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2型糖尿病是一种由遗传和环境因素综合作用所导致的内分泌代谢性疾病,以空腹及餐后高血糖为主要特征的代谢异常综合征,占糖尿病的90%以上。伴有高甘油三酯等血脂异常的糖尿病患者,相对于血脂水平正常的糖尿病患者在临床上发生并发症的风险更高,病情也更为严重,易累及心血管、脑血管等多个器官、系统。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)常作为疾病诊断的标志或治疗靶点。已有研究表明lncRNA与2型糖尿病的发生发展有关。但是在高甘油三酯血症人群中,影响2型糖尿病发生发展的lncRNA及其具体作用机制尚不清楚。目的:本研究通过筛选高甘油三酯血症人群中新发2型糖尿病和血糖正常人群差异的lncRNA,继而探讨目的lncRNA对胰岛β细胞功能和活性的影响,并通过生物信息学方法进一步揭示其参与高甘油三酯血症人群2型糖尿病发生的生物学机制,从而为高甘油三酯血症人群2型糖尿病的防治提供科学依据。方法:1.人群研究:(1)采用基因芯片技术对高甘油三酯血症新发2型糖尿病患者(6例)和高甘油三酯血症血糖正常者(6例)外周血样本进行转录组测序,构建lncRNA差异表达谱。结合GEO数据库中的数据集GSE 130991(92例高甘油三酯血症2型糖尿病vs.96例高甘油三酯血症血糖正常)筛选出差异表达的lncRNA ENST00000462455.1。(2)通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测lncRNA ENST00000462455.1在新收集的120例高甘油三酯血症2型糖尿病患者和120例高甘油三酯血症血糖正常者的表达水平,同时分析lncRNA表达水平与糖脂相关生化指标的相关性。此外,通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)探究lncRNA ENST00000462455.1表达量对于高甘油三酯血症人群2型糖尿病的潜在临床价值,并通过MIN6细胞进行后续体外验证。2.体外细胞验证:首先采用荧光原位杂交技术(Fluorescence in situ hybridization,FISH)确定lncRNA ENST00000462455.1在MIN6细胞中的定位,进而通过RT-qPCR检测其在相应糖脂环境下的表达水平。同时,通过转染小干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA)的方式沉默lncRNA ENST00000462455.1。随后分别通过CCK-8实验和流式细胞术观察MIN6细胞活性和凋亡情况;通过ELISA实验检测MIN6细胞胰岛素分泌情况;通过RT-qPCR检测维持胰岛β细胞功能和活性的相关转录因子的表达水平。3.竞争性内源RNA(competing endogenous RNAs,ceRNA)调控机制的探索:构建lncRNA ENST00000462455.1 ceRNA调控网络,通过基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析,京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA),蛋白互作网络(protein interaction network,PPI network)等生物信息学方法探讨lncRNA ENST00000462455.1可能的ceRNA调控机制。结果:1.高甘油三酯血症人群2型糖尿病差异lncRNA的筛选通过转录组测序构建高甘油三酯血症人群2型糖尿病lncRNA差异表达谱,发现差异lncRNA共计3163个,其中上调的lncRNA有1439个,下调的lncRNA有1724个。进而通过GEO数据库中的GSE 130991数据集对上述lncRNA差异表达谱中25个校正P值有意义的差异lncRNA进行筛选,发现共13个lncRNA(包括lncRNA ENST00000462455.1)对应的基因在该数据集中有表达。2.高甘油三酯血症人群2型糖尿病差异lncRNA在外周血中的表达通过对收集的240例人外周血样本的RT-q PCR验证发现:lncRNA ENST00000462455.1在高甘油三酯血症2型糖尿病患者中的表达水平低于高甘油三酯血症血糖正常者(t=5.673,P<0.001)。同时,lncRNA ENST00000462455.1表达量与体重,腰围(waist circumference,WC),身体质量指数(Body Mass Index,BMI),腰高比(waist-to-height ratio,WHt R),舒张压,心率,甘油三酯(triglyceride,TG),肌酐,谷丙转氨酶(alanine aminotransferase,ALT),谷草转氨酶(aspartate aminotransferase,AST),血糖,甘油三酯葡萄糖指数(triglyceride and glucose index,Ty G),Ty G-BMI,Ty G-WC,Ty G-WHt R等糖脂相关生化指标呈负相关(P<0.05)。此外,ROC曲线下面积为0.696(95%CI:0.631-0.762,P<0.001),lncRNA ENST00000462455.1可能是高甘油三酯血症患者2型糖尿病的潜在生物标志物。3.lncRNA ENST00000462455.1对MIN6细胞活性及功能的影响FISH实验证实:lncRNA ENST00000462455.1在MIN6细胞核质中均有表达。相对于高脂环境,高糖高脂下的MIN6细胞lncRNA ENST00000462455.1表达水平在培养48h,72h和96h后均呈下降趋势(P<0.05)。同时,以高脂环境为对照,沉默lncRNA ENST00000462455.1在高糖高脂环境下与阴性对照相比,存活率下降,凋亡率增高,胰岛素分泌水平明显降低,维持胰岛β细胞功能和活性的相关转录因子Ins1,Pdx-1,Glut2,Fox O1和ETS1表达水平下降(P<0.05)。4.lncRNA ENST00000462455.1在高甘油三酯血症人群2型糖尿病发生发展中的ceRNA调控机制的探索本研究构建了包括lncRNA ENST00000462455.1及其对应的14个miRNA和118个mRNA的ceRNA调控网络。首先,确定与研究相关的miR-125a-3p和miR-204-3p,进而通过对网络中关键m RNA的GO和KEGG富集分析,发现RCAN1,DPYSL2,KCNIP2,CACNA1C,ANXA6和CSRP1富集在生物过程(Biological Process,BP)、细胞组成(Cellular Component,CC)和分子功能(Molecular Function,MF)的多个通路上。特别是,CACNA1C富集在2型糖尿病(Type Ⅱ diabetes mellitus)和胰岛素分泌(Insulin secretion)信号通路。同时,GSEA分析也证实CACNA1C是2型糖尿病通路富集基因集的核心基因。此外,PPI网络也发现了上述6个mRNA在蛋白水平上的相互作用。因此,lncRNA ENST00000462455.1对于高甘油三酯人群2型糖尿病发生发展的ceRNA调控轴如下:ENST00000462455.1/miR-125a-3p/RCAN1/DPYSL2或ENST00000462455.1/miR-204-3p/KCNIP2/CACNA1C/ANXA6/CSRP1。其中,ENST00000462455.1/miR-204-3p/CACNA1C可能为核心调控轴。结论:1.通过分析筛选高甘油三酯血症人群2型糖尿病的差异lncRNA,本研究发现差异lncRNA共计25个,其中上调的lncRNA有10个,下调的lncRNA有15个。2.lncRNA ENST00000462455.1在高甘油三酯血症2型糖尿病患者中表达低于高甘油三酯血症血糖正常者。同时,lncRNA ENST00000462455.1表达量与糖脂相关生化指标呈显著相关,可能是高甘油三酯血症患者2型糖尿病的潜在生物标志物。3.lncRNA ENST00000462455.1在MIN6细胞核质中均有表达。相对于高脂环境、高糖高脂环境下的MIN6细胞lncRNA ENST00000462455.1表达水平下降。且沉默该lncRNA后,MIN6细胞活性降低,凋亡率增高,胰岛素分泌水平下降,且维持功能和活性的相关转录因子表达水平的下降。4.预测lncRNA ENST00000462455.1对于高甘油三酯血症2型糖尿病发生发展的ceRNA调控轴如下:ENST00000462455.1/miR-125a-3p/RCAN1/DPYSL2或ENST00000462455.1/miR-204-3p/KCNIP2/CACNA1C/ANXA6/CSRP1。其中,ENST00000462455.1/miR-204-3p/CACNA1C可能为核心调控轴。