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目的:脑出血(Intracerebral hemorrhage,ICH)约占所有卒中的10%至20%,与缺血性脑血管病相比,其具有更高的致死率和致残率。ICH患者可遗留不同程度的功能障碍及神经系统并发症,造成巨大的经济影响及社会负担。目前,对ICH的治疗手段有限,尚无针对ICH的特异性疗法能改善功能预后。长链非编码核糖核酸(Long non-coding RNA,lncRNA)是长于200个核苷酸的非蛋白质编码转录本,与信使核糖核酸(Messenger RNA,mRNA)在转录调控和生物发生上具有相似的功能。它们中的大多数不能翻译成蛋白质,而其中的一些编码小肽。鉴定出的lncRNA的数量远低于编码蛋白基因即mRNA的数量,但是它们具有更高的组织和器官特异性。LncRNA可以调节中枢神经系统损伤中微小核糖核酸(micro RNA,miRNA)的表达和功能。LncRNA也可以充当miRNA海绵,也称为竞争性内源核糖核酸(Competing endogenous RNA,ceRNA),识别胞浆miRNA并将miRNA隔离在mRNA之外,从而调节miRNA目标蛋白的表达。此外,lncRNA还可以与miRNA竞争结合靶mRNA。目前,我们对lncRNA在ICH中的分子机制的了解仍然有限。由lncRNA、miRNA和mRNA组成的ceRNA调控网络越来越受到关注。本研究将ICH患者和健康对照的外周血用于ceRNA芯片检测,对数据进行统计学及生信分析,以试图发现ICH患者与健康人群相比的差异mRNA表达谱和lncRNA表达谱,并进行功能及通路的富集分析,构建lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络,以探索非编码RNA在ICH中可能的调节机制,并对部分显著差异表达的lncRNA进行qRT-PCR验证,为ICH进一步的机制研究奠定基础,同时为ICH的治疗提供新的治疗靶点。研究方法:收集ICH患者及对照组的外周血,应用ceRNA芯片技术进行检测,采用Feature Extraction软件(version12.0.3.1,Agilent Technologies)处理原始图像提取原始数据,利用Genespring软件(version14.8,Agilent Technologies)进行标准化和后续处理,以P<0.05且差异变化倍数(Fold change,FC)≥2.0为筛选标准,分析ICH患者外周血的差异mRNA表达谱及lncRNA表达谱。利用SPSS 25.0软件对ICH患者及对照组的临床数据进行统计分析。利用Graph Pad Prism 8.4.2、Metascape、STRING数据库中的MCODE插件、R包cluster Profiler对差异表达的mRNA及lncRNA靶向差异基因进行聚类及功能、通路富集分析。ceRNA关联分析结果中的miRNA序列信息来自miRbase数据库,选用miRanda和Targetscan软件,确定miRNA-mRNA和miRNA-lncRNA之间的相互关系,取两个预测软件的交集作为三类RNA之间的互作关系对。用Cytoscape 3.8.2构建lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络并将结果进行可视化。之后选取10个显著差异表达的lncRNA,在收集的ICH患者和对照组的外周血中进行qRT-PCR验证。应用lnc Locator数据库,对验证后差异表达的lncRNA进行亚细胞定位预测。在构建的ICH患者外周血差异表达的lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA网络中,找到与免疫炎症相关的调控关系。结果:1、ICH组与对照组临床基本资料进行比较,血常规中的白细胞数在ICH组显著升高,差异有统计学意义;性别、年龄、高血压史、糖尿病史、吸烟史、饮酒史、其余生化检验(血小板数、血红蛋白含量、凝血功能、血脂、同型半胱氨酸、血尿酸、C反应蛋白、降钙素原、红细胞沉降率)两组之间无统计学差异。2、对ICH组与对照组外周血的ceRNA芯片数据进行比较,经过筛选共得到差异表达mRNA 101个,其中显著上调mRNA31个,显著下调mRNA70个。ICH组差异表达mRNA的基因本体论(Gene Ontology,GO)、京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome,KEGG)、蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)以及基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)富集到的主要成分为免疫系统过程及免疫炎症相关通路。3、ICH组显著差异表达的基因与Immport免疫数据库中免疫炎症相关基因取交集,共得到8个免疫炎症相关基因,分别为UCN、LIF、LEPR、HTR3E、DEFB121、CMTM8、CD8B、CD8A。4、对ICH组与对照组外周血的ceRNA芯片数据进行比较,经过筛选共得到差异表达lncRNA 211个,其中显著上调lncRNA 40个,显著下调lncRNA 171个。ICH组差异表达的lncRNA靶向差异基因的GO、KEGG富集分析发现,免疫炎症反应过程及相关通路、调节干细胞多能性的信号通路、硫辛酸代谢、赖氨酸降解通路等显著富集。5、通过对ICH组与对照组外周血的ceRNA芯片数据进行分析,得到ICH组差异表达的lncRNA及mRNA相关信息,从miRbase数据库获得miRNA序列信息,通过靶基因预测软件得到miRNA-mRNA和miRNA-lncRNA之间的关系对,最终构建了lncRNA-miRNA-mRNA形成的ceRNA调控网络。6、对10个显著差异表达的lncRNA进行qRT-PCR验证,与对照组相比,LOC101927210、LOC100131626、FAM182B、LINC00472、RP11-222A5.1、XIST、MOXD2P在ICH患者外周血中显著下调,HOXB-AS3显著上调,差异有统计学意义。LINC00266-4P和PCBP1-AS1在ICH患者中的表达差异虽然无统计学意义,但有上调趋势。LOC101927210、LOC100131626、RP11-222A5.1、HOXB-AS3主要定位于细胞质,可能在转录后水平进行调控。FAM182B、XIST、MOXD2P主要定位于细胞核,可能发挥转录水平调控。LINC00472主要定位于外泌体,可能通过外泌体在远端运输,从而影响受体细胞发挥作用。7、将验证结果中有统计学差异的lncRNA在ceRNA网络中找到相应的调控关系,LOC100131626相关的调控关系包括LOC100131626-miR-129-5p-MARC1轴。FAM182B相关的调控关系包括FAM182B-miR-128-1-5p/miR-128-2-5p-RPS6KL1轴。LINC00472相关的调控关系包括LINC00472-miR-211-5p-TMEM237/PRAMEF12轴,LINC00472-miR-338-3p-SLC2A3轴。RP11-222A5.1相关的调控关系包括RP11-222A5.1-miR-328-3p-SLC5A9轴,RP11-222A5.1-miR-328-5p-RPS6KL1轴,RP11-222A5.1-miR-330-5p-ABAT/PRAMEF12轴,RP11-222A5.1-miR-370-3p-CLEC4C轴,RP11-222A5.1-miR-423-5p-CD8A/FAM222B轴。XIST相关的调控关系包括XISTmiR-143-5p-TMEM237/SHQ1/SMDT1轴,XIST-miR-18a-5p/miR-18b-5p-SLC22A8轴,XIST-miR-214-3p-RPS6KL1轴。MOXD2P相关的调控关系包括MOXD2P-miR-211-3p-LIF/COA7/RFT1轴,MOXD2P-miR-361-3p-ETV4/PRAMEF12轴等。上述调控关系可能在ICH的相关机制中发挥重要作用。8、ICH患者外周血ceRNA网络中,与免疫炎症反应相关且经过qRT-PCR验证显著差异表达lncRNA参与的调控关系包括RP11-222A5.1-miR-423-5p-CD8A轴及MOXD2P-miR-211-3p-LIF轴。结论:1、我们分析了ICH患者外周血中的mRNA表达谱,与对照组相比存在显著差异。对ICH组差异表达的mRNA进行生物过程及通路的富集分析、PPI富集分析、GSEA富集分析,发现免疫炎症反应及其相关通路显著富集,提示免疫炎症反应参与了ICH的病理生理过程。ICH患者外周血中差异表达的8个免疫炎症相关基因,包括UCN、LIF、LEPR、HTR3E、DEFB121、CMTM8、CD8B、CD8A,可能参与了ICH的免疫炎症反应。2、我们分析了ICH患者外周血中的lncRNA表达谱,与对照组相比有显著差异。对ICH组差异表达lncRNA的靶向差异基因进行了生物过程及通路的富集分析,发现免疫炎症反应、硫辛酸代谢、调节干细胞多能性的信号通路、赖氨酸降解通路等显著富集,提示以上过程及通路在ICH的相关机制中发挥了重要作用。3、我们构建了ICH患者外周血中差异表达的lncRNA-miRNA-mRNA的ceRNA调控网络,探索了非编码RNA在ICH中的潜在机制。在构建的ICH患者外周血ceRNA网络中,RP11-222A5.1-miR-423-5p-CD8A轴及MOXD2P-miR-211-3p-LIF轴可能与ICH的免疫炎症反应相关,RP11-222A5.1、MOXD2P有望成为ICH治疗的新靶点。