循环microRNAs作为潜在的肝脏相关疾病标记物的初步研究

发布时间：2020-04-18 03:01

【摘要】：非编码RNA (non-coding RNA, ncRNA)是当前生命科学研究的前沿热点之一,其中,microRNAs (miRNAs)是一大类新型的、细胞内源性的单链非编码小RNA,由基因组中的miRNA基因(miRNAs genes)编码。成熟miRNAs的平均长度约22 nt,广泛分布于各种生命体,作为RNA诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC)的核心功能要素之一,主要通过与其靶mRNA (messenger RNA, mRNA)的3'-UTR区(3'-untranslated region,3'-UTR)互补结合,进而抑制mRNA的翻译或诱导mRNA降解,发挥RNA介导的转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing, PTGS)效应,对细胞增殖、分化、凋亡等一系列生命现象发挥广泛的生物学调控作用。 据生物信息学预测,人类基因组编码的miRNAs可能超过1000种。研究发现,在不同的生理病理状态下,组织、细胞的miRNAs表达谱具有独特的时空特异性和组织特异性,miRNAs异常表达调控与肿瘤等多种人类疾病的发生发展密切相关。最近研究显示,血浆或血清中的循环miRNAs (circulating miRNAs, cir-miRNAs)可能是一类具有潜在临床应用价值的新型生物标志物(biomarker)。业已表明,肿瘤、心血管病等疾患个体的血浆或血清中存在如miR-92和miR-1等一些异常表达的、可能有助于疾病诊断及预后评估的循环miRNAs。 基于目前循环miRNAs的研究新进展,我们有理由推测：在正常机能状态下,机体内循环miRNAs的种类及其表达丰度可能处于一个相对稳定、平衡的状态,而机体内器官组织的功能、代谢异常或器质性病变等因素可能会直接或间接地破坏机体内循环miRNAs的稳态(homeostasis),表现为特定生理或疾病状态下某些循环miRNAs的表达水平的变化。 乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染、慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)(简称慢性乙肝)、肝纤维化(liver fibrosis,LF)、肝硬化(livercirrhosis, LC)和肝细胞癌(hepatocelluler carcinoma, HCC)等肝脏疾病(简称肝病)依旧严重危害人们身体健康,进一步发展更加特异、敏感的肝脏疾病生物标志物可以弥补ALT、AST、AFP等传统血清学标志物的不足,对于提高肝脏相关疾病的辅助诊断、评估及健康管理等具有十分重要的临床意义。 因此,为探索循环miRNAs对于肝脏相关疾病辅助诊断的潜在意义,本论文主要进行了四个方面的工作：第一,建立利用实时定量PCR (real-time quantitative PCR, rt-qPCR)对临床血清标本中循环miRNAs进行定量测定的技术平台。第二,采用基于qPCR (quantitative PCR)的TaqMan低密度阵列(TaqMan low density array, TLDA)技术,对健康个体、肝细胞癌(HCC)和肝硬化(LC)患者血清参考标本中的循环miRNAs进行了初步分析,以期筛选潜在的肝脏疾病相关的循环miRNAs。第三,通过分析筛选结果,选择5种在HCC和LC血清中表达上调的、可能与肝脏疾病相关的miRNAs(即miR-146a,-215,-224,-573-3p和miR-885-5p)进行初步验证。第四,基于有关文献进行数据挖掘,分析miR-885-5p在不同人体组织中的表达及分布,进一步采用TargetScan等生物信息学软件对miR-885-5p的潜在靶基因进行预测和分析。主要获得以下四个方面的结果：第一,建立了循环miRNAs定量的技术路线。第二,验证了TLDA技术用于循环miRNAs筛选的可行性。第三,发现慢性乙型肝炎、肝硬化及肝细胞癌患者血清中miR-885-5p的表达丰度显著升高。ROC (receiver operating characteristic, ROC)分析显示,miR-885-5p用于鉴别肝脏相关疾病与健康个体时的曲线下面积(the area under curve,AUC)为0.904,特异性为79.17%,敏感性为90.53%。最后,基于文献分析,发现miR-885-5p在肝脏组织中具有较高的表达水平。生物信息学分析显示,在胆固醇逆向转运(cholesterol reverse transport, CRT)及磷脂等脂类代谢中具有重要功能的ATP结合盒转运体超家族成员ABCA1 (ATP-binding cassette sub-family A member 1, ABCA1)是miR-885-5p的潜在靶基因之一。 本论文建立的技术平台可为循环miRNAs的实时定量提供参考,发现并初步验证了血清miR-885-5p可能是一种有助于肝脏疾病诊断的新型标志物。
【图文】：

作为预实验，首先采集10名健康志愿者外周血并及时分离血浆，进行总RNA抽提。定量分析结果显示，不同健康个体间血浆总RNA浓度差异很大，，其血浆总RNA浓度介于 3.sng恤L一35.4ng单L之间(图1一l)。A

本文编号：2631637