/复氧(OGD/R)模型模拟CIRI，发现miR-125 b水平升高，CK2α表达降低。使用miR-125b抑制剂下调miR-125b的表达，解除对CK2α的抑制，使NADPH氧化酶的作用效果降低，减轻氧化应激，减少细胞凋亡。BTB和CNC同源性1 (Bach1)是一个转录因子，通过干扰核因子红系2相关因子2/抗氧化反应元件(Nrf2/ARE)信号传导途径参与调节各种刺激下的氧化应激 [ 21 ] [ 22 ]。Sun [ 23 ] 等通过荧光素酶报告试验发现Bach1是miR-98-5p调控的下游基因，建立细胞OGD/R模型模拟CIRI，发现miR-98-5p表达降低，Bach1表达提高。使用miR-98-5p的激动剂使miR-98-5p的表达增加后发现，Bach1表达减低，Nrf2的核表达量增加，ARE的活性提高，减轻了OGD/R诱导的神经元凋亡和ROS的产生。以上这些miRNAs均通过调控氧化应激在CIRI中发挥作用。 3.2. miRNAs调控能量代谢 在脑缺血再灌注损伤中，miRNAs通过调控线粒体的功能进而影响能量代谢 [ 24 ]。在缺氧过程中，葡萄糖、ATP和磷酸肌酸水平降低，miRNAs可以调节ATP的生成或向ADP的转化，使ADP/ATP比例增高，导致脑组织代谢所需要的营养物质缺乏，进一步加重脑组织损伤。例如，细胞色素c氧化酶IV (COXIV)是线粒体电子传递链的关键蛋白，参与ATP的生产，COXIV水平的变化会影响线粒体功能。miR-338通过调节COXIV的表达，并且靶向编码重要蛋白的多种线粒体mRNA来参与氧化磷酸化，进而影响能量代谢 [ 25 ]。ADP-核糖基化因子样2(Arl2)定位于腺嘌呤核苷酸转运蛋白1，是线粒体中ADP/ATP的交换器。miR-15b通过靶向Arl2调节ATP的浓度，过表达miR-15b将下调Arl2表达，从而抑制ADP/ATP交换和ATP合成 [ 26 ]。免疫磷酸转运蛋白载体家族25成员3蛋白(slc25a3)是ATP的产生是必不可少的跨膜蛋白，miR-141通过调节slc25a3的表达，并影响线粒体ATP的产生。这些miRNAs均通过调控线粒体的功能来影响ATP的生成在CIRI中发挥作用。 3.3. miRNAs与Ca 2+ 超载 缺血/再灌注时，Ca 2+ 超载是各种因素综合作用的结果，也是造成脑缺血损伤过程中各种因素作用的共同通路。Li [ 27 ] 等研究发现，miR-202-5p通过减轻心肌细胞Ca 2+ 超载，防止线粒体功能紊乱，保护心肌细胞免受缺血再灌注损伤。改善心肌细胞的钙稳态和线粒体功能，并保留心肌细胞的功能和结构，对正常大鼠的心肌缺血再灌注损伤有保护作用，改善心功能。Cha [ 28 ] 等研究发现，miR-145的过表达在氧化应激下通过下调钙/钙调素依赖性蛋白激酶II (CaMKII)来保护心肌细胞中的Ca 2+ 超载，进而减少心肌细胞的凋亡。而miRNAs与CIRI中Ca 2+ 超载相关的机制还有待研究。 3.4. miRNAs与炎症反应 CIRI后，局部浸润的炎性细胞产生大量炎性介质，是CIRI过程中重要环节。白细胞介素(IL)-1受体相关激酶4 (IRAK 4)是参与天然免疫应答过程的关键分子 [ 29 ]，在由Toll样受体(TLRs)/IL-1受体(IL-1R)介导的炎症信号通路中发挥作用 [ 30 ] [ 31 ]。Tian [ 32 ] 等发现，CIRI小鼠脑中miR-93的表达水平明显降低，减少了对IRAK 4的抑制，增加促炎症因子的表达，产生炎症反应。通过转染上调miR-93，负性调节IRAK 4在CIRT中发挥抗炎作用，减少炎症反应，产生保护作用。Nurr1 (NR4A2)是核受体4家族的孤儿核受体的成员，研究显示Nurr1通过与小胶质细胞中靶炎症基因启动子的NF-κB-p65对接来抑制促炎性神经毒性介质的表达 [ 33 ] [ 34 ]。Xie [ 35 ] 等通过建立大鼠脑缺血/再灌注模型发现miR-145-5p表达升高，Nurr1的表达降低，并通过双荧光素酶实验得出miR-145-5p负性调节Nurr1。通过miR-145-5p过表达，导致Nurr1介导的TNF-α表达升高，加速了大鼠的炎性损伤。这些miRNAs通过作用于炎性介质IL-1或TNF-α产生炎症反应，造成CIRI。 3.5. miRNAs与自噬 自噬是一种高度保守的分解代谢途径，通过降解异常蛋白和受损细胞器去除不利于细胞存活的因素，并将降解所产生的物质循环利用于细胞更新修复，以维持细胞内环境的稳态 [ 36 ]。在轻度CIRI时，自噬大多被适度激活并起到神经保护作用。自噬的过程需要自噬相关基因的参与，其中自噬特征蛋白Beclin-1和自噬体膜上的标志性蛋白微管相关蛋白轻链(LC3)对于自噬的检测具有重要意义 [ 37 ]。SIRT1具有神经保护作用，也是许多疾病中的自噬介质。Tian [ 38 ] 等建立OGD/R模型模拟CIRI发现，miR-138表达下调，SIRT1表达上调。通过双荧光素酶基因报告法证明SIRT1可能是miR-138调控的下游靶点。敲除miR-138后发现，SIRT1表达显著升高，Beclin-1和LC3的蛋白水平显著升高，促进细胞自噬，发挥保护作用(p < 0.05)。核因子-κB激活剂(Act)1是E3泛素连接酶，参与细胞自噬通路的调节。Sun [ 39 ] 等建立大鼠CIRI模型发现miR-298下调，Act1上调，细胞存活率升高。通过转染上调miR-298的表达，加强对Act1的抑制，减少自噬相关蛋白的表达，诱导细胞凋亡，加重脑损伤。这些miRNAs均通过作用于自噬相关基因来激活自噬，在CIRI中发挥保护作用。 3.6. miRNAs调控凋亡相关通路 在CIRI损伤中，miRNAs通过影响凋亡相关基因进而调控细胞凋亡通路。Bcl-2蛋白家族、Caspase家族、Fas基因和p53基因等许多凋亡相关基因均参与了细胞凋亡过程 [ 40 ] [ 41 ]。Bcl-2样蛋白14 (Bcl-G)属于Bcl-2家族的一个成员，是最早被描述为促凋亡的因子 [ 42 ]。Yao [ 43 ] 等通过线栓法建立大鼠脑缺血再灌注模型发现，miR-496表达下调，Bcl-G表达上调。通过转染使miR-496过表达，增加了对Bcl-G的抑制作用，减轻细胞的损伤。Sirtuin 1 (SIRT1)是一种依赖于NAD + 的组蛋白脱乙酰基酶，它是沉默信息调节因子SIR2中哺乳动物同源基因中的最高因子 [ 44 ]。研究发现 [ 45 ]，SIRT1具有神经保护作用。Lu [ 46 ] 等发现在大鼠脑缺血再灌注模型中，SIRT1增加miR-22的表达，抑制大鼠模型中的caspase-3的活性，减少神经元的凋亡。同时，SIRT1的下调减少miR-22的表达，增加caspase-3的活性，神经元凋亡增加。这些miRNAs均通过影响细胞凋亡通路在CIRI中发挥作用。