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【编辑推荐】为解决阿霉素等化疗药物所致心肌细胞丢失及心力衰竭问题，研究人员利用 CombiGEM 筛选 miRNA 组合，发现 miR-222+miR-455 在 HL-1 细胞、原代心肌细胞及鼠和斑马鱼模型中可协同减轻阿霉素心脏毒性，为心脏保护治疗提供新方向。
阿霉素（Doxorubicin）作为蒽环类化疗药物，在癌症治疗中应用广泛，但其心脏毒性却成为临床棘手难题。这种毒性会导致心肌细胞丢失，进而引发心力衰竭，且阿霉素心肌病的预后比缺血性心肌病更差，5 年生存率低于 50%。目前唯一获批的预防药物右雷佐生（dexrazoxane）因可能削弱化疗效果，应用受限。因此，开发心脏特异性疗法，在不影响化疗效果的前提下保护心肌细胞，成为亟待解决的医学难题。
为攻克这一难关，来自 Massachusetts General Hospital、Beth Israel Deaconess Medical Center 和东京大学等机构的研究人员，开展了一项旨在寻找能促进心肌细胞存活的 microRNA（miRNA）组合的研究。他们的研究成果发表在《JACC: CardioOncology》上，为阿霉素心脏毒性的防治带来了新希望。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：
- CombiGEM 筛选技术：在 HL-1 心肌细胞系中进行大规模并行组合遗传筛选，通过差异化生存和增殖能力评估过表达独特条形码标记的 miRNA 组合的保护作用。
- 原代心肌细胞验证：对筛选出的 miRNA 组合在原代心肌细胞中进行抗阿霉素毒性验证。
- 动物模型实验：在小鼠和斑马鱼的阿霉素心脏毒性模型中测试最优 miRNA 组合的保护效果。
- RNA 测序（RNA-seq）：分析 miRNA 组合作用的潜在分子机制。
研究结果
候选保护性 miRNA 的筛选与组合验证
研究人员首先通过 CombiGEM 初级筛选，从人鼠保守的 miRNA 中确定了 35 个候选 miRNA。随后构建 2-3 元组合慢病毒文库进行二次筛选，在 HL-1 细胞中鉴定出 9 个二元和 11 个三元 miRNA 组合具有广谱保护作用。
原代心肌细胞中的筛选与最优组合确定
在原代大鼠心室肌细胞（NRVMs）中测试 20 个候选组合时发现，YH639（miR-222+miR-455）等组合对阿霉素毒性具有显著保护作用。进一步使用 miRNA 模拟物验证发现，两者联合使用时保护效果显著优于单独使用，表现出协同效应，可减少阿霉素诱导的细胞凋亡。
体内模型验证
在斑马鱼胚胎模型中，miR-222+miR-455 联合处理可减轻阿霉素诱导的心脏收缩功能下降、心包水肿等表型，降低心肌病严重程度。在小鼠模型中，通过腺相关病毒 9（AAV9）递送 miR-222 和 miR-455，显著改善了阿霉素引起的心脏功能障碍、心室扩张、心肌细胞萎缩和纤维化，减少了线粒体 DNA 氧化损伤，维持了线粒体细胞色素 b（mtCytb）基因表达。
分子机制解析
RNA 测序显示，miR-222+miR-455 组合调控的基因中，约半数以上为单独使用任一 miRNA 时未调控的新基因。基因本体论（GO）分析表明，其协同调控的生物学过程包括线粒体稳态、氧化应激、DNA 损伤响应、肌肉收缩等。例如，miR-455 可调控线粒体基因表达，miR-222 可影响线粒体钙稳态，两者共同作用增强了心肌细胞对阿霉素毒性的抵抗能力。
研究结论与讨论
本研究通过 CombiGEM 筛选技术，首次发现 miR-222 和 miR-455 的组合可协同减轻阿霉素心脏毒性，其作用机制涉及多通路的协同调控，包括线粒体功能保护、氧化应激抑制和细胞凋亡调控等。这一发现不仅为阿霉素心脏毒性的防治提供了新的潜在治疗策略，也展示了 CombiGEM 技术在心脏保护组合疗法发现中的应用潜力。
值得注意的是，miR-222 和 miR-455 在其他心脏疾病如心肌缺血 - 再灌注损伤、压力超负荷性心力衰竭中也表现出保护作用，提示其可能具有更广泛的心脏保护应用前景。尽管存在潜在的化疗耐药风险，但通过心脏靶向递送系统（如心脏特异性启动子的 AAV 载体）有望规避这一问题。未来研究需在大型动物模型中进一步验证其疗效，并深入探讨其长期安全性和对化疗效果的影响。
这项研究突破了传统单一药物治疗的局限，为心血管保护与肿瘤治疗的协同发展开辟了新方向，为 miRNA 组合疗法在临床中的应用奠定了坚实基础。
