老年心力衰竭患者血漿中環(huán)狀RNA的差異性表達(dá)

張悅，嚴(yán)光,顧辨辨，孫夢(mèng)雯，張薇薇，張婉秋

安徽醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)科，合肥 230001

心力衰竭是指由多種原因?qū)е碌男呐K結(jié)構(gòu)或功能異常改變，使心室收縮或舒張功能發(fā)生障礙，從而引起的一組復(fù)雜的臨床綜合征，是許多心臟疾病的共同的終末階段[1-2]。隨著人口老年化的推進(jìn)，心力衰竭的發(fā)病率不斷上升，已成為老年人住院和病死的主要原因之一[3-4]。早期篩查、診斷和治療是心力衰竭老年患者預(yù)后的重要措施。目前臨床上廣泛應(yīng)用的心力衰竭生物標(biāo)志物如N末端B型利鈉肽原存在一定的局限性[5]，新的理想心力衰竭生物標(biāo)志物有待發(fā)掘。環(huán)狀RNA是一類內(nèi)源性非編碼RNA，具有高度保守、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高表達(dá)量、組織特異性和發(fā)育階段特異性等優(yōu)點(diǎn)，有成為生物標(biāo)志物的潛質(zhì)[6-9]。多項(xiàng)研究顯示環(huán)狀RNA參與多種心血管疾病過程，且在心力衰竭心肌重構(gòu)病理變化中具有重要的作用[8,10]。本研究通過檢測(cè)環(huán)狀RNA在老年心力衰竭患者血漿中的表達(dá)情況，研究其表達(dá)譜特征，為進(jìn)一步研究環(huán)狀RNA在老年心力衰竭中的作用提供方向。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2020年8月至2021年8月安徽省立醫(yī)院住院確診為心力衰竭的老年(大于60歲)患者4例為研究組，患者均符合《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》[11]的診斷標(biāo)準(zhǔn)；選取同期無任何心血管疾病的健康老年人4例為對(duì)照組。所有研究對(duì)象均無其他重要器官系統(tǒng)疾病，如糖尿病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤、肝腎功能障礙、全身性急慢性炎癥等。2組對(duì)象基本資料進(jìn)行比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均>0.05)，見表1。

表1 2組患者的基本資料比較

1.2 研究方法

1.2.1 提取血漿總RNA 所有研究對(duì)象均采集外周血5 mL，1 000 r/min離心10 min后分離出血漿，在-70 ℃環(huán)境下保存。根據(jù)試劑說明書使用TRIZOL試劑盒(Epicentre公司)分別提取研究組和對(duì)照組血漿的總RNA，通過檢測(cè)所提取RNA在230、260和280 nm處的吸光度值來評(píng)價(jià)總RNA的純度及濃度。

1.2.2 環(huán)狀RNA芯片檢測(cè) 采用Rnase R(Epicentre公司)去除質(zhì)檢合格的樣本中的線性RNA，并富集環(huán)狀RNA，將富集的環(huán)狀RNA擴(kuò)增和轉(zhuǎn)錄成熒光標(biāo)記的cRNA(Arraystar公司)，后將標(biāo)記熒光的cRNA與Arraystar Human circRNA Array V2(Arraystar公司)雜交，Agilent清洗液試劑盒清洗芯片后用Agilent G2505C固定和掃描。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 26.0和R軟件進(jìn)行整理分析。以變化倍數(shù)>1.5倍、獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的P<0.05為截?cái)帱c(diǎn)對(duì)2組患者之間的環(huán)狀RNA進(jìn)行篩選，篩選出差異表達(dá)的環(huán)狀RNA。通過TargetScan和miRanda數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)最可能與這些差異表達(dá)的環(huán)狀RNA結(jié)合的微小RNA。

2 結(jié)果

2.1 原始樣本環(huán)狀RNA表達(dá)情況 通過數(shù)據(jù)的歸一化處理后，原始樣本中環(huán)狀RNA表達(dá)分布結(jié)果顯示8份樣本中環(huán)狀RNA表達(dá)分布幾乎是相同的，可以進(jìn)行下一步的分析。

2.2 層次聚類分析 根據(jù)各組標(biāo)本中環(huán)狀RNA的表達(dá)譜差異進(jìn)行監(jiān)督性層次聚類分析，結(jié)果表明2組間環(huán)狀RNA的表達(dá)譜具有明顯差異。

2.3 老年心力衰竭患者環(huán)狀RNA表達(dá)譜的差異 將研究組和對(duì)照組分析獲得的差異性環(huán)狀RNA繪制成火山圖(圖1)。比較2組血漿中環(huán)狀RNA，篩選出差異表達(dá)的環(huán)狀RNA共190種(變化倍數(shù)>1.5，P<0.05)，其中表達(dá)上調(diào)的有116種，下調(diào)的有74種。根據(jù)變化倍數(shù)和P值進(jìn)行排序的高表達(dá)和低表達(dá)的前10名環(huán)狀RNA。

2.4 生物信息學(xué)分析 通過TargetScan和miRanda數(shù)據(jù)庫對(duì)表達(dá)上調(diào)和下調(diào)的前10名的環(huán)狀RNA的微小RNA結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，匹配值較高的5個(gè)微小RNA見表2、表3。查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，miR-764、miR-410-3p、miR-483-3p、miR-148b-3p可能與心肌損傷有關(guān)，miR-204-5p可能與心肌肥大相關(guān)，miR-17-3p、miR-134-5p可能與心肌衰老和凋亡有關(guān)，而hsa_circRNA_102228、hsa_circRNA_102227、hsa_circRNA_102225、hsa_circRNA_027610、hsa_circRNA_006240、hsa_circRNA_103327與上述微小RNA存在結(jié)合位點(diǎn)，這些環(huán)狀RNA可能通過靶向吸附上述微小RNA調(diào)控老年心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展。

表2 與明顯上調(diào)的環(huán)狀RNA匹配值較高的5個(gè)微小RNA

表3 與明顯下調(diào)的環(huán)狀RNA匹配值較高的5個(gè)微小RNA

3 討論

心力衰竭作為多種心臟疾病的共同的終末階段，嚴(yán)重威脅著老年人的生命安全[1-4]。而現(xiàn)階段心力衰竭的早期篩查和診斷仍有許多不足，尋找新的理想心力衰竭生物標(biāo)志物至關(guān)重要。環(huán)狀RNA是一類不具有5’末端帽結(jié)構(gòu)和3’末端多聚腺苷酸尾結(jié)構(gòu)，由共價(jià)鍵形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA分子[12]。環(huán)狀RNA的高度保守、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高表達(dá)量、組織特異性和發(fā)育階段特異性等特點(diǎn)，使其具有成為新的生物標(biāo)志物的可能[6-9]。環(huán)狀RNA能夠作為微小RNA海綿，通過與微小RNA結(jié)合降低其活性，阻礙微小RNA對(duì)靶基因的抑制作用，從而在疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用[13-14]。目前已有多項(xiàng)研究表明環(huán)狀RNA參與多種心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程，包括在心力衰竭心肌重構(gòu)病理變化中具有重要的作用[8,10]。環(huán)狀RNA在老年心力衰竭患者中的臨床價(jià)值仍需進(jìn)一步的探索。

本研究通過高通量環(huán)狀RNA芯片技術(shù)檢測(cè)了老年心力衰竭患者與無任何心血管系統(tǒng)疾病的老年人血漿中環(huán)狀RNA表達(dá)譜。研究結(jié)果顯示環(huán)狀RNA在老年心力衰竭患者血漿中的表達(dá)與健康對(duì)照組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，差異表達(dá)的環(huán)狀RNA共190種(變化倍數(shù)>1.5，P<0.05)，其中在老年心力衰竭患者血漿中表達(dá)上調(diào)的有116種，下調(diào)的有74種，這提示環(huán)狀RNA可能與老年心力衰竭的發(fā)生發(fā)展具有一定的相關(guān)性。查閱相關(guān)文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，miR-764、miR-410-3p、miR-483-3p、miR-148b-3p可能與心肌損傷有關(guān)[15-18]，miR-204-5p可能與心肌肥大相關(guān)[19]，miR-17-3p、miR-134-5p可能與心肌衰老和凋亡有關(guān)[20-21]，而本研究篩選出的差異性表達(dá)的hsa_circRNA_102228、hsa_circRNA_102227、hsa_circRNA_102225、hsa_circRNA_027610、hsa_circRNA_006240、hsa_circRNA_103327與上述微小RNA存在結(jié)合位點(diǎn)，這些環(huán)狀RNA可能通過靶向吸附上述微小RNA參與調(diào)控老年心力衰竭的發(fā)生和發(fā)展。

綜上所述，環(huán)狀RNA在老年心力衰竭患者血漿中的差異性表達(dá)揭示了環(huán)狀RNA可能與老年心力衰竭的發(fā)生發(fā)展具有一定的相關(guān)性。環(huán)狀RNA可能通過作用于微小RNA參與了心力衰竭病理過程的發(fā)生發(fā)展。另外，本文研究中納入的樣本量較小，對(duì)于這些差異性環(huán)狀RNA在老年心力衰竭患者中的具體表達(dá)水平還需要在大樣本量的病例及分子機(jī)制研究中進(jìn)行確認(rèn)。