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糖尿病肾病(Diabetic nephropathy, DN)已成为全世界范围内终末期肾衰竭的主要病因,其发生与血流动力学异常、多种细胞因子网络以及遗传易感性等诸多因素有关。但DN的分子发病机制目前尚不十分明确,治疗方法有待完善。寻找DN早期诊断和早期预防的标志物,成为迫在眉睫需要解决的问题。微小核糖核酸(microRNA,简称miRNA),是一类非编码小分子单链RNA,与靶mRNA的3-UTR及5-UTR区的碱基互补配对,发挥转录后调控作用,一个miRNA可同时调控多个基因表达,参与重要的生理和病理过程。循环miRNA存在于血清、血浆、尿液等体液中,在多种恶劣条件(如极端PH、反复冻融等)下仍然高度稳定,目前已有相关文献及报导指出,miRNA可作为肿瘤、心血管疾病、内分泌疾病等的生物标志物,并在诊断疾病或者判断预后和复发,指导用药和选择治疗方式中起到重要作用。但是DN患者循环miRNA的表达谱的研究目前尚未见报道。因此,我们此次试验将对2型糖尿病肾病患者的循环miRNA进行研究。
目的:
本实验通过分析正常对照组、糖尿病患者、DN患者循环miRNA表达谱的变化,确认在DN发病过程中发挥关键作用的miRNA,从循环miRNA水平探讨DN的发病机制,为糖尿病肾病早期诊断寻找新的生物标志物。
方法:
采集15例个体的血清,分为3组:糖尿病肾病组(DN),患者均为肾活检病理明确为结节性糖尿病肾小球硬化症(n=5,男性3人,女性2人);糖尿病组(DM),按WHO的DM诊断标准于我院确诊为2型糖尿病(n=5,男性3人,女性2人);健康对照组(N),均系本院健康体检筛查者(n=5,男性3人,女性2人)。将3组个体的血清,利用AB公司Taqman human miRNA array set v3.0A+B板低密度芯片进行芯片检测。miR芯片结果用SYBR Green法进行mRNA RealTime RT-PCR验证。对数据进行相关性分析。
结果:
同正常对照组N相比,OGTTO分、120分在DM、DN组中呈现明显增高(P<0.01); HbAlc在DN组中显著增高(P<0.05);由于本次实验选取的DM及N组患者均为尿蛋白阴性,因此尿MA、尿A/C在DN组中呈现明显增高(P<0.001);Urea在DN组中呈现明显增高(P<0.01);血肌酐、GFR、Cys-C在正常对照组、糖尿病组、糖尿病肾病组呈现逐渐递增(P<0.05)。
miRNA芯片分析结果发现:与正常对照患者相比,DM患者血清中,20个miRNA的表达上调,其中miR-572上调最明显(4.22倍);22个miRNA的表达下调,miR-15b下调最明显(34.97倍)。与DM组相比,DN组miR-572下调4.61倍,miR-15b上调1.88倍。与DM组相比,DN患者血清中,42个miRNA的表达上调,其中miR-193a-5p与miR-517c上调最明显(分别为8.07倍、7.95倍);19个miRNA的表达下调,miR-127-3p下调最明显(28.49倍)。与N组相比,DM患者血清中miR-193a-5p下调2.09倍,miR-517c在N组中未检测出,miR-127-3p上调3.97倍。N、DM、DN组中,miR-1179呈递增式上调,miR-148b、miR-150呈递减式下调。
与既往文献中已有的结果做对比可见,在DM/N中,循环miR-375上调(3.75倍)、miR-223下调(4倍)得到验证。既往文献中有报道DM同N相比,一些miRNA呈现上调或下调的表达差异,在此次实验中的DM/N未得到,但在DN/DM有相似变化:miR-27a(2.04倍)、miR-29a(2.02倍)、miR-152(2.04倍)、miR-28-3p(2.06倍)上调,miR-126(2.01倍)、miR-20b(2.04倍)下调。
讨论
DN患者循环miRNA表达谱的研究目前尚未见报道。
本次实验发现:与正常对照组相比,DM组中,20个miRNA的表达上调;22个miRNA的表达下调。miR-572上调最明显,miR-15b下调最明显。与DM患者相比,DN组中,42个miRNA的表达上调,miR-193a与miR-517c上调最明显;19个miRNA的表达下调,miR-127-3p下调最明显。
其中,随着糖尿病、糖尿病肾病的进展,miR-1179呈逐渐上调,miR-148b、miR-150呈逐渐下调。这三个miRNA有可能参与DN的发病机制,作为DN发生发展的生物标记物。我们下面的研究将在更大范围的DN、DM患者血清中进行验证,并进行功能性分析。
通过靶基因软件预测,miR-148b调控763个预测靶基因的表达,其中包括:BCL2、 USP33、ZFYVE26、TGFB2、HSPA4L、PODXL、FGF2、WNT1等,广泛参与细胞凋亡、细胞外基质增生、信号转导、足细胞损伤、wnt-β信号通路等。miR-150调控287个预测靶基因的表达,其中包括: MAPK13、CBL、GLUT4等,广泛参与细胞凋亡、Notch信号通路、信号转导、葡萄糖转运等。miR-1179调控337个预测靶基因的表达,其中包括:TGFBR2、ZNF22、MTPN、FGF11、CDH6、SMAD等,广泛参与细胞凋亡、细胞外基质增生等。