综述：MiRNAs在心力衰竭中的病理生理作用

《Frontiers in Cardiovascular Medicine》：The pathophysiological role of MiRNAs in heart failure

　　

背景：心力衰竭（HF）是一个日益增长的全球性健康问题，主要特征为不可逆的心肌细胞丢失、适应不良性重塑和能量衰竭。微小RNA（miRNAs）作为基因网络的主要转录后调节因子，能够促进疾病的病理生理过程。然而，对于它们在人类HF中参与的系统性理解仍然有限。因此，本研究阐明了miRNA调节心肌细胞凋亡、自噬、心肌纤维化、炎症反应和能量代谢以抑制和治疗HF的机制。方法：在检索2021至2025年间PubMed和Web of Science数据库中关于miRNA在HF中作用机制的文献后，对miRNA调节HF的机制进行了分析。结果：揭示了miRNA在HF中的多维调节功能。在细胞命运水平，它们介导心肌的存活与死亡，并抑制过度凋亡和氧化损伤。在组织结构水平，它们抑制病理性心室重构和纤维化的进展。在能量稳态水平，它们控制细胞的自噬和能量代谢。最后，在炎症和信号水平，它们抑制炎症风暴并维持钙信号稳态。研究人员观察到一个由多种miRNA组成的复杂且动态的调节系统，这为HF机制研究和靶向干预提供了理论基础和潜在靶点。结论：微小RNA（miRNAs）共同影响心肌细胞的存活、重塑和能量平衡。然而，miRNA在HF中的临床应用仍处于早期探索阶段，其真实的诊断价值和治疗潜力需要严格的大规模临床研究进一步证实。

2 miRNA的生物发生与释放

miRNA在哺乳动物细胞中的生物发生与释放通过严格调控的过程发生，将初级转录本转变为成熟的功能性RNA。该过程可大致分为核内和胞质阶段，并根据miRNA和细胞条件遵循经典或非经典途径。2.1 经典miRNA生物发生与释放：RNA聚合酶II将miRNA基因转录为含有发夹结构的长初级转录本（pri-miRNA）。在细胞核中，微处理器复合物（Drosha及其辅因子DGCR8）切割pri-miRNA，产生长度约60-70个核苷酸的发夹结构前体miRNA（pre-miRNA）。Exportin-5（XPO5）在Ran-GTP结合状态下将pre-miRNA从细胞核输出到细胞质。在细胞质中，RNase III酶Dicer在其辅因子TRBP的帮助下，在靠近末端环处切割pre-miRNA，产生约22个核苷酸的miRNA双链体。其中一条链（引导链）与Argonaute（Ago）蛋白结合，形成RNA诱导沉默复合物（RISC），而互补的过客链则被丢弃。通过种子配对（第2-8位核苷酸），成熟miRNA引导RISC与互补的靶mRNA结合，导致翻译抑制和/或mRNA降解。2.2 非经典途径：某些miRNA通过绕过关键酶而偏离经典生物发生途径：mirtron从内含子中剪接出来，直接形成pre-miRNA，无需Drosha切割；而miR-451由Drosha加工后，随后被Ago2而非Dicer切割，产生成熟miRNA。2.3 释放与周转：尽管绝大多数成熟miRNA以与Ago蛋白结合的稳定功能复合物形式保留在细胞内，但有一部分持续被输出到细胞外空间。分泌的miRNA可以被包裹在30-150nm的外泌体中，存在于直接从质膜出芽的较大微囊泡中，或简单地搭载在可溶性RNA结合蛋白如Ago2、核磷蛋白-1或高密度脂蛋白（HDL）颗粒上。这种释放产生的细胞外miRNA库似乎是细胞类型和刺激特异性的，目前广泛用作诊断性的“液体活检”标志物。无论其位置如何，细胞内miRNA并非惰性；其半衰期可以通过一种称为靶向miRNA降解（TDMD）的保守质量控制途径被主动重置。当RNA与Ago2结合的miRNA表现出显著互补性时，所得复合物发生构象变化，允许ZSWIM8 E3泛素连接酶暴露并泛素化Ago2上的特定表面赖氨酸。泛素化的Ago2随后被导向蛋白酶体，释放结合的miRNA，使其被快速的3′→5′外切核酸酶消化。因此，输出和TDMD共同协作，塑造细胞内外的稳态miRNA库。

3 miRNA调节心力衰竭的机制

miRNA是一种内源性非编码RNA，可在内皮细胞、成纤维细胞、心肌细胞和炎症细胞之间形成“多靶点、跨细胞”的调节网络，通过阻断或降解靶mRNA来控制心肌肥厚、纤维化、炎症反应和凋亡等关键病理环节。研究人员可以推测，全面了解miRNA控制慢性心力衰竭的机制将有助于解决传统单靶点治疗的局限性，并为慢性心力衰竭的靶向治疗提供新的理论依据和转化路径。本研究涉及多个主题，如miRNA对心肌细胞凋亡、氧化应激反应、心肌纤维化、心室重构、心肌能量代谢和炎症反应的调节。

3.1 心肌细胞凋亡与氧化应激反应的调节：心肌细胞损伤是HF的病理标志之一。在心脏细胞中，HF诱导线粒体功能障碍，导致电子传递链中断，从而增加活性氧（ROS）的产生，加剧细胞损伤，并导致线粒体内容物（包括诱导凋亡的因子）泄漏，启动细胞凋亡。凋亡通过减少心肌细胞和心肌收缩力来增加HF的发生率和进展，从而凸显了凋亡在HF中的关键参与。下调的心脏促线粒体生物合成因子促进线粒体氧化磷酸化下降和脂肪酸氧化能力降低，损害心肌能量产生并进一步加速HF。氧化应激发生在ROS生成与清除失衡时，是HF和心脏重构病理生理学的关键因素。ROS在HF中的不良影响包括激活与凋亡相关的信号通路、心脏成纤维细胞增殖、线粒体DNA（mtDNA）损伤、线粒体功能受损和心脏肥厚。临床和实验研究表明，HF期间心肌和全身水平的氧化应激水平升高。因此，调节氧化应激介导的信号通路可以预防或延缓HF的发生。研究表明，miRNA参与调节氧化应激反应和心肌细胞凋亡，延缓HF的发生。例如，使用氧糖剥夺/再灌注（OGD/R）的H9c2细胞模型发现miR-1显著降低，过表达miR-1可通过靶向抑制HCN2/HCN4通路，降低肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6）水平，提高细胞活力并减少凋亡。通过注射多柔比星（DOX）建立慢性心力衰竭（CHF）大鼠模型，发现miR-18a-5p表达降低，其过表达可靶向抑制Notch2，降低Cleaved-caspase-3和Bcl-2相关X蛋白（Bax）水平，增加Bcl-2蛋白表达，减少心肌细胞凋亡。在HF大鼠模型中，miR-22-3p表达升高，抑制miR-22-3p可靶向恢复FURIN，降低血清脑钠肽（BNP）水平并抑制心肌细胞凋亡。进一步研究表明，miR-24-3p在HF大鼠模型中显著升高，抑制miR-24-3p可靶向激活Sp1/PI3K通路，显著降低N末端前脑钠肽（NT-proBNP）、caspase-3、乳酸脱氢酶（LDH）和ROS水平，抑制心肌细胞凋亡和氧化应激，增强心脏功能和组织结构。XIONG分析CHF患者血清发现miR-30c-5p表达下调，过表达miR-30c-5p可有效抑制人脐静脉内皮细胞（HUVECs）凋亡并增强其增殖、迁移和侵袭。当用H₂O₂处理AC16（人心肌细胞系）细胞时，miR-129-5p降低，其高表达通过降低自噬相关蛋白7（ATG7）来抑制凋亡和自噬。在通过结扎左前降支冠状动脉诱导的CHF大鼠模型中，miR-129-5p降低，升高miR-129-5p可靶向Smurf1并阻断其作用，恢复磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）表达，降低丙二醛（MDA）水平，增加超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）水平，从而减轻氧化应激。在DOX诱导的HF大鼠模型中，miR-144-3p显著降低，其升高可靶向抑制细胞因子信号传导抑制因子2（SOCS2），显著增加Bcl-2和磷酸化PI3K/Akt（p-PI3K/Akt）水平，降低Bax和Cleaved-caspase-3表达，抑制心肌细胞凋亡并改善心脏活性和组织病理学损伤。Kao等人证实，在DOX诱导的HF小鼠模型中，miR-144-5p水平显著升高，阻断miR-144-5p可靶向恢复酰基辅酶A合成酶中链家族成员1（ACSM1）表达，显著降低BNP、LDH、血管紧张素II（Ang II）和醛固酮（ALD）等生物标志物，抑制脂质过氧化和凋亡，从而改善左心室功能和组织病理学变化。用H₂O₂处理的AC-16和HCM细胞中，MIR17HG和沉默信息调节因子1（SIRT1）下调，而miR-153-3p上调，抑制miR-153-3p可恢复SIRT1表达，显著降低ROS和NPPB水平，改善氧化应激。在通过主动脉弓缩窄（AAC）诱导的HF小鼠模型中，Luo等人发现心肌组织中miR-155水平显著降低，给予miR-155激动剂后，心脏功能改善，凋亡相关蛋白Bax和Cleaved-caspase-3表达显著降低，Bcl-2升高，通过靶向缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）抑制心肌细胞凋亡。在冠状动脉结扎诱导的HF大鼠模型中，给予miR-199a纳米颗粒干预，可显著降低热休克蛋白27（HSP27）和糖蛋白130（SGP130）表达，提高热休克蛋白70（HSP70）水平，抑制心肌细胞凋亡和炎症反应。对CHF患者和通过结扎左前降支冠状动脉制备的CHF大鼠模型的研究显示，miR-200a水平显著下降，过表达miR-200a可靶向抑制高迁移率族蛋白B1（HMGB1），显著降低白细胞介素-1（IL-1）、TNF-α、BNP、MDA和肌酸激酶-MB同工酶（CK-MB）水平，抑制心肌细胞凋亡和氧化应激，改善心肌组织结构。在OGD处理的H9C2细胞中过表达miR-223-3p可降低IL-6、IL-1β和Cleaved-Caspase-3水平，防止炎症和凋亡。研究人员通过缩窄主动脉建立CHF大鼠模型，发现miR-568水平显著下降，过表达miR-568可靶向抑制SMURF2，显著降低血清LDH、天冬氨酸转氨酶（AST）、肌酸激酶（CK）和CK-MB水平，减轻心肌细胞凋亡和氧化应激，改善心脏功能和组织病理学损伤。ZHANG的研究通过临床研究和细胞实验表明，抑制miR-1285-3p可增强细胞生长和血管生成，同时降低细胞凋亡。细胞实验证实，在H₂O₂诱导的心肌细胞中miR-4429显著升高，因此抑制miR-4429可靶向恢复透明质酸和蛋白聚糖连接蛋白1（HAPLN1）表达，降低ROS水平，抑制氧化损伤，改善细胞活力和心肌结构。MiRNA通过靶向凋亡和氧化应激相关指标有效调节心肌细胞的存活和死亡。特定的miRNA如miR-1、miR-18a-5p、miR-30c-5p、miR-129-5p、miR-223-3p和miR-568可抑制促凋亡通路并增强抗氧化防御，有助于减少心肌损伤并延缓HF进展，将这些miRNA定位为预防和管理该疾病的有前景的分子靶点。另一方面，miR-22-3p、miR-24-3p、miR-144-5p、miR-153-3p和miR-4429可能加剧心肌细胞凋亡或氧化应激反应，通过阻止其过表达来改善氧化应激反应和心肌细胞凋亡，延缓HF进展。

3.2 心肌纤维化与心室重构的调节：心脏纤维化发生在心肌中胶原纤维过度沉积时。这在受损心脏中发生，广泛而持续的纤维化损害心脏功能。该过程高度受疾病起源和阶段影响，因此具有异质性和动态性。该事件是HF和其他心脏疾病的定义特征，代表了多方面的健康并发症，对有效治疗干预构成挑战。活化的心脏成纤维细胞（CFs）是心脏纤维化的主要介质，它触发过多的细胞外基质（ECM）蛋白在血管周围和间质心脏空间中的病理沉积。成纤维细胞迁移到损伤部位，局部增殖，最终转分化为肌成纤维细胞。活化的心脏成纤维细胞主要产生ECM分子如胶原和纤维连接蛋白。心脏纤维化的特征在于胶原的数量和质量。HF由病理性心脏重构触发，该过程显著影响该疾病的临床结果。它通过几种复杂机制发生，导致病理性心脏肥厚、间质纤维化、心肌ECM降解增加、心脏功能受损甚至HF。在心室重构过程中，心室结构发生改变，如壁厚和腔大小的变化，心室也从椭圆形变为更球形。心肌肥厚是HF中心脏重构的常见特征，可导致心脏功能下降，特别是影响收缩功能。研究人员发现许多miRNA可以改善心肌纤维化和心室重构，有效延缓HF的发展过程。CHEN发现，在DOX诱导的CHF大鼠模型中，miR-21-5p水平显著升高，S期激酶相关蛋白2（SKP2）表达下降。丹皮酚干预显著抑制miR-21-5p，恢复SKP2水平，降低BNP、LDH、Ang II、ROS和ALD水平，降低Bax、c-caspase-3和细胞色素C在细胞质中的表达，抑制心肌细胞凋亡和纤维化。利用高脂饮食和N-硝基-L-精氨酸甲酯构建的射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）小鼠模型显示，miR-92a-3p升高，阻断miR-92a-3p可降低I型胶原α1链（COL1A1）、III型胶原α1链（COL3A1）、纤维连接蛋白1（FN1）、IL-6和TNF-α，减轻舒张功能障碍和左心房增大。在另一项使用异丙肾上腺素（ISO）诱导的CHF小鼠模型研究中，miR-128升高，阻断miR-128可靶向激活MDFI，抑制Wnt1/β-catenin通路，减轻心肌肥厚和凋亡。通过注射ISO或横向主动脉缩窄（TAC）诱导HF小鼠模型，miR-128水平上调，抑制miR-128可靶向激活Axin1，抑制Wnt/β-catenin通路，降低Wnt1和β-catenin水平，减轻心肌肥厚。Wu等人通过高脂饮食和N-硝基-L-精氨酸甲酯建立HFpEF小鼠模型，给予抗miR-132干预，发现其能显著抑制心肌中磷酸化Smad3（P-Smad3）表达，减少转化生长因子-β1（TGF-β1）诱导的胶原合成和Smad3磷酸化，降低心肌肥厚和纤维化程度。研究表明，在ISO诱导的CHF小鼠模型中，五味子抑制miR-155的表达，进一步抑制AKT/cAMP反应元件结合蛋白（CREB）通路的磷酸化，降低心房钠尿肽（ANP）、BNP、β-肌球蛋白重链（β-MHC）和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）水平，减轻心肌细胞肥厚和纤维化。在老年HFpEF合并糖尿病患者中，血液中miR-181c水平显著升高，体外实验表明miR-181c靶向帕金蛋白（PRKN）和SMAD7并阻断它们，减轻心肌纤维化。Boen等人通过高脂饮食联合Ang II和L-NG-硝基精氨酸甲酯构建HF小鼠模型，发现miR-181c-5p水平在心肌中显著升高，抑制miR-181c-5p可靶向降低心脏中TGF-β受体I（TGF-βRI）表达，显著减少胶原沉积和心肌纤维化。使用TAC构建应激性HF小鼠模型，发现miR-222表达升高，过表达miR-222可靶向抑制活化T细胞核因子c3（NFATc3）、p53上调凋亡调节因子（PUMA）和含高迁移率族盒1（HMBOX1），显著降低COL3A1、基质金属蛋白酶-2（MMP-2）、Caspase-1、Caspase-3、ANP、BNP和β-MHC表达，抑制病理性心肌肥厚，改善左心室射血分数和存活率。研究还发现，在该HF小鼠模型的心脏成纤维细胞中，miR-425-5p显著下调，构建成纤维细胞特异性miR-425-5p过表达模型导致靶向抑制TGF-β1/Smad信号通路，显著抑制CFs的增殖和分化，降低FN、结缔组织生长因子（CTGF）、Col1a1、Col3a1、α-SMA和增殖细胞核抗原（PCNA）表达，减轻心肌纤维化、心肌肥厚和收缩功能障碍。总之，通过降低COL1A1、COL3A1和α-SMA等蛋白的表达，miR-222和miR-425-5p可预防心肌纤维化和心室重构，从而减轻HF。然而，miR-21-5p、miR-92a-3p、miR-128、miR-132、miR-155、miR-181c和miR-181c-5p可能加剧心肌纤维化和心室重构，通过下调这些miRNA可减轻心肌纤维化并缓解HF。

3.3 心肌能量代谢与自噬的调节：心肌细胞需要氧气和关键营养物质如葡萄糖、脂肪酸（FAs）和酮体来生成ATP，该能量对维持收缩和舒张功能至关重要。能量代谢的改变是HF的关键，导致“能量缺乏”从而加剧病情严重程度。在衰竭心脏中，能量底物利用和整体代谢谱发生显著变化，可能导致心脏能量代谢失衡和ATP生成总体减少。这种能量生成受损源于几个因素，包括线粒体代谢紊乱、心脏能量底物偏好的改变和心脏效率降低。这些产生ATP的代谢途径的干扰会严重影响心脏功能。因此，心脏能量生成受损是HF严重程度的主要因素。修复底物稳态已被证明可改善收缩功能障碍小鼠的心脏功能。此外，改善心脏代谢谱和/或提升心脏能量代谢是HF有前景的治疗方法。在真核生物中，自噬是一个关键的降解过程。理想的自噬活性通过清除受损细胞器、减少自由基产生和维持细胞内稳定性来促进损伤后心脏修复。另一方面，自噬的过度激活可能通过自噬相关途径触发心肌细胞死亡，从而加速HF的发展。在HF晚期，自噬经常被阻断，最有可能是因为细胞代谢耗竭，阻碍了自噬途径的功能。自噬中断通过阻碍有害物质的清除来加速心室重构和恶化心脏功能。现代研究表明，miRNA可通过调节心肌能量代谢和自噬来优化心脏功能并促进HF改善。在通过TAC构建的HF大鼠模型中，给予黄芪丹参汤（HDD）可显著抑制心包脂肪组织外泌体中miR-27a-3p的释放，靶向恢复AMPKα2表达，并激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬通路，这些作用显著改善心肌能量代谢，减少线粒体损伤和炎症浸润。Xu等人使用Ang II诱导的AC16细胞发现miR-1268a显著上调，抑制miR-1268a可靶向恢复CD36表达，显著增强ATP生成、脂肪酸摄取和线粒体呼吸功能，降低BNP和可溶性致瘤抑制因子2（ST2）水平，调节心肌能量代谢和氧化应激。通过一系列特定干预（包括腹腔注射DOX、灌胃乙胺丁醇和皮下注射氧嗪酸钾）建立CHF合并高尿酸血症大鼠模型，发现给予化湿降浊方后miR-27a-5p表达降低，miR-139-3p表达升高，进一步发现AMPK/mTOR通路被激活，p-AMPK蛋白表达降低，p-mTOR蛋白表达升高，促进心肌细胞自噬并改善心脏功能。文献证实，人参皂苷Rb2可显著降低通过结扎左前降支冠状动脉制备的HF大鼠模型中miR-216a-5p的表达，增加Bcl-2、微管相关蛋白1轻链3-II/I（LC3B II/I）、Beclin1、SOD和过氧化氢酶（CAT）的活性，抑制Bax、Caspase-3、MDA和ROS水平，从而增强自噬，减少凋亡和氧化应激。Cao和Guo用DOX诱导HF小鼠模型，发现甲基转移酶样14（METTL14）显著上调，敲除METTL14可抑制miR-221-3p水平，恢复长链非编码RNA FTX和Sestrin2（SESN2）水平，显著降低CK、CK-MB、LDH、NOD样受体家族pyrin结构域包含3（NLRP3）、gasdermin D N端片段（GSDMD-N）、IL-1β和IL-18，调节心肌细胞焦亡和能量代谢。总之，一些微小RNA可能影响能量代谢和自噬途径中的关键分子，但有助于改善能量代谢和自噬的miRNA相对较少。

3.4 炎症反应与钙稳态的调节：炎症是免疫系统对有害刺激（感染性或非感染性）的反应。多项研究讨论了炎症与心力衰竭之间的关系，提供了对各种类型炎症及其潜在机制的全面总结。促炎与抗炎细胞因子之间的失衡是HF状态的一个关键特征。高水平的促炎细胞因子与HF不良结局增加相关。中性粒细胞在细胞水平释放这些细胞因子中的大部分。这些细胞因子在细胞水平引起心肌细胞凋亡和基质金属蛋白酶激活，导致心脏重构和心脏功能改变。许多促炎和抗炎细胞因子，包括IL-1、IL-6、IL-8、IL-18、IL-1受体拮抗剂（IL-1RA）和IL-33，已被证明在HF中起重要作用。尽管进行了广泛研究，但将炎症与心力衰竭联系起来的确切机制仍不确定，表明需要在该领域进行进一步研究。心肌细胞钙浓度的变化影响心脏收缩力，从而改变心脏功能。心脏周期的所有阶段基本上都由Ca²⁺稳态调节。心肌收缩力直接由胞质溶胶中的Ca²⁺浓度决定。在心脏兴奋-收缩耦联中，细胞胞质溶胶中的钙水平上升约十倍。这种增加发生为细胞外Ca²⁺通过心脏细胞膜上的钙通道CaV1.2进入心肌细胞，随后刺激肌浆网膜释放额外的Ca²⁺。当Ca²⁺被SERCA2a泵运回肌浆网（SR）时，心脏肌肉发生松弛。在心力衰竭的情况下，由于细胞质钙外排减少或来自细胞外液和SR的钙内流增加，导致胞质钙过度积累。许多miRNA可以靶向调节炎症因子表达，降低炎症反应，改善HF预后。一些miRNA还可以平衡钙稳态，维持心肌电生理平衡。利用TAC建立的HF小鼠模型和H₂O₂诱导的HL-1细胞进行体内外研究，过表达miR-17-5p可降低NLRP3、Cleaved-Caspase-1和GSDMD-N水平，并抑制心肌细胞焦亡和炎症。Gu等人通过冠状动脉结扎建立CHF大鼠模型，发现大黄素可显著上调miR-26b-5p表达，靶向抑制PTEN，降低ANP、BNP、IL-6和TNF-α水平，抑制炎症和心肌损伤。研究表明，急性心力衰竭（AHF）患者血浆中miR-106a-5p水平显著低于健康对照组，且与NT-proBNP和高敏C反应蛋白（hs-CRP）呈负相关，预后差的AHF患者血浆miR-106a-5p水平显著低于预后良好者。Xu等人通过冠状动脉结扎制备心肌梗死后心力衰竭（MI-HF）小鼠模型，发现暖心胶囊（NXC）可增加miR-126-3p，靶向抑制SPRED1，激活血管内皮生长因子C（VEGF-C）通路，降低I型胶原、III型胶原、IL-6和TNF-α水平，增加VEGF-C、VEGFR3、Akt和ERK1/2表达，促进心脏淋巴管血管生成，改善炎症反应和心肌纤维化。ZHAO发现，在ISO诱导的HF大鼠模型中，miR-155降低，过表达miR-155可抑制TGF-β、IL-4和脂多糖（LPS）水平，减轻炎症反应和心肌纤维化。研究发现，在通过左冠状动脉结扎制备的HF大鼠模型中，miR-208a表达降低，过表达miR-208a可靶向抑制β-catenin，降低MMPs和IL-6水平，减少心肌细胞凋亡、炎症反应和ECM沉积。体内外实验发现，在ISO注射制备的HF大鼠模型中miR-214-3p升高，抑制miR-214-3p可靶向恢复SERCA2a表达，增强肌浆网的钙摄取功能，改善钙稳态。ISO处理触发H9c2心肌细胞变化，包括miR-200b-3p水平显著降低，过表达miR-200b-3p可靶向抑制锌指E盒结合同源盒1（ZEB1），降低TNF-α、IL-6和IL-β1水平，预防心肌细胞损伤和炎症。通过减少炎症因子和恢复心肌钙稳态，miRNA减少心脏重构并增强心脏功能，为HF管理提供了一种新的靶向干预策略。

4 讨论

近年来，研究表明miRNA是HF发生和发展的主要调节因子。大量研究表明，miRNA通过在转录后水平控制纤维化、自噬、凋亡、炎症反应和心肌细胞能量代谢等多种病理生理过程，参与HF的调节网络。尽管miRNA在HF中的作用机制已取得初步进展，但仍存在许多挑战和局限性，简要讨论如下。4.1 复杂的作用机制与系统分析策略：miRNA与广泛的靶基因相互作用，其调控通路往往显著重叠。在不同细胞或疾病进展的不同阶段，同一分子可能表现出相反的作用。例如，miR-155在心力衰竭中表现出“保护”和“损伤”的双重作用，本质上反映了其环境依赖性功能。这种差异主要源于三个因素的相互作用。首先，疾病模型和病理机制的差异影响miR-155的调节方向：在压力超负荷模型中，miR-155内源性下调，其过表达可通过抑制HIF-1α减轻心肌细胞凋亡；而在异丙肾上腺素诱导的肥厚性心力衰竭中，miR-155异常上调激活AKT/CREB通路促进心脏肥厚，因此抑制它反而具有保护作用。其次，靶细胞类型对功能分化至关重要：在心肌细胞中，miR-155主要调节凋亡和肥厚信号；而在巨噬细胞中，它抑制TGF-β分泌以阻断M2极化，从而间接减轻心肌纤维化。最后，表达水平和时空动态影响其净效应：在内源性低表达下，补充miR-155可恢复保护信号；然而，在病理条件下异常高表达时，需要抑制以阻断有害途径。因此，miR-155不是一个简单的“促损伤”或“抗损伤”分子，而是心肌细胞-免疫相互作用网络中的一个关键调节节点，其最终效果取决于特定病理微环境中靶基因网络的优先级和相对丰度，这对临床干预提出了必须根据时机、疾病亚型和细胞类型进行定制的策略需求。作用机制复杂，难以确定干预节点。未来应利用单细胞miRNA测序、空间转录组和高通量筛选等方法，构建三维动态图谱，阐明其作用机制和调节靶点，促进精准诊断和有效治疗。值得注意的是，这些技术已不再是单纯的概念。最近对压力超负荷小鼠心脏的综合单细胞和空间转录组分析已经开始解析不良重塑过程中心肌细胞与微环境细胞之间的时空串扰，揭示了批量分析所掩盖的细胞类型特异性和区域特异性表达模式。使用人诱导多能干细胞来源的心肌细胞（hiPSC-CMs）的高通量筛选平台已经产生了功能性miRNA模拟物，如hsa-miR-590-3p和hsa-miR-199a-3p，可促进心肌细胞增殖，证明了使用患者来源细胞和微流控芯片快速识别和优化寡核苷酸序列的可行性。未来，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）衍生的细胞图谱、空间转录组学和基于hiPSC的表型筛选，为解析细胞类型特异性miRNA功能和优先确定干预节点提供了一条具体途径。4.2 临床证据不足与转化路径：研究人员发现缺乏大样本、多中心、纵向队列验证，以及标志物阈值和标准化程序的差距，该领域研究主要集中在动物和细胞实验。希望未来能开展相关临床试验，同时收集外周血、活检、影像学和随访数据，整合miRNA多组学-分子表型相关数据，将差异表达谱转化为可应用于临床实践的早期诊断和预后评估标志物。需要区分有充分支持的论断和仍属推测的论断。循环miRNA组合的诊断和预后价值已在多个队列中得到一致证实，多标志物策略优于单个miRNA，并且在调整利钠肽和临床协变量后仍保留预测价值。同样，miRNA动力学已被证明可追踪沙库巴曲缬沙坦和心脏再同步化治疗后的逆向重构，表明其作为机制驱动的治疗反应监测工具的实用性。这些发现得到了全血中已建立的参考范围以及与纽约心脏协会（NYHA）分级、左心室射血分数（LVEF）和住院率的可重复关联的支持。相比之下，miRNA作为利钠肽或影像学的独立替代品的临床实用性仍属推测；分析前变异、平台异质性和缺乏标准化的标准化程序继续阻碍跨研究可比性。此外，性别特异性和HFpEF特异性数据才刚刚开始出现，许多队列仍然规模小、单中心且以射血分数降低的心力衰竭（HFrEF）为主。因此，尽管生物标志物潜力很有希望，但其转化为常规实验室实践需要严格的前瞻性多中心验证。4.3 单向研究视角与网络干预：大多数研究采用“miRNA→mRNA”的单向视角，忽视了长链非编码RNA（lncRNA）、DNA甲基化和RNA编辑施加的逆向调节，导致干预点片面且易于代偿性反弹。后续研究可以整合表观遗传-转录-代谢轴，分析miRNA与NAD⁺-sirtuins、乙酰辅酶A-组蛋白乙酰化的正反馈环路，设计“代谢-表观遗传-miRNA”三重疗法，提高临床疗效。此外，有必要将基于miRNA的策略置于更广泛的竞争性RNA治疗格局中。长链非编码RNA（lncRNAs）和环状RNA（circRNAs）在HF中被积极研究，提供了互补和竞争的方法。lncRNAs如MALAT1和SRA1作为竞争性内源RNA（ceRNAs）海绵吸附miRNA，从而去抑制促纤维化靶点并调节肥厚信号。相比之下，circRNAs表现出显著的稳定性和组织特异性表达，使其成为有吸引力的生物标志物和治疗靶点。例如，circHIPK3通过海绵吸附miR-29b-3p并去抑制胶原基因促进心脏纤维化，而circPan3通过海绵吸附miR-320-3p上调热休克蛋白20（HSP20）发挥保护作用。这些lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA轴构成了多层次的调节网络，动态塑造miRNA的可及性。因此，仅靶向单个miRNA的治疗策略有被ceRNA网络中的补偿性变化抵消的风险。一种集成方法——同时调节miRNA及其上游lncRNA/circRNA海绵，或利用circRNA作为递送支架的优越稳定性——可能比miRNA单一疗法产生更持久的临床结果。4.4 个体差异与科学医学：缺血性心力衰竭、瓣膜性心力衰竭和遗传性心力衰竭的miRNA谱不同。现有报告将这些疾病统称为心力衰竭，尽管无法准确区分。随后，可以使用患者的iPSC-心肌细胞和高通量微流控芯片在体外复制个体化心力衰竭模型，快速筛选最佳寡核苷酸序列和剂量，形成可重复的个性化医疗范式。此外，可以建立伦理-支付-监管框架，这将有助于miRNA治疗从实验室工作转向真正的临床护理。这一愿景越来越多地建立在持续的技术融合基础上。在hiPSC-CMs中进行的高通量miRNA模拟物和抑制剂筛选已识别出用于心脏再生的活性候选物。当与人类HF的单细胞转录组图谱结合时，这些平台可以在推进临床试验之前验证候选miRNA调节剂是否产生预测的细胞类型特异性效应。围绕此类个性化筛选管道建立伦理-支付-监管框架，对于将这些实验室进展转化为可报销、标准化的临床工作流程至关重要。此外，深入研究中药调节miRNA的机制和疗效，促进中西医结合治疗心力衰竭，有望提高临床疗效。总之，miRNA作为心力衰竭的重要调节因子，在机制研究和临床转化方面具有广阔前景。随着多组学技术的发展和科学医学理念的推进，miRNA有望成为新的治疗靶点。这些工具将有助于HF的早期检测、预后预测和个体化护理计划。然而，实现这一潜力需要超越对差异表达的编目：未来的工作必须批判性地权衡现有证据的强度，将miRNA置于竞争性RNA治疗格局中，并将新兴技术与具体的、正在进行的研究项目联系起来，而不是将其视为抽象愿望。