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浅谈冠心病生物标志物研究进展

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冠心病是严重威胁人类生存健康的心脑血管疾病之一,近年来,冠心病的死亡率不断攀升[1]。如何提高冠心病特别是急性冠脉综合征的早期诊断能力一直是心血管疾病的重要研究方向。1955年科学家发现坏死心肌可释放出谷草转氨酶,此后心肌损伤标志物的探索和研究就从未停止。理想的生物标志物应具有高度临床敏感性和特异性,急性心肌梗死后升高出现早且持续异常时间长,检测方便,检测时间短。目前临床上常用的生物标志物主要为蛋白类标志物,急性心肌梗死标志物包括心肌肌钙蛋白(cTn)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)及肌红蛋白(Myo)等,其中肌钙蛋白作为急性心肌梗死的首选标志物,也存在一定局限性:肌钙蛋白升高在心肌损伤2h后才能在外周血中检测出。此外,在其他疾病例如心肌炎、肾功能衰竭、自身免疫性疾病中也会出现不同程度的升高。近年来,新的冠心病生物标志物不断被提出[2-4],涉及冠心病发生以及发展的不同环节,为冠心病的诊断及此后不良心血管事件发生的预测提供新的依据。本文就长链非编码RNA、巨噬细胞移动因子、心型脂肪酸结合蛋白、肌球蛋白结合蛋白C等新型心肌损伤生物标志物进行论述,现综述如下。

1长链非编码

RNA(longnoncodingRNA,lncRNA)LncRNA广泛存在于哺乳动物中,由RNA聚合酶II转录形成,转录本长度>200nt,主要分布于胞核,在胞浆中也有存在[5]。因缺少有效开放阅读框,很少编码或不能编码蛋白,通常以RNA的形式在表观遗传调控、转录调控、转录后调控等多种层面上调控基因的表达水平[6]。全基因组测序对于心肌梗死后心脏转录组的分析显示,大量的心脏特异性lncRNA对于心肌不良重塑、心肌再生、心功能等具有独特的监管和功能特性。日本科学家2000年报道了心肌梗死相关转录本(MIAT),大规模病例对照研究表明MIAT中存在的SNP位点rs2301523与心肌梗死及多种疾病易感性高度相关。小鼠心肌梗死模型中MIAT1和MIAT2上调,在心肌梗死24h后达到高峰且48h后回落到正常水平[7]。INK4基因座中反义非编码RNA(ANRIL)与动脉粥样硬化密切相关[8],外周血中ANRIL的部分降解产物与动脉硬化也具有明显相关性。ANRIL通过下调血管平滑肌内P15INK4b(周期依赖性激酶抑制剂)表达,降低血管保护作用,促进动脉粥样硬化的形成。LIPCAR来源于线粒体基因,被认定为心肌梗死后心肌重塑的标志物,在心肌梗死后发生心肌重塑的患者中,其表达明显上调[9]。除上述ln-cRNA之外,aHIF、KCNQ10T1、MALAT1、Coro-Marker等亦被证明与心肌梗死相关,KCNQ10T1、MALAT1在非ST段抬高型心肌梗死及ST段抬高型心肌梗死中出现差异表达[4,10]。以上研究表明,lncRNA可能作为冠心病潜在生物标志物,为冠心病的诊断及治疗提供新的靶点。

2心型脂肪酸结合蛋白

(hearttypefattyacid-bindingprotein,H-FABP)心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)是新型低分子量胞质蛋白,是脂肪酸结合蛋白家族的一个亚型,在机体内参与运输线粒体氧化反应脂肪酸,可在心肌中表达,具有很高的特异性。H-FABP在心肌细胞缺血损伤或坏死后会迅速释放入血,6~8h后达高峰,24h回到基线水平[11]。H-FABP在心肌缺血损伤的早期诊断、心肌梗死范围判断以及临床预后评估中具有重要价值,因而被广泛应用于冠心病诊疗。Kim等[12]报道,相对于传统的心肌损伤标志物肌红蛋白而言,H-FABP的分子量更小,而且在正常人外周循环中的水平也更低,急性冠脉综合征(ACS)发生时其含量增幅更高,因此H-FABP在ACS早期诊断中的价值可能优于某些传统标志物。Uit-terdijk等[13]研究发现,H-FABP在预测心肌梗死面积方面,与高敏肌钙蛋白I相比,急性ST段抬高型心肌梗死患者H-FABP升高的速度更快,也是反映心肌梗死面积大小及冠状动脉再灌注后无复流现象的最佳指标。Viswanathan等[14]对ACS患者进行至少12个月(中位18个月)的随访研究发现,H-FABP浓度升高与这些患者发生严重心血管不良事件存在密切关联性,是死亡或心肌梗死的独立预测因子;亚组分析显示,对于肌钙蛋白阴性的患者,H-FABP有助于识别其中发生严重心血管不良事件的高风险述结果表明,H-FABP可以成为冠心病患者除传统心肌损伤标记物以外的一个补充诊疗指标。

3肌球蛋白结合蛋白

C(myosinbindingproteinC,cMyC)肌球蛋白结合蛋白C(cMyC)家族最初是1973年发现的,由3个亚型组成,其特异性表达于心肌,并且其表达贯穿从新生儿起始的整个生命过程。有研究提示,cMyC可以作为一种新的心脏损伤候选生物标记物[15]。与心肌肌钙蛋白T(cTnT)和心肌肌钙蛋白I(cTnI)一样,cMyC表达仅限于心脏,但表达更为丰富[16]。此外,也许是因为cMyC心肌浓度较高,cMyC在急性心肌梗死(AMI)后体循环中的上升速度比高敏心肌肌钙蛋白T(hs-cTnT)更快[17]。利用最新发明的cMyC检测方法,对26例早期AMI患者进行的一项研究表明,cMyC的上升速度可能比hs-cTnI更快[18]。此外研究发现,在AMI的诊断中,cMyC表现出与hs-cTnT和hs-cTnI相当的鉴别能力,特别是在患者出现症状早期[19]。

4富含半胱氨酸蛋白

61(cysteine-richprotein61,Cyr61)富含半胱氨酸蛋白61(Cyr61)又被称为CCN1,是一种属于CCN家族成员的细胞外基质蛋白。Cyr61参与细胞的增殖、黏附和迁移等活动,其参与体内稳态的维持、肿瘤的发生和伤口的修复过程。近期的研究提示Cyr61在炎性反应中也发挥促炎作用。鉴于Cyr61在炎性反应中的作用,Cyr61在动脉粥样硬化中的作用开始被关注。既往有研究者报道在ApoE-/-鼠的主动脉粥样硬化斑块中以及人的颈动脉粥样硬化斑块中可均可检测到Cyr61,即提出Cyr61可能与冠心病相关。研究发现,在急性冠脉综合征(ACS)患者的冠状动脉血栓中,与周围单核细胞相比,Cyr61基因转录高度上调。此外,在小鼠缺血再灌注模型中,心肌Cyr61表达明显高于对照组[20]。采用酶联免疫吸附法测定2168例ACS患者血清Cyr61水平,当与GRACE评分联合诊断时,可提高预测30天和1年预后的能力,与高敏肌钙蛋白具有相同的预测能力。

5巨噬细胞移动抑制因子

(macrophagemi-grationinhibitionfactor,MIF)巨噬细胞移动抑制因子(MIF)在心血管疾病各个方面均发挥作用。MIF由人类动脉粥样硬化病变中不同种类细胞产生,并可能对早期斑块的发展及病理进展有促进作用,从而造成更高级和更复杂的病变。血浆MIF水平的升高可用来反映复杂冠脉病变的存在及严重程度[21]。急性冠状动脉综合征患者血浆中MIF水平升高与斑块破裂相关[22]。具有MIF缺陷遗传的小鼠不受长时间和严重缺血再灌注损伤的影响,这种作用与炎性细胞因子表达减少,嗜中性粒细胞和巨噬细胞的心肌浸润减少以及巨噬细胞凋亡增加有关[23]。血浆MIF水平与梗死面积和梗死后心脏重塑程度有关[24]。White等[25]研究提示全身MIF缺陷小鼠对急性心肌梗死后第1周心脏破裂及不良心脏重塑起保护作用。现有研究提示MIF在心肌缺血和再灌注损伤中发挥两种不同的功能。首先,在缺血的最初阶段,MIF促进代谢适应和恢复。此后,随着缺血时间的延长和肌肉坏死,MIF的促炎作用得以发挥,对收缩力、功能恢复及心室重构产生不利影响。天门冬氨酸氨基转移酶是首先用于诊断冠心病的生物标志物。此后对心肌损伤标志物的探索和研究就从未停止,乳酸脱氢酶、CK-MB、cTn等陆续被发现,并用于冠心病的诊断及评估,临床诊断的准确性和及时性得到大幅提高。相关研究表明,生物标记物是早期进行危险分层的重要手段[26]。近年来长链非编码RNA、巨噬细胞移动因子、心型脂肪酸结合蛋白、肌球蛋白结合蛋白C等生物标志物在冠心病发生发展不同环节中的作用逐渐被发现,但仍需进行进一步的研究及探索,以期早日应用于临床早期诊断、预后评估及靶向治疗。

作者:杨毅宁 单位:新疆医科大学第一附属医院心脏中心

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