称为 microRNA (miRNA) 的短 RNA 分子在基因表达的调控中起着至关重要的作用。miRNA 表达和功能的异常与病理过程有关，例如动脉粥样硬化等慢性疾病的发展。miRNA 的调节功能通常发生在细胞质中，在那里它们与目标 RNA 转录本相互作用，以抑制它们翻译成蛋白质或促进它们的衰变。然而，LMU 医学中心心血管预防研究所 (IPEK) 的 Christian Weber 教授小组现在描述了一种非常不同的作用模式。通过研究一种名为 miR-126-5p 的 miRNA，Weber 的团队证明这种分子可以意外地转移到细胞核中，并且通过简单地与其相互作用，抑制一种酶的活性，命名为 caspase-3，它负责通过程序性细胞死亡来杀死细胞。通过这种方式，该分子可以保护血管完整性并减少动脉粥样硬化病变的范围。
动脉粥样硬化通常被称为“动脉硬化”，是心脑血管疾病发展的基础，而心脑血管疾病是全世界主要的死亡原因。这种情况几乎完全发生在动脉树的分叉处，血流的湍流促进了血管内皮细胞的损伤，有利于炎症细胞的募集和动脉粥样硬化斑块的最终发展。内皮细胞表达特别高浓度的 miR-126-5p 以保护它们免受损伤。这项新研究旨在揭示分子机制调解这个功能。结果表明，保护作用是由血液在其表面上的层流对内皮细胞施加的高剪切应力引发的。
“高剪切应力在内皮细胞中触发多步骤过程，导致 miR-126-5p 和 RNA 结合蛋白之间形成分子复合物。然后该复合物被转运到细胞核中，”Donato说Santovito，Weber 小组的博士后和新论文的主要作者。一旦进入细胞核，miR-126-5p 就会从复合物中释放出来，并与一种叫做 caspase-3 的酶结合，从而抑制其活性。Caspase-3 本身是程序性细胞死亡(细胞凋亡)的重要介质。已知会增加动脉粥样硬化风险的多种因素(例如血流湍流、高胆固醇或葡萄糖水平)会促进内皮细胞凋亡。因此，通过抑制酶 caspase-3，核 miR-126-5p 保护诱导细胞死亡的内皮细胞。在这样做的过程中，它还降低了内皮细胞在高剪切应力部位受损的敏感性，这些部位通常确实受到保护，不会发生动脉粥样硬化。通过维持内皮表面的完整性，miRNA 还对脉管系统的整体功能做出重要贡献。
“miR-126-5p 的这种迄今为止未知的功能代表了一种新的生物调节原理，可以补充先前描述良好的机制，”Weber 补充道。在 Transregio-SFB TR267 的框架内，与国际合作者的跨学科网络一起，该团队计划研究其他 miRNA 是否也可以以类似的方式发挥作用。此外，进一步了解调节该信号通路作用的机制可能会为血管疾病的治疗开辟新的选择。
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